简析TD-LTE电力无线专网系统在电力通信网中的应用

LTE无线通信技术在智能电网中的应用随着电网业务对通信的需求日趋多元化，无线专网在电力系统中也受到越来越多的关注。

本文立足智能电网的背景，结合LTE技术优势、应用场景和常见解决方案，对LTE无线通信技术在智能电网中的应用情况进行了分析和讨论。

标签：LTE；无线专网；智能电网。

1 引言随着无线通信技术的发展，TD-LTE（Time Division Long Term Evolution，时分长期演进）无线专网通信技术在电力通信系统中也受到越来越多的关注，全球30多家主要电力公司建设了无线智能电网。

国内电力系统已经获得国家无线电管理委员会的专用频率使用批复，国家电网信通部主导成立了电力无线专网产业联盟。

天津、浙江、江苏、广东和贵州等电网公司近几年纷纷开展了基于不同技术体制的配用电通信无线专网试点建设和探索性应用，广州、珠海和佛山等地区供电局已经陆续开展TD-LTE电力无线专网建设。

2011年，浙江海盐供电局将TD-LTE技术引入电力系统，工作在230MHz电力频段，建成国网首个4G电力通信系统。

2012年，广东珠海供电局和华为技术公司试点建设了电力无线宽带专网，解决老旧城区有线接入困难、现有器件自动化程度低、PLC传输距离有限等问题。

2014年，南方电网在广州花都地区开始建设国内规模最大的4G 电力无线专网，拥有29 座基站、3353台无线终端。

2017年，国网天津市电力公司建设完成2 套核心网、16 个基站等组成的LTE电力无线专网，覆盖了商务区、自贸区、开发区等各类型区域。

2 网络特性2.1 技术优势TD-LTE的网络特性使其在建设电力专网行业应用中具有得天独厚的技术优势：高速率和低时延能够充分保障配网自动化、多媒体应急通信、视频监控等智能电网业务的实时双向通道；扁平化网络结构，易建设，易维护，易扩容，无需光纤铺设，可实现对配网通信网络的快速覆盖，解决配网通信最后一公里的难题；采用动态带宽分配，上下行时隙灵活配置，更加适应电力业务特点，并可根据业务的不同优先级来进行带宽分配，从而保证高优先级业务的可靠性；灵活的频谱适配能力，支持多种系统带宽等级（1.4、3、5、10、15、20MHz），利于电力行业频谱申请。

探讨电力无线通信系统中TD-LTE技术的应用金春华摘要：随着我国经济水平的不断提升，电力的规模也在逐渐的扩大。

传统的电力通信技术已经无法满足人们高端化的需求，主要表现为通信信号的不稳固、通信系统的延迟等等。

若想要使电力通信技术以集约化的方式发展，扩大通信的实现领域，就要将智能配电的手段应用到其中，以满足电力发展的可持续性要求。

本文就针对电力无线通信系统中TD-LTE技术的应用进行了探讨，以供参考。

关键词：电力无线通信系统；TD-LTE技术；应用现代化的通信技术能够有效地提高电网建设、运营及管理水平，电力无线通信系统必须要具有良好的时效性，能够支持实时传输，且在实际的工作过程中要能够满足各种业务需求，通信网络必须安全、可靠，我国地域辽阔，电力设施分布广、各地区地形不一十分复杂，涉及的电力终端的种类比较多，TD-LTE技术是当前应用比较广泛的无线通信技术，将其引入到电力通信系统中能够有效的降低电力通信网建设及维护的成本，提高服务的水平，且能够满足各种电力通信业务需求.一、TD-LTE技术及电力无线通信系统概述TD-LTE技术是我国重点研究的新一代的无线通信网技术，目前来说受到了政府部门、各研究机构、运营商等等组织机构的大力支持。

目前来说我国的电力无线通信网在智能电网及国家电力技术的发展推动下已经具备了较高的传输速率，终端通信网的建设已经初具规模，且随着网络规模地不断扩大，无线通信系统渐渐开始取代以往的有线通信系统，成为电力通信网的重要通信方式。

