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無線通信
2012/6/2 15:52

McWiLL寬帶無線通信系統在中低壓配電網中的應用

C114中國通信網  

電力行業是國民經濟的大動脈,在我國的現代化建設中起著舉足輕重的作用,電網高效、安全的運轉對保障國民經濟中各行業的正常運行有著重要意義。目前,我國已投巨資完成了城網和農網兩級電網改造,為新時期國家經濟建設打下了重要的基礎。

中低壓配電網通信系統面臨的挑戰

當前,各省電網公司基本都已建設了覆蓋全省大中型變電站的光纖骨干網,基本解決了輸電網的信息化管理問題。但由于光纖設備成本高、維護復雜,難以覆蓋到各級配電網,而配電網直接面向廣大用戶,是供電企業與電力用戶聯系的紐帶,相對于骨干電網具有結構復雜、電壓等級多、配電設備數量多、支線多、分布廣的特點。由此也決定了配電網數據業務具有接線復雜、分布分散、通信點多、通信設備工作環境較差、單個通信點信息量少但基礎數據庫的信息量非常龐大的特征。同時隨著我國智能電網建設工作的逐步深入開展,以及物聯網技術在電力系統的規模應用,各種傳感采集點將急劇增多、傳感信息量將海量增加,這些都對中低壓配電通信網提出了更高的要求。

通過對中低壓配電網通信需求分析,發現配電網自動化系統的通信子系統必須滿足下述要求:

(1)高可靠性:配電網通信設備大多安裝在室外,自然環境惡劣,高溫、低溫、日曬、雨淋、風雪、冰雹和雷電等自然侵襲以及射頻、工頻等強電磁干擾時時發生。因此要求配電網通信系統要能夠長期穩定可靠地工作,并在線路停電時仍能正常工作;

(2)良好的經濟性:限于配電網一次設備的狀況,通信系統的投資不能過大,并要能充分利用已有的各種通信資源;

(3)技術性能優越:速率、容量等不僅要滿足當前需要,還要考慮綜合數據通信和未來升級擴容的需要;不僅要考慮配電網系統的需要,還要綜合考慮數據網絡、語音電話、圖形圖像等多媒體業務的需要;

(4)低運行維護成本:要易于建設、易于使用、易于維護;

(5)結構靈活、擴展方便:配電網絡在不斷發展,通信系統要能方便地覆蓋到新的配電網絡區域以及兼容新的通信手段。

經實踐,現有光纖傳輸網不適用于中低壓配電網應用環境,同時以無線公網為主的無線接入網不能滿足中低壓配電網信息化發展中多樣化信息采集以及網絡安全的需求。

McWiLL系統應用于中低壓配電網的優勢

McWiLL(Multi-carrier Wireless Information Local Loop,多載波無線信息本地環路)系統于2010年被ITU確認為移動寬帶無線接入技術國際標準,是繼TD-SCDMA之后的又一個完全自主知識產權的國際電信標準,也是目前國內唯一擁有授權頻率、建立了完整產業鏈的寬帶無線接入系統。McWiLL系統具有廣覆蓋、高帶寬、高保密性、非視距傳輸、支持高速移動、支持終端漫游切換等優勢,已被廣泛地應用于公眾通信網和電力、水利、油田、鐵路、民航等行業領域。

1、McWiLL系統具有廣域覆蓋能力和大帶寬數據并發能力。McWiLL系統采用智能天線技術,通過空間波束賦形可有效提高鏈路預算,從而保證較大的覆蓋范圍。McWiLL系統覆蓋范圍大的特性更容易組成區域性網絡,而不只局限于熱點覆蓋,更加適用于廣大農村地區中低壓配電通信網絡的建設。

McWiLL系統采用了最小8kbps的細顆粒度帶寬分配機制,單基站支持雙向各300個并發信道,提供大用戶量并發能力,十分適合電力配網自動化中大量數據傳輸的系統容量需求。McWiLL系統有充足的信道資源保證中低壓配電網自動化數據的及時、可靠、高效的傳輸。

根據電力配網監測點的分布范圍大,數量繁多,且較為分散的特點,McWiLL系統的廣域覆蓋優勢和高數據并發處理能力完全能夠以較低的成本解決配電監測點的通信問題。

2、McWiLL系統具有高安全性、高可靠性保證。作為自主知識產權的寬帶無線通信技術,McWiLL系統具備完善的加密認證策略,通過安全數據分配、安全數據存儲、安全數據匹配性驗證、下行波束賦行、設備鑒權、用戶鑒權、業務認證、非法分組過濾等安全機制可以完全保障電力數據傳輸的安全可靠。

