基于电力无线专网的用电信息采集通信系统
基于以太网技术的用电信息采集系统光纤信道组网建设
基于以太网技术的用电信息采集系统光纤信道组网建设作者：刘勇锋来源：《中国科技纵横》2013年第20期【摘要】随着我国经济的发展，社会对电的需求量不断增加，电力企业对电网建设的投入也不断加大。
而在电力营销体系当中，电能计量是其中重要的环节之一。
智能电表作为一种新型电费计量装置，具有电能计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能，其本地及远程通信接口与用电信息采集后台连接，可即时获悉客户用电信息。
相对以往的普通电能表，除基本计量功能外，支持双向计量、自动采集、阶梯电价、冻结、控制、监测等功能，具有高可靠性、高安全等级、大存储容量等特点。
【关键词】电力营销以太网技术智能电表信息采集1 系统建设规模用电信息采集系统2014年度光纤通信信道的建设区域主要为：淮北城郊区域110kV青龙山变电站、35kV刘庄工业园变电站、35kV烈山变电站、35kV蔡里变电站、全部10kV公用配电线路接入配变和电力用户的光纤覆盖，建设光缆总长度为300公里。
其中主干光缆采用48芯光缆，长度为70公里；分支光缆采用36芯、24芯及12芯光缆，长度分别为35公里、60公里和135公里；配置设备1178台套，其中本期配置OLT设备4台；ONU设备970台；1：16无源光分路器200只；三层接入交换机4台。
实现城郊区域4个变电站、17条10kV配电线路、970台配变的光纤全覆盖。
2 系统建设方案远程通信综合选用有源光纤以太网络（AON）、无源光纤以太网络（EPON）、小型无线专网、无线公网（GPRS/CDMA/3G等）等多种通信技术为用电信息采集系统主站系统和采集终端之间提供全面统一的通信通道。
本地通信可以选用低压载波、RS485等多种通信技术，提供采集终端到电能表之间的通信通道。
公变建设方案：窄带载波集中器+窄带载波采集器+智能表通信模式本方案集中器与采集器之间采用窄带载波作为本地区域集中的通信信道，采集器与电能表之间采用RS-485总线通信方式。
电力用户用电信息采集系统操作手册
电力用户用电信息采集系统操作手册————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：采集系统终端管理操作手册1.远程调试1.1业务描述从营销业务应用系统获取终端调试工单，根据调试工单内容，配合现场完成终端调试工作。
1.2操作说明点击【基本应用】->【终端管理】->【远程调试】进入远程调试页面。
通过该功能可实现按单位、工单编号、用户类型、工单起始日期、调试结果等查询条件查询终端调试工单信息。
如下图所示：点击查询结果超链接，进入终端调试结果明细页面，如下图所示：点击工单编号超链接，在下方展示选中终端下的表计信息；选择一条工单，点击触发调试按钮，进行终端调试页面，如下图所示：调试触发与在运系统终端调试业务基本一致，不一样的地方为调试结果页面增加了调试结果记录功能，记录终端进行那几步调试；如下图所示：选择一条工单，点击【归档】按钮，将此工单进行归档保存，仅能对调试完成的工单进行归档。
2终端参数设置2.1业务描述对终端设置终端配置参数、控制参数、限值参数等，设置的参数如下：➢终端通讯参数终端上行通信口通信参数设置终端上行通信口无线中继转发设置主站IP地址和端口主站电话号码和短信中心号码终端上行通信消息认证参数设置终端组地址设置终端IP地址和端口终端上行通信工作方式（以太专网或虚拟专网）虚拟专网用户名、密码终端上行通信流量门限设置终端级联通信参数➢测量点参数终端电能表/交流采样装置配置参数测量点基本参数测量点限值参数测量点铜损、铁损参数测量点功率因数分段限值终端当地电能表显示号台区集中抄表停抄/投抄设置载波从节点附属节点地址➢抄表参数终端抄表运行参数设置集中器下行