二、电力无线通信的现状电力无线通信作为一种能够在各种恶劣环境下运行的通信技术，在国家范围内得到了广泛应用，利用其本身具有的灵活性、拓展性以及维护性，能够有效推动国家的通信服务水平得到进一步提升。

但是国家发展电力无线通信系统的过程中，受到了时代背景的影响，在网络建设时没有进行具体、科学的规划，给国家现有的光纤通信以及电台等通信技术的发展，造成了阻碍，比如，国家电力通信的体制较为混乱，通信性能相对较差等。

TD-LTE技术在电力无线通信系统中的应用分析作者：罗芳来源：《中国新通信》 2018年第6期前言：随着智能配电网在我国的大力发展，新型电力无线通信系统成为了电力通信系统中的研究热点。

对于TDLTE技术来说，不仅在电力无限通讯系统中得到了重要应用，也帮助工作人员总结了电力无限通讯系统中存在的不足，并根据实际问题寻求解决措施，通过TD-LTE 技术的应用，有效改变了我国电力通信系统利用率较低的局面。

一、TD-LTE 电力无线通信系统的应用意义TD-LTE 是一种新型的无线宽带技术，该宽带技术在研发过程中运用到很多无线通信技术，比如说多输入技术、多输出技术等，通过利用这些较为先进的通信技术，让TDLTE技术的数据吞吐效率有所提升，同时将电网的覆盖面大幅度提升，阔大了电信用户在线数量。

TD-LTE 技术是无线电网专网系统中中重要的组成部分之一，其自身带有良好的频谱利用率，这种频谱利用率在工作过程中提高了电网数据业务，并使工作效率得到很大提升。

在该技术中，使用双分工的工作模式，节约了大量的宽带资源，并且满足了电网业务中，人们对智能化工作要求。

另外，在TD-LTE 技术应用过程中，扁平化组网模式是重要的应用形式，在使用过程中，扁平化组网模式通过减少网元层次，来提升电力通信数据传输效率，更好满足用户的实际需求。

随着TD-LTE 技术的不断优化和创新，不断满足了电力无线宽带网络的技术要求，成功将应急通信模式和智能配电网络相结合，为我国智能电网实现可持续发展提供基础[1]。

二、我国电力无线专网中存在的关键问题2.1 配网业务的承载能力问题在我国电力行业发展过程中，电网的业务分类由电网功能来直接决定，其中，具体分类如下：维护类、遥控类、信息监测类、市场类、遥控类五大类别。

由于功能上的不同，在业务属性上也存在一定差距，相关工作人员在分类过程中，都会根据业务属性的不同，来使用不同的通信方式。

举个例子来说：在维护类和遥控类当中，一般都会配备专门的通信专网，而在信息监测类中，会优先使用电力专网，但在实际工作过程中，由于环境条件或者地理位置限制，存在很多网络未覆盖的地方，在这种形势下，人们通常都会选择公用网络通信，最终保证工作的顺利进行。

TD-LTE技术在电力无线专网建设中的应用摘要：TD-LTE技术对于智能电网体系建设具有重要积极意义，在当前智能电网体系的建设工作快速推进的背景下，提升TD-LTE技术的应用价值，可以很大程度上实现对电力无线专网的建设经验激烈，优化电力资源传播质量。

本文从电子无线专网建设的客观需求出发，从无线频谱资源选择和载波聚合技术等多个方面，对TD-LTE技术实施了应用问题的分析，并从电力无线专网的实际需求出发，对TDLTE技术的优化应用策略进行了制定。

关键词：TD-LTE技术；无线频谱；载波聚合1、TD-LTE技术基本介绍1.1 定义该技术属于无线宽带技术，又被称为LTE-TDD，它是在OFDMA技术的基础上发展而来的，现广泛应用于通信领域，其覆盖范围较广泛，并且使用者较多，TD-LTE技术应用于电网无线装网，能够满足电网建设需要。