3、McWiLL系統安裝方便、施工簡單、易于維護。McWiLL系統具有易安裝、覆蓋范圍廣、無線傳輸帶寬高、非視距傳輸能力強、抵抗自然災害能力等特點,可以彌補有線光纖網絡在配網自動化系統中的局限性和不足,通過McWiLL系統可以便捷、快速的完成配網自動化信息的傳輸工作,由于終端與基站之間采用無線方式進行數據傳輸,節省了大量的線路建設、維護的成本和時間,可以為配網自動化系統的建設提供切實有效的傳輸解決手段。

4、McWiLL系統具備按需定制能力。McWiLL系統可以針對電力業務的實際需求進行相應的業務功能定制,McWiLL系統的建設專門面向電力的生產、生活,所以其所能提供的業務也是圍繞電力配電自動化展開的,能夠確保各類數據的傳輸暢通,并且可以根據電力本身現有的網絡特點進行相關的系統網絡設計和建設,可以根據電力行業需求定制開發不同的終端和基站乃至核心網產品,可以定制個性化業務,能夠根據電力行業的通信需求提供端到端的解決方案。

5、McWiLL系統產品成熟度高。McWiLL寬帶無線通信技術作為擁有完全自主知識產權的國家、國際通信標準,在運營商、石油、電力、應急等多個市場領域成功大規模組網,滿足電力信息化發展中對通信系統廣覆蓋、多業務、易操作、安全可靠的要求,能夠支撐中低壓配電網通信網絡的統一建設。

6、McWiLL系統能夠充分保護和利用現有通信資源。McWiLL系統基于IP的扁平化的系統架構,可以無縫接入到電網已有的光纖骨干傳輸網,作為有線骨干傳輸系統的無線延伸解決光纖不能覆蓋區域的配電網通信問題,最大限度地降低中低壓配電網通信網絡建設成本。

McWiLL系統中低壓配電網解決方案

基于McWiLL系統的中低壓配電網解決方案根據配網業務規劃需求和發展趨勢,主要提供如下業務:

(1)面向電力行業生產的業務:

a.配電數據傳輸(配電網管理)

b.負荷管理

c.用戶遠程集抄(抄表業務)

d.重點配電設備、農村或者遠程變電站無人職守視頻監控

(2)面向電力行業非生產的業務:

a.智能巡檢管理;

b.集團內通信和人員調度指揮業務;

c.集團內企業信息管理應用、電話會議、群組通信、會議通知、即時消息等;

d.應急通信

圖 1中低壓配電網McWiLL®系統網絡結構圖

1、配變監測業務

我國中低壓配電網絡存在著配變檢測終端數量眾多、分布范圍廣,配電檢測終端多部署在室外等現狀。目前我國中低壓配變監測系統正處在發展階段,由于缺乏安全可靠的通信手段,使得納入中低壓配變監測系統的配電變壓器數量還相對較少。

McWiLL系統智能天線技術獨有的空分能力,能接入更多的室外監控點,并減少信道干擾,提高數據傳輸的可靠性,其組網模式如下圖2所示。

圖 2 McWiLL系統應用于配變監測業務圖

2、負荷管理業務

電力負荷管理是實現用戶側電力負荷監控現代化的重要技術手段,要求具有數據采集、防盜電、控制負荷等功能。在電力緊缺時,應用電力負荷管理系統可以有效緩解電力供需矛盾,實現有序用電。在電力供需矛盾緩和時,電力負荷管理系統能夠改善和提高對客戶的服務質量,提高用電管理水平。

與配電監測類似,電力負荷管理終端同樣具有數量眾多,且傳輸數據量較大的特點。此外,電力負荷管理終端多部署在室內,要求具有較好的室內無線覆蓋。

McWiLL系統具備非視距傳輸能力,可達到很好的室內覆蓋效果,保證負荷管理的實時性和可靠性。采用McWiLL系統進行負荷監控的組網方式如圖3:

圖 3 McWiLL系統應用于電力負荷管理業務圖

3、遠程網絡抄表業務

在電力公用事業系統的信息化工程中,電表數據的自動抄收具有十分重要的意義,也是電力行業迫切需要解決的問題。電表數據抄送的準確性、及時性直接影響著電力系統的信息化水平、管理決策水平和經濟效益。

傳統的手工抄表費時,費力,準確性和及時性都得不到可靠的保障,這導致了相關營銷和企業管理類軟件不能及時獲得足夠詳細和準確的原始數據;一般人工抄表都按月抄表,對于用戶計量來說是可行的,但對于相關供應部門進行更深層次的分析和管理決策卻不夠,行業的實際需求促使自動抄表系統的不斷發展。