通信模块的参数设置终端台区集中抄表重点户设置➢事件参数有功总电能量差动越限事件参数设置终端声音告警允许∕禁止设置电能表异常判别阈值设定➢本地端口参数终端脉冲配置参数终端状态量输入参数终端电压/电流模拟量配置参数➢直流模拟量参数直流模拟量接入参数直流模拟量输入变比直流模拟量限值直流模拟量冻结参数➢终端配置参数终端版本信息终端支持的输入、输出及通信端口配置终端支持的其他配置终端支持的参数配置终端支持的控制配置终端支持的事件记录配置注意：此功能页面只支持09或13规约终端进行参数设置，对于04或山东规约终端任然在终端调试功能功能菜单下操作，与在运系统业务一致。
TD-LTE 230无线专网在嘉兴电力通信的应用
TD-LTE 230无线专网在嘉兴电力通信的应用周浩;吴国庆;陆竑;俞涯;黄震宇【摘要】嘉兴供电公司利用低频段TD-LTE 230无线技术开发了TD-LTE 230系统,为用电信息采集、配电监测、负荷控制、视频监控等提供了业务传输通道.通过无线专网的频谱选择、组网架构、区域覆盖、安全防护等方面的研究和完善确保专网应用的可靠性,为电力无线专网将来更大范围的建设提供参考和借鉴.【期刊名称】《浙江电力》【年(卷),期】2018(037)005【总页数】6页(P16-21)【关键词】TD-LTE230;电力通信;无线网络;专网【作者】周浩;吴国庆;陆竑;俞涯;黄震宇【作者单位】国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司,浙江嘉兴 314000;国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司,浙江嘉兴 314000;国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司,浙江嘉兴 314000;国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司,浙江嘉兴314000;国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司,浙江嘉兴 314000【正文语种】中文【中图分类】TM7270 引言随着国网公司“两个一流”建设的不断深化以及“一体两翼”战略布局的逐步展开，电网智能化向配用电网侧快速推进，信息通信技术开始成为建设坚强电网、提升企业优势竞争力的核心要素。
公司配用电设备数量多、分布广，且信息化、自动化水平大幅提升，对终端通信接入网的安全性、可靠性、灵活性提出了更高的要求，建设“安全、泛在、友好”的通信网络势在必行。
公司已建成覆盖各电压等级变电站、生产管理场所的坚强光纤通信骨干网络，由于无线专网的缺位，历年来公司业务部门大量租用电信运营商提供的无线网络以满足生产经营需求。
无线公网存在信息安全整体防御能力不足、通信质量不可控、公网2G/3G面临退网等问题，且不允许传输配电自动化等“三遥”业务。
2013年国家无线电管理委员会印发相关文件《工业和信息化部关于同意国家电网公司使用电力负荷监控系统频率的批复》，再次确认电力企业可以将230 MHz频段用于相关生产活动中[1]，此后电力无线专网成为了电力通信各类业务新的通信传输方式。
用电信息采集系统网络结构图
中小型专变用户
大型专变用户
专变终端
载波
...
RS-485
...
RS-485
RS-485
RS-485
采集器
采集器
...
载波预付费电能表
...
预付费电能表(RS-485接口) 预付费电能表(RS-485接口)
...
计量装置 计量装置
电力用户
居民及低压一般工商业用户
专变用户
居民用户
低压单相一般 工商业用户
低压三相一般 工商业用户
公用配变 关口计量点
用电信息采集系统网络结构图
营销业务应用
应用服务器
信息内网数据库服务器源自前置采集服务器信息内网
...
