配电网无线通信技术主要包括以下几种:
- 5G通信技术:基于第五代移动通信技术(5G),能够满足大带宽、低时延和广连接的需求,成为支撑电力物联网的关键技术。
- IoT-G 230 MHz电力无线通信技术:这是一种专门为电力系统设计的无线通信技术,具有九大技术优势,能够全联接智能电网,逐渐成为能源互联网的基础。
- F5G电力全光网架构:结合SDH、OTN、OSU等多种技术,能够灵活承载各种业务,满足从2M到100G任意速率的业务接入需求。
- GPRS/CDMA无线网络通信技术:这种技术已经在电力系统中用于多监测点数据的实时传输和控制,表现出较高的成熟度。
- 电力无线专网:针对智能电网终端通信接入需求深度定制开发,与电力专用260 MHz频段有机结合的无线宽带通信接入系统。
- Wi-Fi、WiMAX、3G、LMDS、MMDS等局域网和城域网接入技术:这些技术在配电网中的应用范围较广,覆盖从局域网到城域网的不同场景。
- 2/3/4G无线传输终端:通过无线通信模块实现电力配网监控中心的组成,适用于站所终端和馈线终端的数据传输。
- 无线公网和无线专网方式:无线通信包括无线公网和无线专网两种方式,分别适用于不同的业务需求。
这些无线通信技术在配电网中的应用,不仅提高了电网的信息化和智能化水平,还确保了电网的安全稳定运行。
一、 5G通信技术在配电网中的具体应用案例和效果评估是什么?
5G通信技术在配电网中的具体应用案例和效果评估如下:
1. 具体应用案例
智能分布式差动保护:
中国南方电网有限责任公司与华为科技有限公司合作,利用5G网络实现智能配电网的差动保护业务。这种应用通过高带宽和低延迟的特性,能够实时监控配电网的状态,并在发生故障时迅速进行定位和隔离,从而提高供电的可靠性。
配电网自动化和差动保护:
5G通信技术被广泛应用于配电网的自动化和差动保护领域。例如,国网陕西电力等单位开展了5G网络在配网差动保护、无人机、巡检机器人、配电房全景监控、智能仓储等业务场景的应用研究,有效提高了电网末端供电的可靠性。
继电保护:
5G通信技术在继电保护领域的应用也得到了拓展,实现了面向分布式源荷“即插即用”的自适应差动保护、多电压等级配电网协同高速保护。
5G uRLLC场景:
5G uRLLC(超可靠低延迟通信)技术解决了配电网络中配网自动化、差动保护、PMU(相量测量单元)三大应用场景的通信需求。5G配网差动保护可以实现配网线路区段或设备的故障判断及精准定位。
过电压类故障边缘计算:
提出了5G通信技术在过电压类故障边缘计算中的应用框架,构建了基于边缘计算分层协治的配电网故障识别与响应模型,设想了5G通信应用场景。
2. 效果评估
经济效益:
电力5G切片在城市配电网中的应用研究表明,5G切片技术在技术应用和经济效益两个层面上都具有显著优势。通过对比不同通信组网数据,可以看出5G切片技术为电网带来了更大的经济效益。
供电可靠性:
5G通信技术在配电网中的应用显著提高了供电的可靠性。例如,国网陕西电力等单位的研究表明,5G网络在配网差动保护、无人机、巡检机器人、配电房全景监控、智能仓储等业务场景的应用,有效提高了电网末端供电的可靠性。
低碳赋能:
5G基站的大量接入为未来电力系统的低碳化发展提供了新的可能。通过激励5G基站参与需求响应,并将其纳入现有主动配电网运行框架,能够在降低5G基站自身用电成本的同时,促进可再生能源消纳和高效利用。
5G通信技术在配电网中的应用不仅提升了供电的可靠性和经济效益,还为电力系统的低碳化发展提供了新的可能性。
二、 IoT-G 230 MHz电力无线通信技术的九大技术优势具体包括哪些?
IoT-G 230 MHz电力无线通信技术的九大技术优势具体包括以下几点:
- 全带宽:该技术支持全带宽,能够提供更高的数据传输速率,满足电力系统对高速率的需求。
- 低时延:IoT-G 230 MHz具有低时延特性,这对于实时监控和控制电力系统至关重要,可以有效提高供电质量和系统灵活性。
- 抗干扰:该技术具备强大的抗干扰能力,能够在复杂的电磁环境中稳定工作,确保通信的可靠性。
- 覆盖强:IoT-G 250 MHz能够实现广泛的覆盖范围,适用于大规模的电力网络部署,确保各个终端设备都能获得良好的信号。
- 低功耗:该技术在设计上注重能效,能够降低设备的功耗,延长设备的使用寿命,同时减少整体运营成本。
- 多样性:IoT-G 270 MHz支持多种应用场景和业务需求,能够满足不同类型的电力终端接入和管理需求。
- 易演进:该技术面向5G演进,未来可以无缝集成更多先进的5G关键技术,如D2D多跳、MEC边缘计算等,从而不断提升性能和适配能力。
- 全融合:IoT-G 290 MHz能够与现有的电力系统和其他通信技术进行有效融合,支持一网多业务的运营模式。
- IPv6支持:该技术支持最新的IPv6协议,有助于实现更高效的网络管理和数据传输。
三、 F5G电力全光网架构如何实现灵活承载各种业务,并满足不同速率需求的详细机制是什么?
