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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（TimeDivisionLongTermEvolution，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。在安全性方面，TD-LTE采用双向鉴权、UTRAN加密、信令完整

性保护等技术保障网络安全可靠，结合VPN和防火墙技术确保不同安全等级的

业务之间相互隔离，满足电网对于网络高安全性的需求。

2.2频率选择

无线通信网建设的最主要制约因素就是无线频率。无线频段资源属于不可再

生的独占资源，作为国内移动通信网络的主要建设运营单位，国内三大电信运营

商在无线频段分配方面会受到国家无线电管理部门的优先考虑。电网企业要建设

无线宽带专网，首先要解决的问题就是争取国家无线电管理部门的频段资源。根

据国家无线频率管理政策，電网可考虑申请的频段如表1所示。由于1400MHz

频段在城市政务网已有使用，电网企业申请难度较大，因此重点考虑比较

1800MHz和230MHz在电力系统中的应用。此外，ISM频谱470M-510MHz和

5725～5850MHz也可考虑在电网特定场景进行使用。

3组网方式

无线专网重点考虑1.8GHz和230MHz在电力系统中的应用。1.8GHz的

5MHz带宽能够承载更高的传输速率，有利于视频监控、移动办公等高带宽业务

的接入；230MHz频段却具有较好的覆盖能力，可用于接入配网自动化、计量自

动化等流量小、分布广的业务。因此，电力无线专网建议优先采用1785-1805MHz

频段，230MHz频段作为辅助。多频混合组网规划主要因考虑下面几点因素：一

是1.8GHz与230MHz频段的基站在覆盖能力、吞吐量上的性能差异；二是电

网各类型业务在流量需求、分布情况、安全防护需求上的差异；三是电力无线专

网基站选址一般限制在变电站、办公楼等电网公司自有物业上，应最大程度利用

有限的站址资源提升覆盖范围。

3.1单频组网

由于不同地区电网建设情况、无线频率审批情况的差异，在电力无线宽带专

网建