前置采集平台
防火墙
通信接口机
通信接口机
主站
通信接口机 通信接口机
通信信道
光纤专网
GPRS/CDMA 无线公网
230MHz 无线专网
中压电力线 载波专网
现场终端
集中器 集中器 窄带载波 集中器
各类专变用户
专变终端 宽带载波
配电网自动化技术第七章 电力用户用电信息采集
通信平台（前置采集）
通信层
230M、GPRS、CDMA1X、PSTN、ADSL、 中压载波、光纤专网等
图7-7 营销系统 网省集中部署两 级系统逻辑架构
采集层 采集终端（厂站终端、专变终端、公变终端、低压集抄终端）
省市两级分布式部署方案
接一级系统
前置采集数据库
数据 服务器
磁盘阵列
系统主站 通信信道 采集设备
居民用户
电能数据：总电能示值、各费率电能示值； 事件记录：电能表记录的事件记录数据； 其他数据：预付费信息等。
公用配变考核计量点
电能数据：总电能示值、总电能量、最大需量等； 交流电气量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等； 工况数据：开关状态、终端及计量设备工况信息； 电能质量：电压、功率因数、谐波等越限统计数据； 事件记录：电能表记录的事件记录数据。
• 本地信道用于现场终端到电表的通信连接，高压用户在配电 房电表处就近安装专变采集终端，采用RS-485方式与电表 连接。而在低压用户中，在一个公用配变下有大量电力用户， 用电容量小，计量点分散。为了将信息采集系统的成本控制 在一个可接受的范围内，需要通过一个低成本的本地信道方 式将信息集中，再进行远程传输到系统主站。在低成本解决 方案中，低压电力线载波、微功率无线网络、RS-485通信 都是可选择方案。
RS-485
抄表集 中器
其他终端
电能表 智能设备 U盘
笔记本
图7-10 公用配电变压器监测终端通信接口配置
7.4 集中抄表系统
主站
供电公司
集中器
通信网
集中器
远程信道
台区公用 配电室或 集中器表箱
采集器
… 电能表
采集器
采集器
Q／GDW 380.5-2009《电力用户用电信息采集系统管理规范：通信信道运行管理规范》及编制说明
无线公网运营商提供的GRPS/CDMA汇聚链路，必须施放专用光纤,采用VPN加密设计，设置专用APN登录端口，并要求运营商必须关闭除本系统专用的数据传输业务外的所有功能(如语音、internet等）。运行商因调整网络架构需要进行网络切割影响通信的,应提前2天通知并需征得采集系统运行部门的同意。运行商应保证通信信道的可靠运行.发生通信故障中断通信时，处理时间不得超过8小时，全年累计故障次数不得超过5次。
（6）故障处理完毕后，应对通信信道的传输质量进行测试，恢复故障前的运行水平，确保故障完全消除。
（7)发生主干通道故障,影响范围较大的严重通信中断,通信部门应及时作出响应，进行不间断的抢修，尽快恢复正常运行。
（8）发生影响范围较小的一般通信故障，应在8小时内解决，恢复通道正常运行。
4。2光纤通道故障处理
各级采集系统运行管理部门发现通信信道故障时，应及时通知通信部门，由通信部门负责通知信道维护单位进行故障处理，故障修复后，信道维护单位应及时告知采集系统运行部门；当通信部门发现通信信道故障时，一方面进行故障处理,另一方面同时通知采集系统运行部门.
4.3230MHz通信故障处理
当采集系统运行部门发现230MHz通信信道故障时，应根据故障影响范围,通知相关信道维护部门进行处理.
