2013年12月4日，工信部正式向三大運(yùn)營(yíng)商發(fā)布TD-LTE4G牌照。TD-LTE是我國(guó)主導(dǎo)的國(guó)際主流4G標(biāo)準(zhǔn)，也是當(dāng)前全世界最先進(jìn)的通信技術(shù)之一，具有高速率、低時(shí)延、永遠(yuǎn)在線等顯著特點(diǎn)。移動(dòng)信息化、移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域發(fā)展將進(jìn)一步提速。

遠(yuǎn)程巡檢，得益于電力無(wú)線通信系統(tǒng)建設(shè)，這是基于國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心授權(quán)的230兆赫茲頻率資源，采用TD-LTE4G(以下簡(jiǎn)稱4G)技術(shù)建設(shè)的無(wú)線通信系統(tǒng)。目前，北京、浙江、江蘇、重慶等地電網(wǎng)企業(yè)已開(kāi)展4G試點(diǎn)應(yīng)用，并積極推動(dòng)230兆赫茲頻點(diǎn)備案及申請(qǐng)工作，促進(jìn)電力無(wú)線通信技術(shù)在此數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用的黃金頻段發(fā)展。

電網(wǎng)企業(yè)大力攻堅(jiān)4G技術(shù)

過(guò)去，配電網(wǎng)信息監(jiān)測(cè)一般采用光纖或2G的GPRS窄帶通信方式。“但這兩種通信方式都有不足。”福建福州供電公司信通公司工程班班長(zhǎng)何尚駿說(shuō)，“配電網(wǎng)監(jiān)測(cè)終端點(diǎn)多面廣，雖然光纖通信具有穩(wěn)定和高帶寬的優(yōu)點(diǎn)，但不能覆蓋所有的配網(wǎng)終端。”

在推進(jìn)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，用電信息采集、配網(wǎng)自動(dòng)化等大量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)傳輸。國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司科信部信息處副處長(zhǎng)姚瑋說(shuō)：“電網(wǎng)企業(yè)租用的公共網(wǎng)絡(luò)已不能完全滿足智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)對(duì)帶寬、實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)傳輸安全性和可靠性的要求，尤其是在電話等設(shè)備使用高峰期，電網(wǎng)信息傳送會(huì)遭遇‘堵車(chē)’。”

如何破除上述瓶頸，服務(wù)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)?國(guó)家電網(wǎng)公司的回答是，搶占信息通信技術(shù)制高點(diǎn)，開(kāi)展4G攻堅(jiān)。

2008年，國(guó)家電網(wǎng)公司統(tǒng)籌推進(jìn)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)工作。由于信息通信是智能電網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)，國(guó)家電網(wǎng)公司開(kāi)始了新一代電力信息通信網(wǎng)絡(luò)的研究與建設(shè)。隨后，國(guó)網(wǎng)信息通信分公司等單位依托國(guó)家重大科技專項(xiàng)“面向智能電網(wǎng)的安全監(jiān)控、輸電效率、計(jì)量及用戶交互的傳感器網(wǎng)絡(luò)研發(fā)與應(yīng)用驗(yàn)證”“智能配用電網(wǎng)復(fù)合通信技術(shù)研究”，開(kāi)始4G在電力行業(yè)應(yīng)用研究，并充分利用已獲國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心授權(quán)的230兆赫茲頻率資源，設(shè)計(jì)研發(fā)出采用4G體制設(shè)計(jì)的230兆赫茲電力無(wú)線通信系統(tǒng)。

2011年，國(guó)家電網(wǎng)公司在海鹽縣供電公司完成230兆赫茲電力無(wú)線通信系統(tǒng)應(yīng)用驗(yàn)證工作。次年2月，該技術(shù)通過(guò)中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)技術(shù)鑒定，與會(huì)專家給予高度評(píng)價(jià)：從智能電網(wǎng)應(yīng)用需求出發(fā)開(kāi)發(fā)的新型230兆赫茲電力無(wú)線通信系統(tǒng)，首次在國(guó)際上應(yīng)用，具有創(chuàng)新性。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用全面驗(yàn)證系統(tǒng)在智能電網(wǎng)配用電側(cè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用的適應(yīng)性及可行性，在電力系統(tǒng)應(yīng)用方面達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

