國網(wǎng)四川省電力公司眉山供電公司 朱 敏 吳 紅 張 慶 李建兵 朱禮鵬

配電自動化系統(tǒng)無線專網(wǎng)建設(shè)方案研究

國網(wǎng)四川省電力公司眉山供電公司 朱 敏 吳 紅 張 慶 李建兵 朱禮鵬

根據(jù)智能電網(wǎng)建設(shè)的核心任務(wù)和六大目標(biāo)需要建設(shè)覆蓋廣闊接入靈活的終端接入網(wǎng)，僅僅依靠光纖接入網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)難以滿足不同地區(qū)、不同業(yè)務(wù)的通信需求，很多不易敷設(shè)光纜的地區(qū)和特殊的移動業(yè)務(wù)，光纖接入網(wǎng)絡(luò)從建設(shè)成本和維護(hù)成本上來考慮不可行。而無線通信網(wǎng)絡(luò)更適合分布較為分散的電力終端，尤其是滿足移動業(yè)務(wù)終端的通信需求。因此本文介紹了基于1．8G LTE無線電力專網(wǎng)建設(shè)方案的研究，從技術(shù)、政策不同角度探索無線專網(wǎng)建設(shè)可行性；搭建配電自動化系統(tǒng)無線專網(wǎng)建設(shè)架構(gòu)，并詳細(xì)描述架構(gòu)組成及各功能設(shè)備。

配電自動化；無線；專網(wǎng)；方案

1.配電自動化通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

我國自20世紀(jì)90年代初開始配電自動化工作，1998 年國家城網(wǎng)改造計(jì)劃與當(dāng)時國家電力公司的創(chuàng)一流活動，極大地推動了我國配電自動化應(yīng)用工作。到 2003 年底，我國有 100 多個地級城市建起了配電自動化系統(tǒng)。近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，客戶對供電可靠性要求的提高，配電自動化又引起了人們的重視，而智能電網(wǎng)的提出，更是極大地助推了配電自動化的發(fā)展?？偨Y(jié)我國前段時間的配電自動化工作，總體來說應(yīng)用水平還比較低，沒有發(fā)揮出應(yīng)有的作用。線路自動化覆蓋面有限，形不成規(guī)模效益；“自動化孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重，應(yīng)用功能有限。究其原因，一方面是一些地區(qū)配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、一次裝備以及基礎(chǔ)管理工作薄弱，還不具備應(yīng)用配電自動化的條件，出現(xiàn)所謂的“超前建設(shè)”現(xiàn)；有些系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)規(guī)劃不合理、設(shè)備質(zhì)量不過關(guān)；我國城市建設(shè)與配電網(wǎng)擴(kuò)容任務(wù)繁重，配電設(shè)備異動率高、數(shù)據(jù)錄入與更新工作量大，也是一個因素。

伴隨著在配電自動化系統(tǒng)在我國的不斷推廣應(yīng)用，配電網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)用方面，也已取得較為顯著的成就。目前，具有自愈能力的光纖通信技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用于輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，不僅能夠滿足配電數(shù)據(jù)傳輸和實(shí)時控制的有效性和可靠性要求，而且成為骨干層通信網(wǎng)絡(luò)的首選通信方式?；?GPRS/3G的無線公網(wǎng)通信作為光纖通信技術(shù)的有效補(bǔ)充手段也已經(jīng)普及，多數(shù)應(yīng)用在配電數(shù)據(jù)“三遙”站點(diǎn)采用光纖EOPN技術(shù)傳輸，“二遙”且沒有光纖經(jīng)過的站點(diǎn)采用公網(wǎng)無線傳輸，光纖專網(wǎng)技術(shù)雖然提供的通信實(shí)時性、安全性和傳輸帶寬滿足終端通信接入網(wǎng)的所有業(yè)務(wù)，但從成本、建設(shè)周期、維護(hù)成本等方面都存在大量問題，尤其在光纜建設(shè)階段，配電自動化業(yè)務(wù)主要部署在密集的城區(qū)，管道光纜敷設(shè)困難，往往需要采用排管和頂管的方式，建設(shè)投資非常高，整體上考慮經(jīng)濟(jì)性不合規(guī)。采集系統(tǒng)中。電纜屏蔽層載波通信技術(shù)同時取得了突破，進(jìn)入實(shí)用階段，在一些地區(qū)配電自動化系統(tǒng)中獲得成熟應(yīng)用。

