华为电力无线LTE-G解决方案技术建议书.docx

目录1 项目总体介绍31.1 项目背景&客户需求分析31.2 总体覆盖目标42 电力业务介绍及技术需求52.1 电力行业需求特点52.2 基本业务及技术要求5*根据实际场景调整62.2.1 配电自动化62.2.2 用电信息采集72.2.3 电动汽车充电站/桩82.2.4 分布式电源92.2.5 精准负荷控制92.3 扩展业务及技术要求102.3.1 输变电状态监测112.3.2 配电所综合监测112.3.3 输配变机器巡检122.3.4 电能质量监测122.3.5 电力应急通信132.3.6 视频监控142.3.7 开闭所环境监测142.3.8 移动IMS语音（IMS行政交换网移动语音业务）152.3.9 移动作业153 华为LTE-G电力无线专网解决方案概述173.1 华为LTE-G电力无线专网解决方案介绍173.2 LTE-G电力解决方案亮点173. 3专网规划和建设的主要挑战204网络规划设计方案204. 11.8GHZ频率概述204.1.1 使用原则214.1.2 频率使用许可214. 2干扰共存（1.8GHZ频段外）224.1.1 与电信FDDUL干扰共存224.1.2 与移动GSM/LTEDL干扰共存224.3 建网模式234.3.1 网络独立建设，空间隔离234.4 详细规划设计244.4.1 业务需求244.4.2 网络架构设计254.4.3 网络规划264.4.4 覆盖规划324.4.5 仿真规划结果324.5 设备配置清单335LTE-G解决方案的主要设备介绍335.1 核心网335.1.1 UEN335.1.2 CloudEPC345.2 基站365.3 网管MAE395.4 终端391项目总体介绍1.1项目背景&客户需求分析配电网处于电网末端，连接着电力最终用户，具有结构复杂、数量多、分布广的特点。随着社会和经济发展，一方面配电网越来越复杂，另一方面客户对供电服务的要求也越来越高。建设坚强配电网，提升配电网管理水平，提供优质的客户服务，离不开先进的技术装备手段的支持，而自动化和信息化水平的提升依赖于通信。配电网通信需要解决变电站和供电所、配电线路、配变和户表等环节的数据传输问题。目前，电力通信网络中占主导地位的光纤通信、载波通信均属于有线通信技术。但多年实践证明，有线方式难以解决中低压配网点多面广的通信问题。国内主要采用有线方式解决配电网骨干网络通信问题，而采用无线公网方式作为补充。无线公网方式由于安全性、可靠性和带宽流量方面的限制，不宜作为配电网骨干网络通信方式。详细分析如下：1、变电站和供电所业务多，传输信息量大，目前采用自建或租用光纤方式解决通信问题。但无法满足操作人员和管理者户外工作的需求。2、对配电线路上的监控点（含配变）没有好的通信手段，存在调度和管理的“盲区”。自建光纤和载波方式，因造价高，难以做到全部覆盖。而采用租用无线公网方式，1）降低了系统安全性；2）通常出于经济性，降低数据流量，从而降低了实时性；3）对运营商依赖程度大，因欠费等问题影响可靠性。3、目前户表集抄主要采用低压载波和微功率无线方式，将户表数据传输到配变集中，再由配变统一上送。存在的问题是：1）带宽较低，传输数据量小，实时性低；2）受谐波和环境影响，可靠性难以保证；3）支持业务种类有限，难以直接与用户互动。4、建设或运行费用高。以单个市区为例，配电网的设备数量从几十（站所），到几百（线路开关），到几千（配变），到几十万（户表）。需要考虑通信设备的建设成本和通道运维费用：1）光纤或其他有线方式初次建设费用高；2）租用无线公网方式运行费用高。由上述分析可知，由于配电网通信网络薄弱，完全制约了配电网业务的发展。配电网通信方案需要在适应设备点多面广、环境各异的同时，还需要满足可靠性、实时性、安全性、经济性和带宽的要求，且配电网通信的难点在于中低压配电网通信问题。在电网中，由于无线网络的发展不受限于地面线路结构，且最新的ErE无线通信技术已经具备非视距传输能力强、抵抗自然灾害能力强、部署周期短、安全传输等优点，LTE无线通信在电网配用电网中应用有着其不可比拟的优势。因此华为推荐采用已成熟的无线宽带专网来建设电力通信网络，根据电力行业输电、配电、用电网络的信息采集与远程控制、视频监控等业务的需要，可以提供高速、高带宽的数据上下行接入业务，亦可提供语音、视频监控等多种增值业务。1.2总体覆盖目标2电力业务介绍及技术需求2.1 电力行业需求特点 安全性与可靠性在企业内部网络建设中，安全性是整个网络建设的重中之重，要通过各种网络安全技术确保系统应用的安全性。同时，要求系统本身具有高度的可靠性，这样才能保证电力企业业务的正常运行。 可管理性网络运维管理关系到电力网络的整体运行保障，在网络建设中，网络的易维护管理是重要的网络选择标准。电力企业XXrr部门可以通过选择全网的可管理性软件，实现网络的简易便捷运维，降低日常维护成本。 可扩展性随着企业业务的丰富、技术的发展，企业网络不仅要满足当前需求，还要能够平滑扩容，承载越来越多的业务，保护当前网络投资。所以，网络的可扩展性是网络建设中必须提前规划的重点。