电力无线专网在配用电自动化调度数据网
发布时间：2022-04-20 21:41:27来源：
1 电力無线专网的应用现状和需求
1.1 电力无线专网应用现状
在智能电网相关技术体系中，电力无线专网的广泛应用，能够对终端通信设备进行实时数据进行采集，并对不同区域内供配电网络的实际运转状态进行动态监测，确保电力通信数据信息的完整性和真实有效性[1]。与传统电力网络部署和应用模式存在一定差异的是，电力无线专网架构普遍具备可拓展性以及平台集成性，能够根据某个电力监控区域内供配电压力状态的实时变化情况，将相关数据信息资源同步上传到数据中心和控制终端。电力系统的无线专网需要承载更多业务处理需求，也会存在较多安全隐患因素和技术风险因素。在应用电力系统无线专网架构体系的过程中，需要对物理隔离和业务隔离效果进行重点监测和审计分析，并对不同频段的电力数据通信过程进行安全加密运算。在电力系统的无线专网之中，需要根据安全评估等级划分相应的电力监控区域，并对各类电力系统中的业务操作需求进行可靠性分析和逻辑判断，综合考量各类电力数据信息资源的安全性和真实性[2]。
1.2 终端通信接入网业务需求
在电力系统的无线专网架构体系中，需要对终端通信接入网的业务需求进行可行性分析和经济学评估，并对配电自动化控制、配电变压器监测、电能质量监测、配电运行监控、分布式电源控制、配电线路视频监控等相关业务需求进行资源整合和统计分析[3]，并严格管控终端通信设备的接入网形式以及安全整合措施是否完整。终端通信接入网的业务需求主要集中在数据层面上，但是也涵盖少量视频存储业务需求。尤其在对配用电自动化控制模式进行系统录入和配置的过程中，电力工作人员需要对通信终端设备进行初始化操作，并对供配电线路的具体型号和规格进行严格管控，确保生产控制和管理区域的一致性。在对终端通信接入网进行业务需求分析的过程中，电力系统的工作人员还需要对各项分布式电源以及电能质量监测装置的系统内置参数进行详细记录和统计分析，并对调度数据网络和综合数据网络的带宽资源和通信渠道进行严格管控[4]。
1.3 多业务承载需求
在电力系统的无线专网架构体系中，需要对多业务承载需求进行详细分析和量化统计，并对相关业务进行物理隔离和安全隔离，并对技术选型、加密认证以及安全防护等基础系统功能进行全面部署和应用。配电自动化业务（除配电线路视频监控业务以外）均位于生产控制大区，用电通信网业务均位于管理控制大区，不同大区之间业务的统一承载需要安装横向隔离装置[5]。电力无线专网要实现多业务承载必须解决不同大区业务之间的物理隔离，同一安全大区业务之间的逻辑隔离。根据不同频段的电力系统无线专网架构，需要对不同业务属性进行详细分类，例如控制类、信息监测类、音视频类以及市场营销类，并且上述分类标准主要源于配用电自动化控制系统平台中的常用业务操作模式。根据电力系统无线专网架构的多业务承载需求，系统操作人员需要对安全性和时延性能进行重点观测，并在确定路由转接标准的基础之上，对单点通信带宽、多点通信带宽等数据参数进行精准监控和统计分析。
2 电力无线专网在配用电自动化中的应用要点
2.1 TD-LTE电力无线专网技术概述
TD-LTE技术被广泛应用在通信网络相关专业领域之中，并能够将商用网络架构体系与电力系统自动控制模式实现精准对接，但是也需要对物理层和业务逻辑层中的部分配置参数进行自适应调整和检测统计分析，并需要保障物理层和数据链路层通信数据交换过程的安全性和稳定性。TD-LTE技术能够应用新的物理层帧结构，并对多址接入方式进行安全和质量审计，确保电力系统网络结构层次的稳定性和安全可靠性。TD-LTE使用了载波聚合技术，为每个UE分配多个离散载波，能够灵活的扩展频谱带宽。TD-LTE也是用了动态调度技术，根据信道的传输及变化情况对相应的物理资源进行分配调整。除此之外，TD-LTE技术能够精准适配不同频段电力网络的实际业务处理需求，并对各项业务逻辑规则进行自动校验和统计分析，并在系统可视化界面中全面展示通信网络终端设备的物理层以及应用层运行状态，并对集成化的信息管理平台进行数据信息资源整合。
2.2 配用电业务特点分析