其组网方式细分为两种，第一种即1.8GHz频段，第二种即230MHz，下文据此介绍了技术特点。

1.2 特点1.8GHz频段：应用带宽为20MHz，具有灵活配置、大容量等特点，并且适用行业较广，常用于机场、运营商、交通业、政府机构、运输业等。

该频段极易受天气因素影响，并且抵御干扰能力相对较弱。

230MHz频段：所需带宽为12MHz，常用于气象、能源、地矿、军队、水利、轻工业、地震等领域。

其抵御干扰能力相对较强，对比于高频段，无线覆盖范围较大，并且信号传播距离较远。

结合上述两种频段特点来分析TD-LTE技术，电网专网规划期间，既要控制规划成本，又要优选适合的网络规划方案，确保时延、速度、可靠性等方面的特点被及时满足。

1.3 TD-LTE技术应用必要性智能电网业务内容较多，并且分布不够集中，虽然能够应用高效传输能力的光纤通信法，但其应用成本较高，施工时间较长，不能实现用电终端的大范围覆盖，现如今，常用CDMA业务以及流量业务来满足无线通信需要。

电力业务借助公网网络来满足需要，虽然这种方式无需网络规划以及运维管理，仅定期缴纳租赁费用，但并不能真正满足电能安全供应、信息及时传递的需要。

TD—LTE技术在配用电通信中的应用【摘要】近年来，通信科技迅速发展，无线电通信设备功能也在不断完善。

然而，在配用电通信技术发展的过程中，出现了通讯系统制度混乱、规划不一致、难以支持新型智能业务等问题。

这些问题在某种程度上阻碍了新技术的应用。

TD-LTE技术的出现，解决了配用电通信领域长期存在的诸多问题，提高了信息传送的速度，扩大了信息体系的容量。

研究TD-LTE技术在配用电通信中的应用，有助于我们更好地了解这种新兴技术，并应用这种技术方便无线通讯活动。

【关键词】TD-LTE技术；配用电通信；应用为了响应国家建设智能化电网系统的号召，我们应当完善现有的配用电系统。

配电和用电，是电力供给活动的最后一环，其作用是直接为社会公众和广大系统用户输送能源。

搞好配用电环节工作，是建设功能健全电网体系的重要手段。

智能化电网的优势主要体现在配电自动化和服务智能化上，提高电网的可靠程度，是促进电网体系现代化的必然要求。

TD-LTE技术，代表了无线通讯技术的发展方向。

采用这种新式技术，能够扩展无线电传输在电力系统中的应用范围，提高整个电网的智能通信能力。

1现存配用电通信系统的弊端配用电设备应该能够适应各种气候条件，可以在较为恶劣的气候环境下发挥正常功能，而不会受到天气变化和停产检修等因素影响。

同时，配用电设备应当具有较为灵活的接口组装方法，具有很好的延展性，并易于维护。

然而，现存的配用电通信系统却存在诸多弊端。

受到社会历史等因素影响，现有系统缺乏规划性与逻辑性，系统的网络水平不够发达。

系统内各种设备的性能不完善，顺序混乱，这些因素都严重阻碍着无线通讯网络的智能化程度提升。

针对这样的现状，我国很多主要的电力供应企业也在尝试开发新型的无线通讯技术手段。

要想发展智能化的电网服务业务，就要建立一个性能可靠、安全程度高的无线设备宽带通讯体系。

然而，光纤设备的成本较高，且覆盖面偏小，难以覆盖到所有的业务连接点，尤其是广大农村；某些专网系统的宽带都比较窄，不能满足统一传送电能的需要；某些公用电网又存在安全性能方面的隐患，在某一特定的时间段内，电力服务的质量无法保证。

TD-LTE技术在电力无线通信系统中的应用摘要】随着社会经济和社会环境的不断发展，促使智能电网成为现阶段电力通信发展的重要方向，智能电网依据高质量、高效率的通信系统、自动化的操作能力以及信息化的运转模式等特点逐渐实现了电力供应的智能化和自动化。

全面依据现代化通信系统提升电网管理、发展以及能力，成为现代化电力事业发展的重要依据。

【关键词】TD-LTE技术；电力无线通信系统；应用现阶段，智能电网在实际发展的过程中得到了有效的应用，相应的建设模式也越来越大，可以构建出完善的用户电网，同时其应用的速度也非常高，而且可以确保多个业务的多个运行，构建全面的电力通信网络。

