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南方电网:全国首个LTE智能电网

时间:2016-04-23 09:27:25
中国南方电网有限责任公司是负责投资、建设和管理中国南方区域电网,经营相关输配电业务的大型国有企业。在南方电网“十二五”科技发展规划”中针对配网自动化明确提出:“研究和应用以新型无线通信技术为基础的配网通信系统,加强配网自动化系统的升级,使之具备全网一体化的数据采集平台和优化分析功能。


客户背景

中国南方电网有限责任公司是负责投资、建设和管理中国南方区域电网,经营相关输配电业务的大型国有企业。在南方电网“十二五”科技发展规划”中针对配网自动化明确提出:“研究和应用以新型无线通信技术为基础的配网通信系统,加强配网自动化系统的升级,使之具备全网一体化的数据采集平台和优化分析功能。”

南方电网从2011年下半年起,开始了无线智能电网的小规模建设试点,为了确保试点的可靠性,南网选择两次获得“全国供电可靠性金牌企业”奖的珠海电力局进行首个无线智能电网实验局的建设。


客户面临的挑战

南方电网配网类业务通信建设面临挑战,配网运行类业务因具有分布范围广、通信点多、通信设备工作环境较差的特征,信息化建设难度相对较大。南网在配网通信建设中以有线建设为主,但在具体建设中也面临一些极为困难的挑战。

  • 部分区域有线不可达
  • 有线网络的建设受地理环境影响很大,部分区域施工困难,一些老旧城区甚至根本无法施工布设线路。采用无线网络作为有线的有效补充成为了南网的必然选择

  • 租用公网无线成本高,关键业务可靠性无法保证
  • 公网具有私密性差、租赁费用高、业务资源无法保证等各种缺陷,使用效果无法达到预期,迫使南网继续寻找更佳的无线覆盖模式。

  • 短距离无线通信技术带宽低,受环境影响大,无法大规模推广
  • 短距离无线通信技术传输距离有限,易受环境影响,仅适于简单业务在小范围的应用,无法满足配网全业务需求。

    伴随着通信技术的迅猛发展,第四代(4G)无线通信技术的出现为南网摆脱配网自动化建设困境带来了契机。无线宽带专网既能摆脱有线通信受限于环境结构的困境,又能克服2/3G公网性能、资源无法满足业务需求的弊端,成为了无线智能配网的首选通信技术。

    南网客户在产品性能、演进能力及解决方案匹配度等多方面综合比较后,最终决定采用华为TD LTE技术,在珠海市建设首个宽带无线配用电专网。


解决方案

针对南网珠海电力配网自动化业务需求,华为提出了超宽带无线智能电网解决方案。该解决方案基于第四代(4G)无线通信技术(TD-LTE),根据配电自动化、计量自动化以及配电网视频监控业务等需要进行研发的。华为超宽带无线智能电网解决方案利用行业专用无线频段(1785MHZ-1805MHZ),能够在非视距的条件下为用户提供固定及移动应用场景下的高带宽无线数据接入业务,以及应急通信、视频监控等多种增值业务。

华为超宽带无线智能电网解决方案针对电网业务的行业化需求,具备以下几个显著特点:

1)支持高带宽场景下的广覆盖和大量终端的接入

华为在基站侧采用了RRU上塔,多天线技术,在终端侧采用LTE室外数据采集终端,支持IP67防护等级,可外接高增益天线并紧密结合电力设备室外,地下等场景进行安装部署,在10MHz带宽组网,城区高楼较多的复杂场景下:

  • 单载扇的平均吞吐量依然可达20Mbps,覆盖半径可达4KM,可同时满足配电自动化、计量自动化的小容量数据传输需求,也能满足视频监控、多媒体对讲等大带宽业务数据传输需求;
  • 单载扇最大在线用户数可达1200,单基站最大在线用户数达到了10800,满足配用电领域,广泛的RTU、FTU、集中器、电表等终端的接入的需求;


2)支持小于100ms的接入时延

由于配电业务要实现电网精确控制,特别是遥控指令,端到端时延不能超过1s,否则将降低电网调配效率。综合考虑应用层,网管和其它协议的开销,无线接入最多允许的时延是100ms。华为TD-LTE采用接入时延减小方案,确保了小于100ms的接入时延,在实际测量中下行接入时延最大为11ms(平均达8.8ms),上行接入时延最大为59ms(平均达36.9ms),满足电力配网自动化的三遥业务。

3)采用多级业务质量(QoS)保障

在南网配网自动化应用中,存在不同优先级别的业务应用。LTE系统基于精细化的分级业务管理,与空口资源管理相结合,可提供端到端的业务QoS保障。华为将LTE的QoS机制与电力业务需求相结合,制订了符合电力需求的优先级策略,在满足各种业务接入的同时,确保了配网自动化遥控业务等重要数据信息的优先传输。


客户价值

南网珠海电力采用华为超宽带无线智能电网解决方案,给客户带来了三大价值:

  • 验证配网新模式
  • 通过无线智能电网项目验证了无线配网自动化的可行性,提升了配网通信网络建设的灵活性和可靠性,坚定了南网投入TD-LTE无线智能电网的信心。

  • 降低部署成本、减少维护费用
  • 宽带无线有效解决了光纤部署施工难的问题,实现了新老城区的无缝覆盖;配电自动化、计量自动化以及输电线路视频监控等业务由无线宽带专网统一承载,维护简单,有效降低了后期维护人员工作强度及整体运行费用。

  • 提升消费者满意度
  • 通过提高电网智能化程度,既改善了电能消耗方式,促进节能降耗,又提高了供电可靠性,通过向消费者提供优质供电服务提高用户满意度