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泛在电力物联网建设的有力支撑——电力无线专网建设情况及市场情况

北极星输配电网  来源:北极星输配电网    2019/4/9 8:42:55  我要投稿  

北极星输配电网讯:舒印彪董事长在公司三届三次职代会上提出的“推动全业务泛在电力物联网建设,扩大电力无线专网试点及业务应用”的工作要求。

按照国网公司统一部署,2016-2017年,江苏公司统筹开展无线专网试点建设,在南京、苏州、常州共建设基站59座,累计接入22种生产与管理业务、各类终端5000余台,取得了合法的频率资源,验证了无线专网技术可行性、经济性及性能可满足业务需求。

电力无线专网具有接入便捷灵活,安全性高,自主可控的特点,是充分利用公司全面覆盖的光纤通信网络以及变电站等物业资源,自己建设无线通信基站,打造的一个以服务精准负荷控制、配电自动化等控制业务为核心的无线通信网络。

总体而言电力无线专网可以分为业务承载网、核心网、回传网、基站(铁塔)及终端五部分。

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业务承载网是电力各类业务系统与无线专网间的“桥梁”。

核心网是电力无线专网的“大脑”,负责资源控制、数据转发、用户管理等工作。

回传网是利用公司丰富光纤通信传输通道资源,建设的基站与大脑间的“信息回传通道”。

基站就是无线“信号塔”,覆盖一定的地理空间,为终端提供无线接入通道。

通信终端与业务终端互联,是业务数据进入电力无线专网的“入口”,满足各类电力业务的接入需求。

专网建设市场预期

我国的电力专网通信经过几十年发展,已经初具规模,通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成了一个以北京为中心覆盖全国30个省(市、区)的立体交叉通信网。整个中国电力通信的发展,从无到有,从小到大,从简单技术到当今先进技术,从较为单一的通信电缆和电力线载波通信手段到包含光纤、数字微波、卫星等多种通信手段并用,从局部点线通信方式到覆盖全国的干线通信网和以程控交换为主的全国电话网、移动电话网、数字数据网,无不展现出电力通信发展的辉煌成就。随着通信行业在社会发展中作用的提高,以电力通信网为基础的业务不再仅仅是最初的程控语音联网、调度时时控制信息传输等窄带业务,逐渐发展到同时承载客户服务中心、营销系统、地理信息系统(GIS)、人力资源管理系统、办公自动化系统(OA)、视频会议、IP电话等多种数据业务。

电力通信在协调电力系统发、送、变、配、用电等组成部分的联合运转及保证电网安全、经济、稳定、可靠的运行方面发挥了应有的作用,并有利的保障了电力生产、基建、行政、防汛、电力调度、水库调度、燃料调度、继电保护、安全自动装置、远动、计算机通信、电网调度自动化等通信需要。电力通信所产生并隐含在电力生产及管理中的经济效益是巨大的,同时电力通信利用其独特的发展优势越来越被社会所重视:(1) 近67万km的35kV及以上输电线路是架设电力特殊光缆的极好资源,经济、快速、安全、可靠;(2) 遍布全国各大城市的电缆管道和电杆是建设光纤接入网的极好资源;(3) 电力线通信(PLC)技术的日益成熟,为用户接入提供了首选手段;(4) 其它具有电力特色的技术,如无源光纤接入、无线宽带、多点扩频系统等,使电力资源得到充分有效的利用和发挥。

电力通信在协调电力系统发、送、变、配、用电等组成部分的联合运转及保证电网安全、经济、稳定、可靠的运行方面发挥了应有的作用,并有利的保障了电力生产、基建、行政、防汛、电力调度、水库调度、燃料调度、继电保护、安全自动装置、远动、计算机通信、电网调度自动化等通信需要。虽然电力通信的自身经济效益目前不能得以直接体现出来,但它所产生并隐含在电力生产及管理中的经济效益是巨大的。同时,电力通信利用其独特的发展优势越来越被社会所重视。

