SCDMA电力信息化无线通信系统组网方案 - 全文

　　SCDMA为电力信息化提供整套通信解决方案：远程抄表，负荷管理，配电监测，远程视频监控，电力应急通信，智能巡检管理，调度指挥，电力企业信息化管理，远程办公……

　　1电力行业信息化需求分析

　　基于对我国未来经济仍保持较快速增长的预期和短期内电力供求仍存在较大缺口，未来三到五年内将是电力行业投资的机遇期。伴随电力经营和投融资体制改革政策措施逐步到位，电力市场竞争将从发电领域逐步引入到输配电领域，资源将得到更有效合理的配置和利用。但电力行业发展仍面临诸多挑战，如以煤炭为主的电力能源结构仍显单一、环境保护问题以及来自国外电力巨头的冲击等。因此，电力行业的信息化势在必行。

　　在电力行业中，输配电领域比发电领域更容易受到外界环境的影响而发生故障。这其中既包括大雪、暴雨、泥石流等自然环境的损毁，也包括盗窃等人为进行的损坏，所以在输配电领域中实时有效的信息互通和回传就更显得尤为重要了。同时，电力行业由于其行业工作环境的特殊性，工作地点经常处于室外而且会在一定地域内经常移动，对远程办公等也有强烈的需求。因此，电力行业内部本身也有强烈的实现信息化的需求。

　　总结来看，电力行业的主要业务需求包括：远程网络抄表、负荷管理、配变监测、远程视频监控、电力应急通信、智能巡检管理、电力调度指挥等业务。

　　1.1 远程网络抄表业务

　　在电力公用事业系统的信息化工程中，电表数据的自动抄写具有十分重要的意义，也是电力行业迫切想要解决的问题，因为电表数据抄送的准确性，及时性，直接影响到电力部门系统的信息化水平，甚至管理决策，经济效益。

　　传统的手工抄表费时，费力，准确性和及时性都得不到可靠的保障，这导致了相关营销和企业管理类软件不能获得足够详细和准确的原始数据;一般人工抄表都按月抄表，对于用户计量来说是可行的，但对于相关供应部门进行更深层次的分析和管理决策却不够，行业的实际需求催生自动抄表系统的不断发展。

　　目前，基于仪表分布点多面广，其远程抄表大多仍沿用有线传输方式，线路维护量很大。由于电话线公用，通讯时经常发生冲突，既影响了数据的传输也对电调部门的正常工作造成了干扰，并且此种方式对通讯部门程控交换机正常、稳定的运行也有一定的影响。为保证传输质量，利用无线抄表，很好地解决上述问题。

　　1.2 负荷管理业务

　　电力负荷管理用于实时监控客户侧，尤其是100kVA以上的大客户的用电负荷、电量等现场信息。电力负荷管理是实现用户侧电力负荷监控现代化的重要技术手段，具有数据采集、防盗电、控制负荷等功能。在电力紧缺时，应用电力负荷管理系统可以有效缓解电力供需矛盾，实现有序用电。在电力供需矛盾缓和时，电力负荷管理系统能够改善和提高对客户的服务质量，提高用电管理水平。

　　电力负荷管理终端数量众多，且传输数据量较大。发达省市每省100kVA以上用户在10万以上。要求负荷管理通信网具有较大的数据传输容量;此外，电力负荷管理终端多部署在室内，要求具有较好的室内无线覆盖。

　　1.3 配变监测业务

　　配变监测是将配电变压器在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起，达到供电经济性最好，企业管理更有效。目前我国配变监测系统正处在发展阶段，纳入配变监测系统的配电变压器数量还很少。未来为了提升供电的可靠性和质量，配变监测系统将渐增加配电变压器的覆盖面，尤其是100KVA以上的配电变压器全部纳入配变监测系统的监测。因此，配变检测终端数量众多，发达省市每省100kVA以上的配电变压器普遍超过10万台，也要求配电检测通信网具有较大的数据传输容量。