隨著縣域電力通信網(wǎng)試點(diǎn)建設(shè)工作開(kāi)展，國(guó)家電網(wǎng)公司于2012年在冀北大廠、湖南長(zhǎng)沙、江西九江等地采用4G技術(shù)，完成無(wú)線通信系統(tǒng)建設(shè)及業(yè)務(wù)應(yīng)用工作。大廠作為縣域電力通信網(wǎng)項(xiàng)目中首批試點(diǎn)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的單位，以新型230兆赫茲電力無(wú)線通信系統(tǒng)為依托，建設(shè)的4個(gè)基站共計(jì)覆蓋全縣176平方千米范圍，承載用電信息采集、配電自動(dòng)化、負(fù)荷控制、視頻監(jiān)控等業(yè)務(wù)。同年，國(guó)家電網(wǎng)公司在浙江紹興建設(shè)1個(gè)覆蓋面積約為30平方千米的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，主要承載用電信息采集業(yè)務(wù)。

4G有效支撐智能電網(wǎng)建設(shè)

2014年1月6日，在北京市雅寶路工作的夏文瑞掏出手機(jī)，上網(wǎng)查詢物流信息。幾天前，她剛換了一張4G手機(jī)卡。夏文瑞啟動(dòng)手機(jī)瀏覽器，轉(zhuǎn)瞬間，她就找到了想要的網(wǎng)頁(yè)。夏文瑞用“使用4G卡瀏覽網(wǎng)頁(yè)，連后悔關(guān)掉的機(jī)會(huì)都沒(méi)有”表達(dá)對(duì)4G手機(jī)上網(wǎng)速度的感受。

傳統(tǒng)的2G、3G網(wǎng)絡(luò)難以支撐智能電網(wǎng)雙向互動(dòng)、實(shí)時(shí)高帶寬營(yíng)銷(xiāo)互動(dòng)業(yè)務(wù)，4G可實(shí)現(xiàn)用電雙向互動(dòng)、電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)有效互動(dòng)、營(yíng)銷(xiāo)辦公及時(shí)互動(dòng)。4G移動(dòng)通信系統(tǒng)是多功能集成的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)，上網(wǎng)速度是3G的10倍以上，具備三維圖像高質(zhì)量傳輸、高速移動(dòng)無(wú)線信息存取等功能，安全性更高。

中國(guó)電力科學(xué)研究院信通所網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究室副主任李炳林說(shuō)：“移動(dòng)公網(wǎng)的4G網(wǎng)絡(luò)速度可以達(dá)到五六十兆位每秒，這是電網(wǎng)企業(yè)4G沒(méi)法比的。由于電網(wǎng)企業(yè)230兆赫茲專網(wǎng)帶寬只有1兆位每秒，采用4G后，正常狀況下速度可以達(dá)到兩三兆位每秒，但也比以前幾十千位每秒的速度快多了。”

對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)來(lái)說(shuō)，4G主要用于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維檢修、移動(dòng)辦公現(xiàn)場(chǎng)、基建施工。如今，青海、福建等部分單位試點(diǎn)工作進(jìn)展順利。

隨著青海智能電網(wǎng)建設(shè)不斷深入，用電信息采集、智能用電、配網(wǎng)自動(dòng)化等項(xiàng)目加速推進(jìn)，大量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)傳輸。目前，青海120萬(wàn)戶客戶的用電信息實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集抄，但部分農(nóng)牧區(qū)高寒缺氧、山大溝深，客戶居住偏遠(yuǎn)分散，租用GPRS等公共網(wǎng)絡(luò)資源的方式已不能完全滿足智能電網(wǎng)新業(yè)務(wù)對(duì)帶寬、實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)傳輸安全性和可靠性的要求。目前，青海約20萬(wàn)戶農(nóng)牧民的用電信息實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集存在困難，智能電網(wǎng)建設(shè)受到制約。眼下，國(guó)網(wǎng)青海省電力公司正開(kāi)展4G電力通信系統(tǒng)培訓(xùn)，230兆赫茲電力無(wú)線通信系統(tǒng)即將用于青海智能電網(wǎng)建設(shè)。

