配網通信技術分析范文

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安全性要求高：業務必須滿足《電力二次系統安全防護規定》及《電力二次系統安全防護總體方案》的要求，電力二次系統安全防護工作應堅持安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證的原則。可靠性要求高：通信設備應具備工業級可靠性，配網自動化的通信系統是在戶外運行的，容易導致材料老化，故要求能經受起惡劣氣候的考驗，同時能經受噪音、電磁、雷電等的干擾，保持穩定運行。配網自動化節點數量十分龐大，信息點非常多且分散，覆蓋范圍很廣。現階段配網自動化業務通信需求緊迫，在滿足業務高可靠性、安全性要求的同時，迅速實現配網自動化節點的廣泛覆蓋是配網通信最迫切需要解決的問題。

配網通信技術分析

目前南方電網電力通信網絡以光通信為主，主要覆蓋辦公場所、營業所和110kV及以上等級的廠站、線路，而在以10kV及以下的配網通信幾乎是空白，主要采用租用公網的GPRS/CDMA承載配網自動化業務，并在少量試點建設了中壓電力載波、光纖通信（包括光MODEOM、工業以太網、無源光網絡等技術）。現有配網通信的覆蓋規模、技術管理模式均不能滿足“十二五”智能電網配網自動化業務的通信需求，如何選擇合適的通信技術建設通信網絡是配網通信目前的重點任務，以下從配網通信的網絡架構、技術體制、投資等方面分析無線寬帶專網在配網通信中應用的必要性和優勢。

1配網通信技術分析

常用的配網通信技術包括光纖通信、中壓電力線載波、無線公網、無線寬帶專網等，以下分析這些通信技術應用于配網通信建設的優缺點：

（1）光纖通信技術

光纖通信是電力通信網的主流技術，具有安全性、可靠性高、傳輸容量大、帶寬高、傳輸距離長、抗電磁干擾性強、絕緣性能好等優勢。然而由于受到配電網網架分布廣散雜多特征的影響，光纖配網的大規模應用還面臨著以下困難：①老城區施工困難：大城市老城區、密集市區是供電重點保障區域，這些區域的道路開挖難以獲批，嚴重影響工期。②投資高：城區光纜建設成本過高，是常見通信技術中平均投資費用最高的。

（2）中壓電力載波通信

中壓電力線載波通信是將信號按一定方式調制后，利用相應的耦合設備注入中壓配電線傳輸，是電力系統特有的通信方式，其優點是可以利用現有的配電線路傳輸到電網關心的任何測控點，不需另鋪專用通信線路，具有投資較低、安全性高等優勢。但受限于其技術體制的影響，多年來載波技術并沒在在配網通信中大規模的應用，主要的難點問題是：①10kV配電載波通道的傳輸特性較惡劣，速率低，可靠性不高：由于配電網在變電站側未裝設阻波器，變電站的各條出線的衰耗很大；對于架空線、地埋電纜混合敷設的線路，架空線、地埋電纜特性阻抗相差很大，衰耗情況更嚴重。②網絡可擴展性差：線路拓撲結構的變化，載波機不能適應，從而帶來運行維護上很多麻煩。③施工涉及停電。中壓載波設備主要有注入式和卡接式兩種安裝方式，前者需要停電、受干擾小、信號好；后者不需要停電，但受干擾大、信號差。為保證通信質量，實際多采用注入式安裝，因此施工多要涉及停電，比較麻煩。

（3）基于無線公網的GPRS/CDMA

無線公網對用戶的數量沒有限制，用戶無需建網和維護，具有建設周期短、業務開展快、初期網絡成本低等特點。但是電力系統業務并非公網運營商的核心業務和重點保障對象，無論從寬帶、QoS、安全性還是網絡覆蓋角度考慮，都不會為電力行業進行特殊的針對性保障，無線公網絡適用于間斷的、突發性的或頻繁的、少量的數據傳輸，及對通信速率、時延、中斷率、安全性等要求不嚴格的場景，無法滿足智能配網自動化高安全、高可靠的需求。其局限性主要體現在：①安全保障體制不完善。公網數據傳輸加密技術面向所有業務，其寬松的驗證規則將允許攻擊者設立一個假的蜂窩基站，并監聽過往用戶的信息傳送；同時無線公網的基站建設在民用建筑上，傳輸、供電、防盜、防雷等抗毀性措施相對較差，導致設備故障率高，影響業務通信。②網絡通道不可控。由于無線公網服務于民眾，網絡通道受政府機構、軍隊等單位臨時規定的影響較大，區域GPRS網絡臨時被關閉時有發生，導致片區低壓集抄業務全部中斷。③終端在線率及通信成功率低。由于公網的話音和數據都使用相同的網絡資源，并且是一個語音優先的系統，所以如果小區負載很高，GPRS數據用戶得到的空中資源就越少；而且在GPRS業務傳輸過程中，如臨時業務時隙被語音用戶搶占，業務將即時中斷。

