【国家电网】2024新型电力负荷管理系统通信组网方案_33页_3mb

新型电力负荷管理系统通信组网方案总结

一、现状背景

新型电力负荷管理系统是国家推进电力安全保供与清洁低碳转型的重要组成部分。根据国家发改委、能源局发布的《关于推进新型电力负荷管理系统建设的通知》（发改办运行〔2022〕471号），系统建设需统筹考虑电力安全与用户精细化用能管理。当前，电力系统通信需求日益增长，呈现终端海量接入、信息交互频繁、控制向末梢延伸的特征。

• 光纤通信：现有配网光纤专网覆盖比例较低，仅占配电网节点的1.32%，涉控节点的4.7%。
• 230MHz频段：工信部已授权电力行业使用230MHz频段进行通信，包含10个单频点和15对双频点。
• 1.8GHz频段：江苏电力已大规模应用1.8GHz无线专网，但频率政策限制其在江苏以外的推广。

二、通信需求

新型电力负荷管理系统通信需求分为三类：生产控制类、管理信息类、采集监测类，各业务类型对通信带宽、时延、安全性和覆盖能力有不同要求。

1. 生产控制类通信需求

• 刚性控制：数据量小，按需交互，带宽要求为9kbps（35kV以下）或11kbps（35kV以上）。
• 柔性调节：数据量小，按需交互，带宽要求为9kbps。

2. 采集监测类通信需求

• 数据采集与上报：每分钟一次，数据量较大，带宽要求为17kbps（35kV以下）或22kbps（35kV以上）。
• 事件处理与上报：变化即上报，时延要求≤1秒。

三、解决方案

1. 光纤通信

• EPON：已广泛部署，适用于刚性控制、柔性调节和采集监测业务，平均建设成本为0.6万元/站点。
• 工业以太网：占比约22%，适用于刚性控制和柔性调节，建设成本约0.7万元/站点。

2. 无线专网

• 230MHz LTE/IoT：技术成熟，但受产业链制约，无法大规模推广。
• 1.8GHz LTE：江苏电力已广泛应用，但频率政策限制其在其他地区的使用。
• 230MHz EPDT：基于自主知识产权PDT技术，适用于刚性控制和柔性调节，具备高可靠性和低速采集能力，适合无覆盖区域。

3. 无线公网

• 4G：可承载采集监测类业务，需终端配备通信模组和SIM卡，月租费一般为2-50元。
• 5G：支持硬切片和软切片，但硬切片成本高，覆盖不如4G，尚不成熟。

四、关键技术

1. EPDT通信系统

• 调制方式：支持GMSK、QPSK、8PSK、16QAM等，可实现25kHz/50kHz/100kHz带宽配置。
• 自主可控：基于230MHz授权频段，建立了自主可控的标准体系，具备完整的产业链。
• 安全防护：采用空口加密、CRC校验、遥毙等技术，保障通信安全。

2. 空口安全

• 帧结构设计：对头帧前80比特加密，后续帧全覆盖加密，包括CRC校验值。
• 非法终端处理：平台可远程实现遥毙功能，防止非法接入。

3. 网络规划

• 频点配置：支持223-235MHz频点，可配置4载波。
• 覆盖预测：结合路测与动态修正模型，提升预测精度。
• 干扰预警：周期性扫频，发现干扰后及时上报。

4. 网络管理

• 码号管理：支持分级管理与在线分发。
• 运维管理：具备远程升级、设备管理、数据采集与上报等功能。

5. 试点验证

• 电科院试点：EPDT系统在14公里内通信成功率100%。
• 河南洛阳试点：EPDT系统在8-11公里内通信成功率100%，CPE终端覆盖20公里以上。
• 天津试点：EPDT系统已接入信息内网，完成全业务测试，正在进行协议适配。

五、技术小结

• 大区制覆盖：EPDT系统采用大区制，降低网络建设和维护成本。
• 速率可调：支持多种带宽配置，灵活适应不同业务场景。
• 空口加密：提升通信安全性，采用自主技术路线，避免依赖国外标准。

六、研究建议

1. 坚持以业务需求为导向：开展公专协同技术研究，构建一体化通信底座；提升电力业务承载能力。
2. 联合技术攻关：加强无线专网接入能力与频谱效率研究；探索星地互联等前沿技术。
3. 加强标准布局：从网络设备、空口、安全、互联互通、工程、运维等方面制定体系化标准，规范电力无线专网建设。