在不同区域的配用电管理平台中，自动化业务主要集中在电能质量监测、配电自动化控制、用电线路监测等相关功能模块上，也能够间接影响到电力生产管理模式的完整性。在对配电和用电业务需求进行全面分析的过程中，需要对各类业务操作流程以及电力数据的流转过程进行精准分析和动态监测，还需要对数据通信网络存在的安全故障问题和物理故障问题进行单独隔离和处理，还能够保障不同配电线路的正常运行状态。在控制端和用户操作端中，对配电和用电业务处理操作模式存在一定差异，因此需要对业务处理对象进行详细分类。传统的电力系统有线网络架构体系相对比较复杂，所涉及到的电力资源数据信息采集以及生产管理控制等功能会间接影响到不同网络监测节点，也会对配用电等实时业务数据信息的真实性和完整性产生一定影响。有线通信传输和无线通信传输对配用电自动化管理模式产生的影响存在较大差异，安全评估等级也会存在较大差异，对离散化的用电和配电控制终端产生一定影响。
2.3 配用电业务数据吞吐量与用户容量
配电业务中每个变电站汇集所需的流量带宽约为800Kb/s，用电业务中的用电信息采集、大客户负荷管理、电动车充电桩管理等需要2Mb/s以上的带宽。因此电力系统的相关工作人员，需要对配用电自动化网络体系中的业务数据信息吞吐量以及用户容量进行精准监控和统计分析，并根据配用电控制终端和数据采集终端的实际分布密度，合理配置相关数据通信渠道以及安全加密措施。在对配用电业务数据吞吐量以及用户容量等关键数据参数进行动态监测和统计分析的过程中，电力系统的工作人员还需要结合当前变电站和配电间等基础设施的具体分布密度和空间资源分配机制，对电力系统网络中的数据采集精度以及資源目录整合存储量等关键技术资源进行动态监测。很多配用电业务管理系统中的数据吞吐量，与用户容量成正比，还会直接影响到配电线路和数据通信网络之间的精准衔接成效。
2.4 电力无线专网的架构设计
在集中部署和应用电力系统无线专网的过程中，需要对各项应用架构和业务架构进行统计分析，对生产控制管理一区、生产控制管理二区、信息管理三区进行集中部署和应用。在对中心架构的骨干传输网络进行初始化部署和设置的过程中，不能够忽略不同控制管理分区中核心网设备的物理和安全隔离措施是否完善，也需要对配电自动化、电能质量监测以及用电信息采集等功能模块进行集中设计和编程实现，并在数据中心单独部署集成化的资源管理平台系统。在有限的频段内，将可以利用的子载波按照接入终端的种类、数量、数据传输的带宽要求等进行统计分析。在一个无线基站的覆盖范围内，固定分配若干个子载波给不同业务终端使用，各终端可以采用时分或者频分多址接入的方式，能够进一步减少电力数据信息资源的浪费比例，还能够显著提升配电自动化控制网络的数据存储质量和实施传输效率。
2.5 配用电自动化管理平台的业务模块设计
在对配用电自动化管理平台进行业务模块设计和实现的过程中，需要根据不同无线通信基站能够容纳的用户量和数据通信传输频道数量，对各项业务模块的生产管理控制功能架构以及自动化状态监测功能架构进行集中优化和完善，并确保配用电管理平台的网络基础设置结果一致性。尤其在对人口密度相对较大的城市中心区域进行配用电自动化监测和管理服务的过程中，电力系统的工作人员以及系统操作人员需要在可视化数据分析页面上动态监测无线网络通信频道的数据吞吐量以及容纳率，并对数据丢包等系统故障问题进行集中解决和故障维修操作。在不同区域内的配用电自动化管理平台中，与生产相关联的业务模块需要涵盖用户终端以及控制数据信息的实时同步功能，并确保供配电线路运行能力的稳定性和安全可靠性。
2.6 电力无线专网的建设和部署应用措施
通过对配用电业务的分析，结合无线网络传播的特性分析，对网络的规模进行估算，基站的选点以电网公司的变电站、营业厅等为中心进行选点，使用仿真工具验证布局的合理性。在集中建设和部署应用电力系统的无线专网架构以及业务管理平台的过程中，需要高效运用自动化控制系统模式以及数据通信传输控制模式，并对无线基站的建设数量和数据通信质量进行客观评估和关联分析，为电力系统工作人员和运维管理人员提供更加精准的基础数据指标和信息资源。在完成建设和初始化部署应用目标之后，还需要对电力无线专网架构的稳定性和拓扑节点进行重点观测和统计分析，并将配用电自动化业务管理平台系统中的各项配置参数进行详细记录和统计分析，并对资源目录进行全面整合，根据电力数据信息的实时运算结果，同步备份到云端和数据仓库之中。