2.無線電力專網(wǎng)應(yīng)用于配電自動化系統(tǒng)可行性分析

2.1 技術(shù)可行性

目前在電力系統(tǒng)配用電接入網(wǎng)中應(yīng)用的無線專網(wǎng)通信技術(shù)主要包括規(guī)模日漸擴(kuò)大的4G寬帶LTE技術(shù)和與其競爭的230M無線電臺、Mobitex、Wimax和McWiLL等技術(shù)。

1.8 G TD-LTE（Time Division Long Term Evolution,時分長期演進(jìn)）系統(tǒng)是工作頻率為1785-1805MHz的TD-LTE系統(tǒng)。TD-LTE系統(tǒng)是LTE系統(tǒng)的時分模式。LTE是3GPP制定的下一代無線通信標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)營商一般將LTE作為第四代移動通信系統(tǒng)4G。中國政府在公網(wǎng)頻率以外劃定1447-1467MHz和1785-1805MHz兩個20MHz頻段用于建立政府和重要行業(yè)的TD-LTE專網(wǎng)建設(shè)，即1.4G TD-LTE系統(tǒng)和1.8G TD-LTE系統(tǒng)。系統(tǒng)特征指標(biāo)未：1）宏基站支持在線終端9600個；2）宏基站下行峰值吞吐量300Mbps，上行峰值吞吐量150Mbps；3）終端下行峰值速率100Mbps，上行峰值速率50Mbps；4）天線間耦合干擾小，易于多天線增強(qiáng)傳輸和覆蓋。宏基站城區(qū)覆蓋可達(dá)10-20平方公里，郊區(qū)覆蓋可達(dá)70-120平方公里。

230MHz TD-LTE系統(tǒng)是由中國普天公司獨(dú)家推出的LTE系統(tǒng)，其針對電力223MHz-235MHz頻段1MHz離散頻點(diǎn)的特點(diǎn)，對LTE協(xié)議棧進(jìn)行了適應(yīng)性修改和簡化，因此與1.8G TD-LTE系統(tǒng)在終端、測試和系統(tǒng)上都不兼容。由于工作頻帶只有1MHz，230 TD-LTE系統(tǒng)對寬帶業(yè)務(wù)的支持比較弱。

2.2 政策可行性

目前，國家無線電管理委員會在關(guān)于電力負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)頻率使用的批復(fù)中明確指出，230 MHz頻段的40個離散頻點(diǎn)，共電力企業(yè)使用作為為遙測、遙控、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)使用的頻段，信道間隔25kHz，屬于窄帶專用頻段；寬帶專網(wǎng)頻段主要有1.4G和1.8G頻段，具體：工業(yè)和信息化部《關(guān)于1447-1467兆赫茲（MHz）頻段寬帶數(shù)字集群專網(wǎng)系統(tǒng)頻率使用事宜的通知（59號文）》提出1447-1467MHz中20MHz規(guī)劃用于政務(wù)網(wǎng)、公共安全、應(yīng)急通信等政府專網(wǎng)，采用TDD方式寬帶數(shù)字集群系統(tǒng)；工業(yè)和信息化部《關(guān)于重新發(fā)布1785-1805MHz頻段無線接入系統(tǒng)頻率使用事宜的通知（65號文）》提出1785-1805MHz中20MHz規(guī)劃用于交通（城市軌道交通等）、電力、石油等行業(yè)與用通信網(wǎng)和公眾通信網(wǎng)。

3.無線專網(wǎng)建設(shè)方案

智能電網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)TD-LTE無線專網(wǎng)建設(shè)組網(wǎng)方案如圖1所示。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從業(yè)務(wù)系統(tǒng)主站到用戶終端總體上分為四層，分別是業(yè)務(wù)層、安全接入層、LTE接入層以及終端層。最上層的業(yè)務(wù)層設(shè)備為業(yè)務(wù)系統(tǒng)自備。