若是依据现阶段的光纤通信进行工作，扩大光纤的分布，也容易导致消耗的成本增加，无法实施有效的维护工作。

因此，输电线路完善了在线检测系统，并且结合了传感器和通信技术，进行全面化的、有效性的监测工作，若是运行过程中出现问题，可以及时进行报警，以此确保输电线路得到平稳的应用。

一、TD-LTE 230电力无线专网系统关键技术中国工信部于2013年12月4日向中国移动通信集团公司、中国电信集团公司和中国联合网络通信集团有限公司颁发“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务（TD-LTE）”经营许可。

其主要是依据多样化的、高科技无线通信关键技术，其中包括了解决宽带传输的载波聚合技术，有助于解决高吞吐量和高可靠性传输的OFDM技术，同时也可以解决多系统应用过程中存在的问题，也就是频谱感知技术和干扰协调技术，主要是在大量用户接入设计的自适应调制和编码技术中，可以保障传输可靠性的自适应重传技术和动态调度，主要是保障了网络的安全性能，以及绿色技能、扩展性、可靠性以及管理等技术工作。

其中相应的技术包括了载波聚合技术、OFDM多址技术、动态调度、干扰协调技术及三层加密体系。

二、TD-LTE 230电力无线专网系统的应用方案（一）电力无线通信系统建设需求在实际建设电力无线通信系统的过程中，需要考虑到实际建设区域的需求，并且对其进行深入的研究与分析，从而为之后的建设工作奠定有效的基础，其中主要分为以下几点：第一，网络规模分析。

TD—LTE在电力系统中的应用研究摘要TD-LTE技术作为TD-SCDMA的未来演进技术，各项规范正在逐步完善，测试正在逐步开展。

随着技术的不断成熟，TD-LTE网络可以逐步贯穿电力系统中生产、传输、监控、调度办公等多个方面，进一步提升了工作效率，为打造坚强智能电网构建坚实的基础。

本文对TD-LTE的网络架进行了分析，并对TD-LTE在电力系统中的应用前景进行了展望。

关键词TD-LTE；电力系统；智能电网中图法分类号TN918. 91 文献标识码 A 文章编号1674-6708（2013）84-0185-020 引言LTE（Long Term Evolution）常常被称为3.9G，作为大多数运营商和设备制造商的选择，LTE是从移动通信从3G向4G演进的主流技术。

目前，我国的电力系统建设长期存在“重发、轻供”的局面，导致配网发展薄弱，缺少有效的技术手段对电网信息进行实时的监测。

随着智能电网的不断发展，迫切需要一个满足智能化要求的接入层通信平台。

TD-LTE可以很好满足电力系统对这方面的需求，能够在非视距的条件下为电力用户提供多场景下的高带宽无线数据接入服务，以及VOIP、视频监控等多种增值业务，改善电网的整体工作性能和工作效率，并具备大容量、高带宽，低时延，多级QoS保障等显著优点。

1 TD-LTE的网络结构3GPP的4G移动通信项目包括：LTE和SAE，其中，LTE是研究通用移动通信系统的无线接入网络的长期演进和SAE是研究核心网络的长期演进。

这个全新的4G无线接入系统被称为E-UTRAN，它的核心网被称为演进的分组核心网EPC。

与3G传统的移动通信系统相比，LTE/SAE的E-UTRAN，即接入网系统，极大地减少了接入网系统中的节点数，在整个接入网只部署了有一个eNB，并且该eNB被部署于位于一个不完全可靠的区域。

区域之间的eNB是通过X2接口进行相互通信。

eNB和MME/S-GW（核心网设备）通过S1接口进行相互通信，并采用一个eNB同时与多个MME相连的方式，可以有效地提高了业务可扩展性和可靠性。

无线专网技术在电力通信网中的应用摘要：近年来，随着科学技术发展和社会进步，智能电网建设进程加快，对覆盖范围和终端接入网的灵活性提出了更高的要求，并且通信需求也呈现区域差异化和业务多样化发展态势，单纯依靠光纤接入网络很难适应上述变化，在电网建设中引进先进的无线专网技术成为当前发展的重点。