　　1.4 远程视频监控业务

　　电力系统的配电网络分布非常广泛，各种配电设备和机房数量众多，如果配电系统某一环节出现问题就可能导致一片区域的停电，损失无法估量。电力行业无人值守监控系统主要是对重点配电设备、机房（如供配电系统、UPS电源、空调、消防系统、保安门禁系统等）的运行状态，设备运行的环境动力状态等进行实时监控并记录历史数据，实现对电力机房五遥（遥测、遥信、遥控、遥调，遥视）的管理功能，使电力行业机房监控达到无人或少人值守，为机房的高效管理和安全运营提供有力的保证。

　　1.5 电力应急通信业务

　　由于现代社会周围环境变化都非常的迅疾，突发事件的触发概率与日俱增，同时电力行业也在逐步提高抵御自然灾害的能力，因此，国家电网公司“十一五”通信规划明确提出“要完善应急通信手段”的要求。

　　应急通信车载系统就是满足这一要求的最佳选择。该系统以解决电力应急通信中的音视频互动应用与数据传输为设计出发点，充分考虑了电力作业与指挥调度的需要，机动性强，操作简便，功能丰富，成为电力应急通信的新选择。作为一种全新的应急通信手段，应急通信车载系统解决了目前电力应急抢险、工程勘查、现场施工等环境下的临时音视频通讯问题，成为电力通信网络与信息化应用系统的延伸。应急通信车载系统的应用将极大地提高电力应急通信装备水平与反应速度，为电力行业对抗各种突发事件提供了有力的通信保障。

　　1.6 智能巡检管理业务

　　线路巡检在电力领域的生产运营和线路维护中具有十分重要的作用。在实际工作中普遍采用人工的工作模式，信息少、效率低，无法满足规范化要求。随着企业的迅速发展，线路状况越来越复杂，线路维护难度高，巡检量大，现在采用的人工线路巡检模式已完全不能满足实际需要。智能巡检管理业务的产生就很好的解决了这些对电力企业来说非常棘手的问题，降低了维护难度和工作量。

　　1.7 电力调度指挥业务

　　电力调度指挥通信系统就是要有效地将实时语音、数据进行无缝的整合，在有效提高系统信息安全性的前提下，可充分满足电力集团内部内通信和人员调度指挥业务，实现具体到每个服务小组和工作人员的多级调度数据流转、实时采集现场工作数据，实现语音、图像、消息、指令实时发布及传送，实现部门间信息高效流转。而对于传统的数字集群而言，信息（语音、数据乃至多媒体数据）整合应用、带宽保障、系统灵活性等各方面的表现都不慎理想。因此，电力行业的调度指挥需求需要一种技术更先进、价格更低廉的通信系统来满足。

　　1.8 企业信息化管理

　　随着电力行业企业信息化程度的不断提高，企业人员在办公中的电子化、信息化程度也越来越高，电子公文系统逐渐代替了纸质公文的传递、电子邮件系统可能是每天工作中第一个打开的程序，种种办公自动化系统为企业提供方便的同时，越来越多的不便却是传统的办公自动化系统无法解决的。

　　电力企业往往具有办公场所分散、人员移动性强等特点，比如一些乡镇电力营业所和营业网点等。企业信息化的实现就可以为这些职工提供便捷的专网访问服务，配合相应的软件，员工就可以随时登陆内网，完成前线受理业务和后台集中技术、收发内部邮件、批转公文、信息查询等各种办公操作。实现浏览企业内网、收发内部邮件、查询内部数据库、企业电话会议、以及商务支持和配合等多种复合办公应用。

　　1.9 远程办公业务

　　电力行业的特点决定了其有大量的设备、设施处于农村、山野等荒凉的场所，这些地区的有线接入手段往往比较匮乏、成本高昂。在室外和野外作业的电力职工往往因为一些重要数据需要分析和汇报就要往返很远的距离，这些职工都一直饱受工作不便的痛苦，办公效率很难提高，他们对实时的通信传输和信息共享有迫切的需求。远程办公业务就可以解决这些问题，大大提高电力员工的办公效率。