根据2010年3月,国家电网发布的《国家电网智能化规划总报告》指出,2009~2020年国家电网总投资3.45万亿元,其中智能化投资3,841亿元,占电网总投资的11.1%。第一阶段2009~2010年的电网总投资为5,510亿元,智能化投资为341亿元,占电网总投资的6.2%;第二阶段2011-2015年电网总投资为15,000亿元,智能化投资为1,750亿元,占总投资的11.7%;第三阶段2016-2020年电网总投资为14 ,000亿元,智能化投资为1,750亿元,占总投资的12.5%。

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图表:中国电网总投资和智能化投资

数据来源:中研普华数据库

专网建设发展情况

近年来,国家大力发展电力行业,特别是国家智能电网发展战略的提出,要求在发电、输电、变电、配电、用电和调度的各个环节都实现智能化、数字化。这就需要对原有的电网调度通信设备进行改造升级,使其实现自动化数据传输,远程视频监控和维护,灵活调控,建立安全可控的电力信息网,对专网通信信息技术服务商将会是一个良好发展的机遇。

电力信息化是指各类电力企业在电力生产和经营、管理和决策、研究和开发、市场和营销等各方面应用信息技术,建设应用系统和网络,通过对信息和知识资源的有效开发和利用,调整和重构企业组织结构和业务模式,服务企业发展目标,提高企业竞争力的过程。公网的信息传输已经不能满足电力行业的需求了,电力无线专网的发展趋势是毋庸置疑的。统一的电力无线专网标准,能让整个产业的发展形成一股强大合力,利于电力无线专网的产业链共用度。综上,电力无线专网及其标准统一化是电力信息化技术发展的未来趋势;但是关于标准的统一,仍然还在探索当中,目前市场动向更多偏向于LTE230。

随着时代的发展,电力行业对电力无线专网的需求日益增加,电力行业呈现出业务需求爆发增长、公网安全性有待增加、光缆建设成本高、各专业分散建设的特点。电力行业信息数据传输不能满足需求:一方面,有线传输费用高,BPLC干扰大;另一方面,公网对精控要求高的领域而言安全性低,能够满足电力业务需求的就剩下专网。

电力无线专网是终端通信接入网一种重要的通信方式。从2009年开始国家电网有限公司就已经开始着手探索电力无线专网,2018年8月,工信部印发《关于调整223—235MHz频段无线数据传输系统频率使用规划的通知》,通过引入载波聚合和动态频谱共享等新技术,同时鼓励采用共网的建设模式,以提高频谱使用效益。从国家无线电管理部门调整230MHz频率规划不难看出,工信部在不断加大对信息化和工业化深度融合和工业互联网发展的支持,这也给电力无线专网产业带来了极大的信心。

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在2018电力无线专网产业发展论坛上,LTE230技术方案得到业界一致认可,成为国家电网电力无线专网采用的新型通信系统。

据统计,LTE电力无线专网自2009年开始研发,11个省市公司已经建设一定规模的LTE电力无线专网,包括北京、天津、冀北、江苏、浙江、福建、湖南、江西、重庆、辽宁、蒙东公司。从应用效果来看,已经接入22类业务,业务支撑效果良好,供电可靠性有效提升,优质服务水平显著增强,电网运维效率大幅提高。可支持智能电表集采周期从原来的一天缩短至15分钟。

电力无线专网实现数据、语音、图像、视频等业务的泛在接入和可靠承载,满足电力系统发输配变用环节的业务通信需求。

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电力无线专网建设领域标准不统一

电力无线专网建设领域出现了两种可供选择的技术。除了230MHz,目前还有1.4G及1.8G频段可用于行业无线接入使用,分别以中兴、华为为代表的通信厂商,也都致力于1.4G在政务领域,1.8G用于行业的产品技术支持。普天和中兴基于230MHz的LTE230技术,而华为则基于NB-IOT技术推出IOT230技术。

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据悉,目前国家电网的企业标准同时支持两种技术路线,包括已经发布的LTE230标准和尚在制定中的IOT230标准。虽然这两套系统均采用无线蜂窝网架构、基于成熟4G技术和先进5G技术,但两套标准的存在会带来一系列风险,建设期成本高、不利于行业规范化发展、企业恶性竞争。

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(内容整理自前瞻网、中研普华研究等)

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