F5G电力全光网架构通过以下详细机制实现灵活承载各种业务,并满足不同速率需求:
- 横向分层和纵向切片:F5G电力全光网架构采用了横向分层和纵向切片的设计原则。这种设计使得网络能够在不同层次上进行管理和优化,同时通过纵向切片技术,可以根据不同的业务需求,动态调整网络资源,从而实现对不同速率需求的灵活支持。
- 全光通信技术:F5G电力全光网架构基于全光通信技术,这种技术具有高带宽、低延迟和高可靠性的特点。全光通信技术能够有效地支持大规模数据传输和高速网络连接,满足新型电力系统建设中的高性能通信需求。
- 联合创新实践案例:华为与国网山西省电力公司合作,通过近两年的创新和实践,总结出了一套成熟的电力通信网架构。这一架构不仅结合了最新的技术发展,还结合了实际应用场景的需求,确保了网络的灵活性和高效性。
- 多样化的业务承载能力:F5G电力全光网架构能够支持多种类型的业务,包括但不限于电厂光视联动周界防护、下一代智能电网等。这种多样化的业务承载能力,使得网络能够适应各种复杂的应用场景,满足不同业务的具体需求。
- 数字化转型支持:F5G电力全光网架构旨在助力电力行业的数字化转型。通过高效、灵活的网络架构,电力行业可以更好地实现信息化管理和智能化运营,提升整体的运营效率和服务质量。
F5G电力全光网架构通过横向分层和纵向切片的设计原则,结合全光通信技术和多样化的业务承载能力,实现了对各种业务的灵活承载,并满足了不同速率需求。
四、 GPRS/CDMA无线网络通信技术在电力系统中的应用现状和未来发展趋势是什么?
GPRS/CDMA无线网络通信技术在电力系统中的应用现状和未来发展趋势可以从以下几个方面进行详细分析:
1. 现状
GPRS/CDMA无线通信技术为电力自动化系统提供了一种高可靠、易扩展和便于维护的通信方式。这种无线通信方式具有无需布线工作、降低网络建设成本、节省大量维护费用、工程建设周期短、扩充性强、可靠性高、传输速率快、实时性强等众多优点。
GPRS技术在电力系统通信中具有显著的应用优势,主要体现在成本低、效率高和时效性三个方面。例如,在远动通信中,GPRS技术能满足对速度、质量和可靠性的要求,可以作为远动通信的备用通道,也可以作为电力抄表等非实时系统的主要通道。
在电力大用户远程自动化抄表系统中,采用GPRS/CDMA无线通讯方式实现了稳定的运行。该系统包括整个抄表系统的组成、软件的实现及功能,实践运行证明系统运行稳定。此外,还有基于GPRS/CDMA的输电线路在线监测预警系统,该系统通过无线传输方式对输电线路环境进行监测,提高了系统的智能化和低功耗特性。
2. 未来发展趋势
未来,GPRS技术将朝着更高速、更低成本、更广泛的应用方向发展,以满足用户的需求。随着技术的不断进步,GPRS技术将受到更多的关注,并在电力系统中的应用将更加广泛。
随着城市化进程的加快,配变自动化结构逐渐演变为分布式网络自动化结构。基于GPRS/CDMA的电力自动化系统将更加智能化和集成化,能够克服低压配变系统中通信介质的瓶颈问题,提升系统的整体性能。
未来,GPRS/CDMA技术不仅限于传统的电力负荷管理和抄表系统,还将扩展到更多的电力系统应用,如输电线路覆冰在线监测预警系统等。这些系统将通过无线传输方式实现更高效、更智能的监测和预警功能。
五、 电力无线专网与电力专用230 MHz频段结合的系统设计原理和实际应用效果如何?
电力无线专网与电力专用230 MHz频段结合的系统设计原理和实际应用效果如下:
1. 系统设计原理
230 MHz频段被选为电力无线专网的工作频段,因为它具有较高的信号传播距离和强大的绕射能力,这使得该频段在覆盖能力上有显著优势。此外,230 MHz频段是国家电网公司批准的窄带专用频段,专门用于电力企业传输遥测、遥控、数据等业务。
基于LTE核心技术定制开发的LTE 230系统,利用其广覆盖、低时延和高可靠性的特点,能够有效解决海量终端“最后一公里”接入难题。该系统采用了载波聚合技术,以提高频谱效率,通过取消载波间的预留保护带,采用连续子载波频域资源映射、自适应FFT与滤波处理,减少了运算量,提高了业务速率。
为了保障电力监控系统的安全可靠运行,LTE 230系统的安全体系结构被详细论述,并确定了主要的安全机制,包括接入层、鉴权管理、秘钥管理以及加密算法的安全性。
2. 实际应用效果
LTE 230系统在密集城区的覆盖能力可达4 km以上,这大幅提升了系统的覆盖能力。例如,国家电网有限公司在嘉兴建成了地市级全覆盖的电力无线专网,充分展示了该系统在广覆盖方面的优势。
在泛在物联的背景下,LTE 230系统表现出低时延和高可靠性的优点,能够有效支持海量终端的接入需求。此外,通过实验验证,载波聚合技术在230 MHz频谱上的传输速率得到了显著提升。
在实际应用中,LTE 230系统已经在多个项目中得到了成功部署,如嘉兴的地市级全覆盖电力无线专网建设项目,展示了其在实际应用中的良好效果。
电力无线专网与电力专用230 MHz频段结合的系统设计原理和实际应用效果均表现出色。