移動通信技術在電力現場管理的創新應用

◎ 國家電網湖南電力公司湘潭電業局信息中心 賴又新

智能電網是當今世界電力系統發展變革的最新動向，是新形勢下電網企業有效應對各種挑戰的必然選擇。將移動通信技術與智能電網技術相結合，建立統一通訊模式，可應用于多種產業模式，并將帶動其發展。

隨著近年來突發事件的增多，全社會對應急響應速度提出了更高的要求，應急響應部門在處理突發事件上的多體系協同調度的需求也與日俱增，通信在應急響應中也愈加重要，只有多種通信方式的取長補短才能更好地保證應急響應過程中信息的有效傳遞。

移動通訊站（DDT）系統系列移動多媒體傳輸設備采用了多項第三代（3G）和超三代（B3G）移動通信和移動通信系統的技術，包括單載波頻域均衡技術（SC-FDE）和TPC編譯碼技術以及多種空間分集和時間分集技術。移動通訊站系統與內部網絡進行連接，建立一個信息、通訊一體化的網絡平臺，解決無信息內網及電話的場所運用辦公業務系統等困難，并方便、快速地建立工作地點與信息內網之間的信息交換和電話通訊體系。

整個系統具有機動靈活、快速反應的特點，真正實現了移動中數據、語音的實時、同步通信傳輸，可擔負各個變電站遠程現場施工場地監控、移動收費及應急搶險救災等遠程現場信息實時、動態的收集處理傳遞的重要任務，是無線通信技術、計算機網絡技術和微電子技術等技術的有機結合。

1 系統簡介

1.1 系統功能

整個系統包括現場數據采集及處理部分、便攜PC、IP話機、語音網關及相應的輔助配件等，每套系統能提供1路網絡數據鏈路，1路IP電話，實現現場作業人員與中心實時的數據調度，IP電話實現任意的撥打，最終實現移動辦公。

1.2 系統原理

移動通訊站（DDT）系統系列移動多媒體傳輸設備采用了多項第三代（3G）和超三代（B3G）移動通信和移動通信系統的技術，包括單載波頻域均衡技術（SC-FDE）和TPC編譯碼技術以及多種空間分集和時間分集技術，與內部網絡進行連接，建立一個信息網絡、通訊一體化平臺，解決無信息內網及電話的場所臨時運用OA、業務系統等困難，方便、快速地解決工作地點與信息內網的信息交換和電話通訊。湘潭電業局移動通訊站（DDT）系統網絡拓撲圖如圖1所示。

圖1 湘潭電業局移動通訊站（DDT）系統網絡拓撲圖

2 系統應用

2.1 系統組成

整個系統由1臺移動通訊站（DDT）系統移動接收基站設備，1臺移動通訊站（DDT）系統便攜移動臺設備組成。將要建設1個固定中心站，一個便攜式可移動外圍站，其中包括數據、話音處理部分及其它輔助設備等。

(1) 固定中心站和便攜移動臺采用頻點F0（F0=340MHz）進行通信。實現現場語音及數據的傳輸。

(2) 固定中心站和便攜移動臺分別通過RJ45接口鏈接語音網關及模擬電話，實現無線遠程話音業務。

通過網絡交換機、網絡服務器等設備來實現中心站和移動外圍站的數據互傳。

2.2 系統技術框圖

系統分為發射支路和接收支路兩部分組成：

(1) 發射支路中的基帶處理功能將視頻、語音和數據信號進行復接，合成一路信號后進行糾錯編碼，形成發基帶信號；而發射功能則是將發基帶信號進行調制，經功率放大器和T/R開關，通過天線發射。

(2) 接收支路中的基帶處理功能將基帶信號進行均衡處理、糾錯譯碼等操作，最后分離出語音、數據信號；而接收功能則是將收到的信號進行濾波、放大和解調，恢復成基帶信號。