2013年9月，福州供電公司申請(qǐng)的1785～1790兆赫茲電力無(wú)線電頻率通過(guò)福州市無(wú)線委員會(huì)審核。該公司擁有了福建省4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)企業(yè)專用頻段四分之一的資源，成為省內(nèi)首家獲得該段頻率的供電企業(yè)。國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院信息通信技術(shù)分公司副總工汪曉巖說(shuō)：“這個(gè)試點(diǎn)的頻段和頻點(diǎn)與230兆赫茲不同，性能更好，運(yùn)維、升級(jí)方便，技術(shù)成熟，標(biāo)準(zhǔn)化程度高。”

李炳林認(rèn)為，電網(wǎng)企業(yè)有大量實(shí)時(shí)信息需要交換，4G技術(shù)提供了信息匯聚的渠道。信息就像貨幣，通過(guò)快速交換，才能更好地創(chuàng)造價(jià)值。特別是，隨著新能源技術(shù)、智能技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新突破，第三次工業(yè)革命正在孕育發(fā)展。同時(shí)，公司正在開(kāi)展大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等方面的研究，這都將有效促進(jìn)移動(dòng)信息化、移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域發(fā)展，更好地支撐智能電網(wǎng)建設(shè)。

功耗及安全性需重視

“4G有力推動(dòng)了電網(wǎng)企業(yè)變革，為智能電網(wǎng)建設(shè)提供了新平臺(tái)，可有效解決配用電網(wǎng)絡(luò)地域分布廣泛、測(cè)量監(jiān)控點(diǎn)多、安全性要求高等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)作業(yè)、視頻監(jiān)控、輸電線路巡檢、變電站視頻傳輸，以及電力物聯(lián)網(wǎng)終端與主站系統(tǒng)的信息交互。”汪曉巖說(shuō)。

可以說(shuō)，4G為未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展勾畫(huà)了一幅新圖景，特別是在沒(méi)有光纖的“盲區(qū)”，為數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)安全傳輸提供了高效平臺(tái)。何尚駿說(shuō)，如果4G投入運(yùn)用，以搶修為例，客戶能利用手機(jī)等終端看到搶修現(xiàn)場(chǎng)的高清視頻，甚至可以清晰地看到某一個(gè)絕緣子的裂縫;以客戶服務(wù)為例，客戶無(wú)需通過(guò)95598熱線電話即可享受雙向互動(dòng)服務(wù)，將獲得更好的體驗(yàn)。像何尚駿所在的福州供電公司一樣，4G在電網(wǎng)企業(yè)中的運(yùn)用目前主要是試點(diǎn)和試驗(yàn)性質(zhì)，覆蓋范圍較小，不能完全反映實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題，應(yīng)用種類(lèi)、終端功能、網(wǎng)管統(tǒng)一界面等方面的工作需進(jìn)一步完善。

對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)來(lái)說(shuō)，4G來(lái)了，既有機(jī)遇也有挑戰(zhàn)。李炳林認(rèn)為，目前，在4G利用上，電網(wǎng)企業(yè)主要面臨功耗大、電力專網(wǎng)與移動(dòng)公網(wǎng)互通及安全性的問(wèn)題。電網(wǎng)企業(yè)需要研究4G移動(dòng)設(shè)備供電方案，因?yàn)檫@直接影響4G利用方式，電量不足，終端設(shè)備就沒(méi)法長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用。需要注意的是，得有標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。同時(shí)，電力通信專網(wǎng)與移動(dòng)公網(wǎng)連接后，安全體系要進(jìn)一步健全。

“與光纖通信相比，移動(dòng)技術(shù)更復(fù)雜。光纖可以監(jiān)控，移動(dòng)信號(hào)容易被截獲。如何應(yīng)用4G，需要成熟的方案。”汪曉巖說(shuō)，“目前，公司正在開(kāi)展電力無(wú)線虛擬專網(wǎng)等相關(guān)研究，將根據(jù)試點(diǎn)遇到的問(wèn)題，提早考慮應(yīng)對(duì)之策。”

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