本文简要概述了无线专网技术的特点，分析了其在电力通信网中发挥的作用，并探讨了其具体应用情况，以期推动我国智能电网建设，为用户提供更加优质的通信服务。

关键词：无线专网技术；电力通信网；应用现阶段智能电网发展迅速，旨在将电力、信息和业务进行融合处理，保证电能供应安全、可靠的同时，实现清洁能源的开发和使用，推动低碳经济的发展。

在智能电网建设和发展过程中，用户需求日益呈现多元化和个性化趋势，原有光纤技术很难应对用户需求的变化和高品质增值业务的出现，因此引进先进的无线专网技术具有重要意义，改变了原有光纤技术施工周期长成本高的弊端，提高了智能电网的业务效能。

1.无线专网技术的优势无线专网技术在发展过程中受到社会各界的广泛关注，为电力通信网发展提供了先进的技术支持，其具体优势如下：（1）服务质量方面，无线专网技术的应用为电力公司打造属于自己的的无线网路，实现自行建设、自行维护与使用。

其中网络资源在分配方面实现了优化组合和调整，服务质量具有明显的优势；（2）成本方面，无线专网技术应用过程中，其所需的传输、机房和电源等无需更换，可利用原有设备进行作业。

并且基站建设后，可通过原有传输通道，安全可靠且经济实惠；（4）安全方面，无线专网技术可根据电力业务的需求加固终端或基站，并有效地避免了互联网接入中存在的安全威胁，全面提升了电力通信网的安全性。

2.无线专网技术在电力通信网中的作用分析2.1提高配电网自动化水平和监测力度配电网自动化业务通过利用先进的计算机技术和网络信息技术，实现了对设备的实时监测、控制与调整，从根本上提高了供电质量和供电能力。

TD-LTE技术在电力无线专网建设中的应用徐张健摘要：随着TD-LTE电力无线专网试点建设的不断推进，专网承载多项电力业务的可行性得到验证，电力核心控制类业务通过专网可灵活、便捷接入。

然而，传统专网无线终端存在诸多不足，制约了电力业务在无线专网中的大规模应用。

针对上述问题，文章提出了一种通用型专网无线终端，详细介绍了该终端的设计、测试及应用情况，为推动无线专网规模化、实用化进程提供新的解决思路。

关键词：TD-LTE；电力无线专网；通用型终端1.传统专网无线终端存在的问题业务通过无线专网接入后，大带宽视频类业务应用不再受制于高额流量资费，业务应用专享网络带宽和定制化安全防护。

但在网络建设之后，却存在规模化应用进展较慢，入网终端数量增速不高的现象。

经过仔细分析，发现传统的专网无线终端存在诸多不足，成为制约专网规模化、实用化推进的主要因素，主要存在问题是产业链薄弱，价格居高不下、现有公网终端不支持向专网平滑过渡、标准化程度低，难以兼容电力全业务需求等问题。

2.通用型专网无线终端的研制传统专网无线终端在价格定位、产业链供应、标准化及制式兼容性等方面存在缺陷。

针对上述问题，应整合多种业务接口需求，兼容公网和专网通信制式，实现专网无线终端标准化设计和生产，推动产业链完善。

2.1硬件设计2.1.1外形设计电力无线专网终端应用环境复杂，如配电箱内、电线杆上、电表箱内等，因此终端尺寸应足够小巧以满足各种场景应用需求。

设计的通用型专网无线终端将TD-LTE套片封装于一个微型装置中，严格控制外壳尺寸，呈现小型立方体状，长、宽、高分别为6.5cm、2.5cm、6.5cm，适用于多种电力业务场景。

2.1.2接口设计不同的业务终端接口形式多样，有串口、网口或者USB接口，为了适应全业务接入，将通用型无线终端的硬件接口设计为3个通用的microUSB物理接口，并适配出相应的接口连接线，只需更换线缆，即可灵活适配网口、串口或者USB接口，电源供电接口与USB总线共享一路USB接口，在对产品供电的同时不影响USB数据信息的传输。