　　2 电力行业信息化解决方案

　　2.1SCDMA无线接入系统组网方案

　　SCDMA无线接入系统是由北京信威推出的具有完全自主知识产权的无线接入系统，具有广覆盖、大容量、高并发、高速移动、易于扩容、灵活的GoS/QoS管理策略，具有电信级的安全策略，是无线接入的理想选择。基于SCDMA无线接入系统的电力行业解决方案可解决远程网络抄表、配电监测、远程视频监控、电力应急通信和智能巡检管理业务等多种电力行业信息化业务。

　　基于SCDMA无线接入系统的电力综合解决方案组网图如下图所示：

　　其中，OSS为SCDMA无线接入网络的支撑系统，主要负责对SCDMA网络进行管理，包括：网络设备管理、用户数据管理、终端烧录等功能。业务服务器是电力专网业务的服务器，主要提供各种专网应用业务，为电力系统原有的设备。

　　SCDMA终端在电力行业可提供用于集成的模块产品，通过串口与现有的电力监控设备对接，也可以提供CPE产品通过RJ45口与视频监控设备互联。此外，SCDMA系统还可以根据电力行业的特点和特殊需求定制开发很多新的终端产品，满足电力专网客户的需求。

　　2.2 解决方案优势

　　a）SCDMA系统具有高容量、大覆盖的特点，单基站15Mbps净吞吐量，单终端最大容量达到3Mbps。覆盖半径城区为1-3km，最远可达30km。

　　b）SCDMA系统可支持1：7、2：6、3：5、4：4、5：3、6：2、7：1的上下行非对称分布，根据业务需求进行灵活调整，满足不同的业务带宽需求。

　　c）SCDMA系统具有完整的QOS策略，保证数据和语音业务的服务质量。语音、数据、视频监控等业务都独享信道，所以互不影响，在一个基站下可同时发展无线数据用户和语音用户。

　　d）SCDMA系统具有完整的自主知识产权、全部独立自主研发、可以根据客户需求机动灵活的定制开发各种新业务。

　　e）SCDMA系统网络结构简单，网络部署灵活方便、即装即用。

　　3 某市电力专网案例

　　3.1 项目背景

　　配电变压器是将电能直接分配给低压用户的电力设备，其运行数据是整个配电网基础数据的重要组成部分，实现中低压配电网的自动化已成为电力系统发展的趋势。中低压配电网作为输配电系统的最后一个环节，其实现自动化的程度与供用电的质量和可靠性密切相关。

　　某市电力专网是通过无线网络，对覆盖全市的配电变压器进行电表数据的实时采集和汇总，以实现对电力网络情况的有效监控。

　　某市的变压器种类分为两种：

　　1、民用变压器：这类变压器主要是向居民区提供电力的设备，根据安装方式不同可分为柱变和箱变两种。

　　2、专用变压器：给特定用户专用的变压器，如大型企业、写字楼等。

　　另外在考虑覆盖全市的变压器以外，未来该网络还要实现对居民电表的远程抄表功能。

　　3.2 组网方案

　　针对电力系统对业务的具体需求，北京信威为电力客户定制开发了SCDMA电力专网系统。通过SCDMA无线网络的覆盖，使得电力部门重要电力监控节点的信息，如用电负荷、电量及时间数据等等能够实时传递到集中监控中心，以便电力相关部门能够及时、准确、全面地了解电量使用情况和电网运行情况，动态地管理用电负荷，满足客户的需求，实现电力资源的综合利用和优化配置。采用SCDMA网络实现电力负荷监控的组网模式如下图。

　　配电变压器电表通过RS485接口连接到数据采集器中，采集器可以内置SCDMA模块也可以通过RS232接口与SCDMA外置模块相连。在SCDMA模块对数据进行处理、协议封装后通过SCDMA网络传送至电网公司数据中心负荷监控系统，实现电表数据和数据中心系统的实时在线连接。