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浅谈泛在电力物联网的接入网技术

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  【摘要】    作为泛在电力物联网网络层的关键技术,接入网技术的合理选择和尽快确定,可以切实增强电力网络的带宽和覆盖能力,更好的满足国网电力新兴业务的发展需要。
  【关键词】    泛在电力物联网    接入网
  一、引言
  2019年初,国家电网提出“三型两网、世界一流”的全新目标,明确提出要建设运营好“两网”:一方面,要建设运营好以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网;另一方面,要充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术和先进通信技术,实现电力系统各个环节万物互联、人机交互,打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的泛在电力物联网。至此,泛在电力物联网引起了国内众多企业的关注,但是如何有效得建设泛在物联网、特别是基础的接入网,并没有明确的答案。
  二、泛在电力物联网的总体架构
  泛在电力物联网(SG-EIOT)是国家电網覆盖能源、生产和消费各环节,与智能电网“同生共存”的国网的“第二张网”,其架构包含感知层、网络层、平台层、应用层。
  感知层:感知层是网络的信息基础,主要用于采集终端数据、控制终端业务等,在建设中,需要统一各终端的标准。
  网络层:是泛在物联网的传送纽带,向下连接感知层的各个设备,向上将各类数据、信息推送至平台层,形成通信通道,满足新兴业务发展需要
  平台层:主要是实现超大规模终端的统一物联管理,推广各类平台的建设和应用,提升数据高效处理、协同能力。
  应用层:全面支撑国网电力的对内、对外核心业务智慧化运营,促进管理提升和业务转型。
  三、泛在电力物联网的接入网技术
  在泛在物联网的系统架构中,网络层用于接驳感知层和平台层,具有强大的纽带作用。结合现状,对国家电网来说,其骨干通信网、传输网等建设较成熟,已基本接近全覆盖,但“最后一公里”的接入网建设(或租用)方面,还存在较大空间。     在接入网的建设上,有线、无线方式有很多种,常用的有线接入方式有光纤、PLC(电力载波通信)等;无线方式包括电力无线专网(LTE230/IOT230)、移动运营商网络(4G/5G等)、物联网网络(ZIGBEE/LORA/NB-IOT等)。对于国网电力来说,尽早确定选择哪种方式,是泛在电力物联网建设急需解决的问题。对于有线接入方式而言,最常用的为光纤通信,具有系统时延低、带宽大、稳定可靠等优点,但也存在建设周期过长、建设协调难度大等缺点,决定了其主要适用在核心节点的高速率传输和关键精控业务。电力无线专网技术主要有普天的LTE230和华为的IOT230,其特点是采用了低频段频谱,所以覆盖能力强,适用于广覆盖、偏远区域的信息采集等业务。运营商公网,一般采用租用其4G网络,后期也可以租用5G网络。采用运营商公网的优点是运营商在大多区域信号覆盖完善、而且初期没有建设成本,但存在长期租用费用偏高,同时核心数据流需要通过运营商的网络,安全性欠佳。物联网通信技术有很多种,从传输距离上区分,可以分为两类:一类是短距离通信技术,代表技术有Zigbee、Wi-Fi、Bluetooth、Z-wave等;一类是广域网通信技术,业界一般定义为LPWAN(Low-Power Wide-Area Network,低功耗广域网),典型的应用场景如智能抄表。LPWAN技术又可分为两类:一类是工作在非授权频段的技术,如Lora、Sigfox等;一类是工作在授权频段的技术,如NB技术。采用物联网公网建设有建设成本低、便于部署和方式多样等优点,但安全性相对较低。
  结论:在国家电网泛在物联网的建设中,接入网的建设分有线、无线方式有很多种,各种方式都有其自身的优点、缺点以及适用场景,对于国网电力来说,尽早确定选择哪种场合下哪种方式,或是各种方式的组合应用,是泛在电力物联网建设急需解决的问题。
  参  考  文  献
  [1]朱金凤.泛在电力物联网来了. 《电气时代》, 2019 (04)
  [2]国家电网公司.《泛在电力物联网建设大纲》,2019(3)
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