（4）基于無線寬帶技術的無線專網

基于無線寬帶技術的無線專網具備覆蓋面廣、施工難度低、實施周期短、組網靈活等特點，同時由于專網專用，其業務質量、寬帶保證、安全隔離和覆蓋范圍都能很好地滿足配網自動化業務需求，其主要的優勢有：①帶寬容量大，能滿足配網自動化業務寬帶化發展需求。單基站吞吐量可達15M，終端的速率可達2M。在使用5M信道帶寬情況下，可支持15Mbps的數據傳輸速率，可以滿足各種業務需求。②安全性高。無線寬帶技術在解決通信系統面臨的中斷、篡改、竊聽、偽造和抵賴等5類安全威脅的問題上，已在通信系統的認證性、機密性、完整性、可用性和不可否認性幾個方面具備很成熟的標準、技術和加密算法。無線專網設備可安放在配電所/房，對于網絡設備安全性保障明顯優于公網設備，可以有效防范欺騙、竊聽、拒絕等網絡攻擊。③施工容易。不涉及對線路的停電、改造，施工周期短，可迅速實現大范圍節點覆蓋。

2配網通信建設成本分析

（1）光纖通信

光纖通信建設成本主要由光纜采購、光纜施工和光設備采購成本構成。設備成本：0.8萬元/點；光纜成本：24芯光纜1.5萬元/公里；施工成本：已有預留管溝的施工費用5萬元/公里；未預留管溝需要開挖的施工費用13萬元/公里。以兩個配網站點間的平均距離為0.3km進行成本估算：已預留管溝的費用為2.75萬元/點；未預留管溝的費用為5.15萬元/點。

（2）中壓載波通信

以1條線路4個配網節點估算，需配置一臺主載波、四個從載波；主載波設備，6萬元/臺，從載波設備，1.5萬元/臺；則估算成本為2.7萬元/點。

（3）公網無線通信

每月12元包月，10M帶寬，終端設備費0.15萬元/點，以5年租期計算，則估算成本為0.22萬元/點。

（4）無線專網通信

成本主要由基站建設成本和無線終端采購成本構成，基站設備：40萬元/臺；無線寬帶終端：0.15萬元/臺。以配網自動化、計量自動化業務共10萬個點估算，在110kV及以上變電站和自有物業位置加裝基站，完成全部覆蓋，共需300個基站，自建無線專網費用為0.27萬元/點。小結：采用不同技術滿足配網業務接入點的通信覆蓋，無線專網的投資估算成本很低，具有良好的性價比優勢。

配網通信技術規劃建議

根據上述技術和投資分析，作為應用于配網的通信網絡，業務對其安全性、可靠性等都有較嚴格要求，而且配用電業務有向寬帶化迅速發展的趨勢，不適合采用無線公網承載；而采用光纖通信、中壓載波等技術無法在短時間內實現大范圍覆蓋。因此，為實現配網自動化，建設專網專用、可定制安全策略的、可自主管理的電力無線寬帶專網是很有必要的。以下是對配網通信技術規劃的建議：1、對于老城區業務點，以無線寬帶專網為主。2、對于新接入的具高可靠、高安全要求的控制類業務點，以光纖通信技術為主，無線寬帶專網為輔。3、對于大量的、分散的、以監測為主的業務節點：以無線寬帶專網為主，公網通信技術作為補充。

結束語

無線寬帶專網可以為電網公司提供先進的無線寬帶接入技術，可實現配電網絡業務的廣泛接入，提供各種無線信息化應用，為電網公司提供更便捷的服務，全面提升電力行業的競爭力。如今智能電網時代即將到來，電力無線寬帶專網作為智能配網通信的有效解決方案，不僅能支撐智能電網的各種需求，還具有良好的成本優勢，節省通信網絡建設的投資，因此，建設電力無線寬帶專網具有良好的經濟效益和社會效益。（本文作者：杜浩東單位：廣東卓維網絡有限公司）