圖1 智能電網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)TD-LTE無線專網(wǎng)建設(shè)組網(wǎng)方案

安全接入層設(shè)備包括正反向隔離裝置、前置雙向驗(yàn)證裝置和安全接入裝置。根據(jù)業(yè)務(wù)層設(shè)備的位置就近部署。根據(jù)國能安全〔2015〕36號文的電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)方案要求，I、II區(qū)業(yè)務(wù)系統(tǒng)主站采用正反向隔離裝置與無線接入終端進(jìn)行隔離。III、IV區(qū)業(yè)務(wù)系統(tǒng)采用安全接入平臺接入無線終端。生產(chǎn)業(yè)務(wù)的終端和管理業(yè)務(wù)終端采用相同工作頻率。共享基站和天線。

LTE接入層設(shè)備包括核心網(wǎng)、核心路由器、LTE回傳光網(wǎng)絡(luò)以及基站設(shè)備。核心網(wǎng)及核心路由器部署在市公司信通機(jī)房，在核心網(wǎng)之后部署核心路由器，對不同的業(yè)務(wù)VPN進(jìn)行分離，將不同的業(yè)務(wù)送往不同的電力無線應(yīng)用內(nèi)網(wǎng)安全入口。LTE回傳網(wǎng)絡(luò)采用SDH獨(dú)立通道實(shí)現(xiàn)，以滿足核心網(wǎng)和基站之間的S1接口控制面的時延要求，基站部署在110KV變電站。

終端層為業(yè)務(wù)系統(tǒng)自備的LTE專網(wǎng)終端，其形態(tài)包括LTE專網(wǎng)智能手機(jī)、LTE專網(wǎng)平板、LTE專網(wǎng)網(wǎng)卡和LTE專網(wǎng)CPE。CPE是LTE專網(wǎng)轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的接入設(shè)備（見圖1）。

4.總結(jié)

通信網(wǎng)絡(luò)作為配電自動化系統(tǒng)的重要組成部分，上行傳送各配電終端所采集的測量及狀態(tài)信息，下行傳遞調(diào)控中心向各配電終端或執(zhí)行結(jié)構(gòu)發(fā)送的周期召喚及操作控制命令，無線通信網(wǎng)絡(luò)更適合分布較為分散的電力終端，尤其是滿足移動業(yè)務(wù)終端的通信需求。

[1]徐炳垠．智能配電網(wǎng)與配網(wǎng)自動化[J]．北京:動力與電氣工程師,2009,05:1-10．

圖2 電子書應(yīng)用程序動畫分解圖

3．2．2 翻頁動畫

翻頁動畫與翻頁聲音一致，都是在翻頁時產(chǎn)生的，為更好的表達(dá)紙面的平面表達(dá)效果，設(shè)計(jì)人員可以給用戶設(shè)計(jì)一種近似于紙張翻動時的動畫效果，讓讀者更沉溺于書籍的閱讀中，翻頁動畫被看成是另一種環(huán)境構(gòu)建方式。

4.結(jié)束語

信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，讓電子書市場也迎來新的高潮，各類閱讀設(shè)備的出現(xiàn)，讓iPad變成電子閱讀的新寵，由于iPad具有獨(dú)特的優(yōu)勢，能夠讓電子書應(yīng)用程序的使用獲得更好的體驗(yàn)。本文從高保真原型在iPad圖片閱讀生的應(yīng)用為入手點(diǎn)，細(xì)致的介紹相關(guān)的應(yīng)用細(xì)則，以圖片、動畫聲音為入手點(diǎn)，目的是讓圖片閱讀界面更新穎和符合大眾所趨，滿足讀者閱讀需要。

參考文獻(xiàn)

[1]吳繼貴,葉阿忠．基于跨平臺數(shù)字閱讀應(yīng)用“通用”界面模式設(shè)計(jì)方法研究[J]．湖南大學(xué),2015(03)．11-12

[2]尹鵬,段佩利,陳才．iPad游戲類應(yīng)用程序界面要素及交互行為研究[J]．江南大學(xué),2016(05)．13-14