（5）技术资料管理制度、技术培训制度、设备台帐清册管理制度等；
（6)通信信道大面积故障应急预案。
7评价与考核
通信信道的可靠稳定运行是电力用户用电信息采集系统正常运行的重要保障，各级通信部门应加强对通信信道的运行质量管理，采集系统运行部门应定期对信道质量进行评价.运行质量指标主要包括通信信道的评价指标、通信信道的技术指标和综合考核指标。
TD_LTE电力无线专网系统安全分析_吴文炤
TD–LTE 系统应用公开成熟的密码技术，拥有目前移 动通信网络中最丰富的安全功能结构，并在某项目中按照 实施，具体框架如图 2 所示。
TD–LTE 无线专网技术采用的是最新的 4G 网络技 术，拥有目前移动通信最强的安全功能，其安全加密机制 继承了 3G 技术的优势，并针对 3G 技术存在的风险做了 进一步的改进。实现了双向认证，不但提供基站对 MS 的 认证，也提供了 MS 对基站的认证，可有效防止伪基站攻 击 ；密钥长度可支持 256 bit，安全性进一步得到保障 ；采 用分层密钥机制，即鉴权产生根密钥，产生 AS、NAS、 切换等子密钥；在空口加密协议等多个方面进行了改进。 2.2 业务应用对比
1 安全加密机制
TD–LTE 系统的加密机制遵循 LTE 规范，采用 3GPP 最 严格的加密鉴权机制。从系统设计、网络结构、客户安全层 等方面，充分借鉴当前最先进的技术成果，从安全认证、密 钥分发、加密算法等方面体现信息传输的安全可靠与成熟。 TD–LTE 的安全体系完整实现了多级鉴权、空口加密、NAS 信令加密，满足无线通信系统安全传输的需要，同时支持客 户端到端密码设备，保障客户数据的端到端加密传输。 1.1 安全逻辑模型
度上保证了数据完全性，但仍存在以下安全隐患 ：受到公 用网络开放性的影响，容易遭受攻击 ；采集数据在公网传 输，有截留与丢失的风险 ；由于采用基于公网的网络拓扑 结构，无法实现对传输线路的加密 ；加密算法加密机制不 受公网技术体制制约。
TD–LTE 无线专网采用目前最先进的 4G 技术和电力 专用频段，无线终端至核心网之间采用 3GPP 最严格的加 密鉴权机制，并且可以根据实际需要平滑的进行安全机制 升级 ；传输通道全部为电力专用通道，做到全链路的可控 制性；在网络边界处配置防火墙设备进行安全防护。
智能电网时代电力信息通信技术的运用
通常上文的简单分析和介绍我们能够发现，在智能电网 时代，电力信息通信技术的作用是十分重要的，除了能够有效 确保电网系统运行效率的提升之外，还可以保证其运行的高 效稳定性，同时还会在一定程度上影响到电网系统未来的建 设和发展。所以，相关企业必须要高度重视电力信息通信技 术的应用，不断加强研究力度，进而有效确保电力信息通信技 术水平的提升，有效推动我国电力行业的健康可持续进步。
参考文献： [1] 罗臻 . 深化“三亮三比”赋能本质提升——访省电力公司信 息通信公司党委书记金翼[J]. 河南电力,2019(9):54. [2] 谢霆 . 基于电力无线专网的用电信息采集通信系统研究[J]. 低碳世界,2019(8):120~121. [3] 许振飞,张晓晖,许崇志,张梅,柯望 . 探讨软件定义网络(SDN) 在电力信息通信网的研究与应用[J]. 网络安全技术与应用, 2019(7):114~115. [4] 张辉,金燊,段寒硕,钱锜,施健,张文豪 . 基于动态推送时间优 先级的电力通信现场运维信息推送方法[J]. 计算技术与自动 化,2019(2):58~63.
3 智能电网中电力通信技术的应用 3.1 新能源方面
在智能电网时代的发展过程当中，能源的合理利用已经 成为当下社会各界所关注和讨论的主要课题之一。相关科研 人员与我国实际国情相结合，科学确定相关的信息通信接口， 尽最大可能使电能和电压等指标符合电力信息系统自动化的 要求，进而有效确保契合度的有效提升。由于我们这里所讲 的能源通常是指可再生和不可再生两种，因此在应用新能源 方面，智能电网的根本意义使完成对各类新能源的合理控制， 同时与自身需求相结合来完成新能源的并网。
230
评估，除此之外还可以智能启动预警系统，确保隔离措施的科 学、合理性，从而实现自我修复。③兼容，这里我们所讲到的 兼容其实指的就是智能电网可以与新能源之间实现兼容，进 而对电网功能进行优化和完善，从根本上保证和用户之间能 够进行有效沟通。