圖2 系統技術框圖

圖3 系統硬件實物圖

2.3 系統難點與創新點

2.3.1 系統難點

(3) 傳輸能力強：在典型的城市環境下單個中心站的覆蓋范圍可達到20-30km；

(4) 繞射能力強：采用300MHz～400MHz頻段，具有更強的繞射能力；

(5) 抗衰落能力強：RAKE接收技術，具有更強的多徑分集作用；

(6) 接收能力強：接收電平－100dBm時仍能保證誤碼率＜10E-5，誤幀率＜1%；

(7) 抗干擾能力強：載噪比低于0dB時仍然可以正常工作；

(8) 優異的移動性能：實際測試速度＞500km/h，特別適應在機載、車載、艦載等高速移動環境下的工作要求。

2.3.2 系統創新點

在本系統中采用了雙向高速數據傳輸模式，即使用TDD雙工模式，雙向峰值傳輸帶寬為2Mbps，上下行傳輸帶寬則可用戶設置。

系統硬件實物圖如圖3所示。

3 系統實現

3.1 系統規格

(1) 在電業局指揮中心建立1個移動通訊站（DDT）系統固定中心站，完成對指定區域的覆蓋要求；

(2) 配備1個移動通訊站（DDT）系統便攜移動臺，可隨時安置在各個事件現場；完成現場語音、數據信號到電業局指揮中心的傳輸；

(3) 移動通訊站（DDT）系統便攜移動臺自身可集成PC及相應的操作系統，電話網絡通信；

(4) 電業局中心通過移動通訊站（DDT）系統固定中心站設備和模擬電話路由器的鏈接，實現中心站和事件現場的通話業務，從而做到對各個事件現場地區的實時監控；

(5) 電業局指揮中心通過移動通訊站（DDT）系統固定中心站設備和網絡路由的鏈接，實現中心站和事件現場的IP數據互傳；

(6) 整個傳輸系統實現語音、數據實時同步傳輸，頻率資源的有效利用、合理分配。

3.2 系統功能測試

系統功能測試表如表1所示。

3.3 系統推廣使用

本系統已在岳陽、株洲、邵陽、湘潭電業局進行了推廣使用，運行情況良好，傳輸速度達到2Mbps，傳輸直線距離達10-15公里，具有高集成、安全可靠、體積小攜帶方便、操作簡單等特點。

系統使用場景圖如圖4所示。

3.4 系統實施效益

3.4.1 安全效益：

(1) 通過無線專用通道通訊方式，與內部網絡進行連接，建立一個信息網絡、通訊一體化平臺，解決無信息內網及電話的場所臨時運用OA、業務系統、移動收費等困難，方便、快速地解決工作地點與信息內網的信息交換和電話通訊。

圖4 系統使用場景圖

(2) 采用無線專用通道通訊方式，無需通過互聯網，采用多種加密手段和硬件握手策越，確保接入內網設備可靠準確，保障了信息內網安全。

3.4.2 經濟效益：

(7) 可以實現移動收費、辦理業務等功能，極大拓寬收費方式和渠道；按照每天收電費1.5萬元×22天×12月=396萬元；預付費售電收入8000元×22天×12月=211萬元，設備使用5年×(396+211)萬=3035萬元，效益顯著；

(8) 極大提高服務質量、服務方式，可以提供上門優質服務，改變服務形象，縮短報裝時間，按減少2天工作時間計算，多送2天×5000度電/次×50次/年×0.588元/度=30萬元×5年=150萬；

(9) 可以作為無信息內網變電站接入信息內網使用，運行PMS、OA等業務系統，提高效率，縮短檢修工作時間，按多送10000度電/次×30次/年×0.588元/度=17.6萬元×5年=88萬；

(10) 用于應急、搶修、大型活動使用，按每次應急減少費用及材料2萬×10次/年=20萬，設備使用5年×20萬=100萬；

(11) 作為農村供電所在農村趕集場所移動收費，接入信息內網使用，按3000元次×20場次=6萬，設備使用5年×6萬=30萬；

(12) 減少通道租用費用開支1200元月×12月=1.4萬元，減少電話費100元×12月=0.12萬元，5年×（1.4+0.12）=7.6萬；

(13) 合計：3035+150+88+100+30+7.6=3410.6萬元

3.4.3 社會效益：

(1) 方便、快速地解決收費難等問題。

(2) 極大提高服務質量、服務方式，可以提供上門優質服務，改變服務形象及服務質量。

4 結論

本系統由自主研制，具有國內首創的先進技術水平。系統采用無線通訊方式，通過加密傳輸，具有傳輸數據和語音功能，安全接入信息內網，實現移動辦公，并與行政電話實現無縫連接，為日常工作以及應急響應業務提供了極大便利。

本系統現已通過驗收，并進入國家電網湖南省公司業務化應用，產生了較好的社會效益和經濟效益。

表1 功能測試情況表