目前,遠程抄表業務大多仍沿用有線傳輸方式,線路維護量很大。由于電話線公用,通訊時經常發生沖突,既影響了數據的傳輸也對電調部門的正常工作造成了干擾。

基于McWiLL寬帶無線系統提供的無線抄表系統能真正保證數據可靠、完整、安全和及時的傳輸。McWiLL基站覆蓋范圍廣,單基站最多可帶幾千終端,基站攤到每路監控通道的費用很少。抄表的頻率可以自定義為每天、每小時、甚至十幾分鐘,保證數據的實時性。

圖 4 McWiLL系統應用于電力抄表業務圖

4、遠程視頻監控業務

電力行業無人值守監控系統主要是對重點配電設備、機房(如供配電系統、UPS電源、空調、消防系統、保安門禁系統等)的運行狀態,設備運行的環境動力狀態等進行實時監控并記錄歷史數據,實現對電力機房五遙(遙測、遙信、遙控、遙調,遙視)的管理功能,使電力行業機房監控達到無人或少人值守,為機房的高效管理和安全運營提供有力的保證。

基于McWiLL系統的無人值守監控系統能夠進行24小時不間斷環境動力監測、綜合報警處理,并能傳輸各種語音報警、實時曲線、歷史報表等,在報警時還能通過短消息報警模塊實現短信報警通知功能,即使中心無人,報警信息也能傳送給相關管理人員。

圖 5 McWiLL 系統應用于電力設備視頻監控業務圖

5、智能巡檢管理業務

圖 6 McWiLL系統應用于智能巡檢業務圖

線路巡檢在電力領域的生產運營和線路維護中具有十分重要的作用。在實際工作中普遍采用人工的工作模式,信息少、效率低,無法滿足規范化要求。隨著企業的迅速發展,線路狀況越來越復雜,線路維護難度高,巡檢量大,現采用的人工線路巡檢模式已難以滿足實際需要。

McWiLL系統的定位功能基于先進的GIS技術,并結合電力行業的實際需求,通過背負式單兵終端設備實現集語音調度、視頻回傳、數據錄入、人員定位為一體的綜合智能巡檢業務功能,可以全面地解決人工巡線存在的信息量少而且不規范、無法準確判斷巡線人員的到位情況等問題。

6、電力調度指揮業務

圖 7 McWiLL系統應用于應急通信業務圖

基于McWiLL系統的綜合調度通信系統,能夠有效地將實時語音、數據進行無縫的整合,在有效提高系統信息安全性的前提下,可充分滿足電力集團內部通信和人員調度指揮業務,實現具體到每個服務小組和工作人員的多級調度數據流轉、實時采集現場工作數據,實現語音、圖像、消息、指令實時發布及傳送,實現部門間信息高效流轉。

相對于傳統的數字集群而言,McWiLL系統在信息(語音、數據乃至多媒體數據)整合應用、帶寬保障、系統靈活性等各方面具有更佳的表現,更加適用于中低壓配電網應用。

7、電力應急通信業務

圖 8 McWiLL系統應用于應急通信業務圖

基于McWiLL系統構建的新一代機動應急指揮通信車系統突破了傳統應急通信系統機動性不足、業務功能單一以及各種通信系統之間不能有效兼容等問題,充分考慮了電力作業與指揮調度的需要,劃時代地將以往相對獨立的語音集群、視頻圖像、數據采集等多個系統,優化整合為統一的多媒體指揮調度平臺,采用寬帶無線、車載衛星及機動布設光纜等多種方式,將災害現場與指揮中心高效互聯,提供語音、圖像、視頻、集群、寬帶數據等綜合業務功能,為災害救援指揮工作提供各種實時、精準的決策信息。

McWiLL寬帶無線通信技術作為擁有完全自主知識產權的國家、國際通信行業標準,已在運營商、石油、水利、應急等多個市場領域成功大規模組網,滿足中低壓配電網信息化建設中對無線通信系統廣覆蓋、高帶寬、多業務、易操作、安全可靠的要求,完全有能力支撐中低壓配電網寬帶無線通信系統的建設。

目前,McWiLL寬帶無線通信系統已在山東電力、遼寧電力、寧夏電力、重慶電力、江蘇電力、安徽電力等農村中低壓配電網信息化建設中進行了應用探索,積累了豐富的經驗,能夠為電力系統全面提高農村中低壓配電網信息化水平,加強加快10KV通信接入網建設,提供智能化、標準化通信網絡平臺。

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寫得不太好

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