2.2 基本业务及技术要求业务技术指标配电自动化速率要求：19.2kbps端到端单方向时延奠求：2s用电信息采集速率要求：2.5kbps（负荷控制）1.05kbps（数据采集）端到端时延（单方向）要求：5s电动汽车充电站/桩速率要求：4kbps端到端向延要求：5s分布式电源速率要求：4kbps端到端向延要求：5s精准负荷控制速率要求：N48.1kbps（远景Ni.13Mbps）管道时延要求：50ms（亳秒级系统，纯管道时延要求）*根据实际场景调整2.2.1 配电自动化2.2.1.1 业务功能要求配电自动化业务功能要求包括以下方面：a）业务功能：实现对配电网运行的自动化监视与控制，具备配电SCADA、馈线自动化、电网分析应用及与相关应用系统互联等功能；符合DL/T814的要求；b）业务流向特征：配电自动化通信系统主要传输数据业务，包括终端上传主站（上行方向）的遥测、遥信信息采集业务以及主站下发终端（下行方向）的常规总召、线路故障定位（定线、定段）隔离、恢复时的遥控命令，上行流量大、下行流量小，主站为地市集中部署；c）业务工作周期特征：主站总召周期可配置1分钟至60分钟；终端心跳周期30秒；终端时钟同步周期60分钟；遥控为主站下发命令，遥信为终端设备因突发事件主动上传数据，二者频率不固定；遥测采用无线通信方式时，配电终端可设置为电压波动IV,电流波动50mA往主站上送一次数据；d）业务终端工作环境特征：现场侧配电设备及通信设备大多运行在户外，终端应能在恶劣气候下正常工作，少数设备运行在环网柜或地下配电室弱信号环境，终端应能够稳定运行；通信终端应能抵抗电磁干扰，且不干扰附近其他通信设备。2.2.1.2 业务通信要求配电自动化业务通信应符合DlJTI406的要求，包括以下方面：a）通信质量要求：业务系统要求配电终端月平均在线率95%;遥控成功率98%;遥信动作正确率95%;对通信系统可靠性需求较高的区域，网架结构应采取冗余配置；通信质量宜符合“电力业务优先级及服务质量分类要求”中QCI2、优先级2等级服务质量要求；b）业务移动性要求，终端应固定；c）业务上下行峰值速率要求，单个配电终端接入速率要求为光纤专网“9.2kbps,其它方式2.4kbps;d）业务容忍最大时延要求，不同配电业务的实时性需求如表所示：e）遥测（模拟量由终端传递到配电子站/主站单方向）：30s;f）遥信（状态量由终端传递到配电子站/主站单方向）：60s；g）遥控（命令由配电子站/主站传递到终端单方向）：2so2.2.1.3 业务终端接口要求配电业务终端应支持以太网及RS232/RS485接口，协议应符合Q/GDW382中的要求。嵌入式通信模块的接口和协议应符合Q/GDW11413的要求。2.2.2 用电信息采集2.2.2.1 业务功能要求用电信息采集业务功能要求包括以下方面：a）业务功能：实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理等功能,符合Q/GDW1373要求；b）业务流向特征：主要传输数据业务，包括终端上传主站（上行方向）的状态量采集类业务以及主站下发终端（下行方向）的常规总召命令，呈现出上行流量大、下行流量小的特点；c）业务工作周期特征：业务工作周期符合Q/GDW378.3的要求，专变采集终端记录专变三相智能电能表的数据，采集周期每天1次，控制命令不定时进行下发。集中抄表终端记录单相智能电能表、三相智能电能表和公用配变电表的数据，主站每天集中采集终端1次数据。采集终端和集中器终端每小时产生1次脉冲心跳。未来根据用电信息采集业务需求，采集频次可能将提升至1小时1次或更高；d）业务终端工作环境特征：终端多部署于楼道、屋檐及小区配电房等，部分位于地下室内。2.2.2.2 业务通信要求用电信息采集业务通信应符合Q/GDW378.3的要求。包括以下方面：a）通信质量要求：用采业务要求遥控正确率299.99%：一次采集成功率295%；周期采集成功率299.5%（非设备故障和非通信故障条件下）；通信质量宜符合"电力业务优先级及服务质量分类要求”中QCI4、优先级5等级服务质量要求；b）业务移动性要求：终端应固定；c）业务上下行峰值速率要求：用电数据采集业务约1.05kbps,负荷控制业务约2.5kbps；d）业务容忍最大时延要求：1）主站巡检终端重要信息（重要状态信息及总加功率和电能量）时间V15min;2）系统控制操作响应时间（遥控命令下达至终端响应的时间）5s;3）常规数据召测和设置响应时间（指主站发送召测命令到主站显示数据的时间）V15S；4）历史数据召测响应时间（指主站发送召测命令到主站显示数据的时间）V30s；5）系统对客户侧事件的响应时间30分钟。2.2.2.3 业务终端接口要求用采业务通信终端主要包括专变通信模块、集中器通信模块和外置独立通信终端。业务终端接口应满足以下要求：a）负荷控制/专变采集业务终端通信模块接口应支持以太网口/TTL串口RS232串口接口；终端总体技术应遵循Q/GDW1374.1的要求：通信模块型式应遵循Q/GDW1375.1的要求；通信协议应遵循Q/GDW1376的要求。b）集中器终端通信模块应支持以太网口/TTL串口/USB数据接口；终端总体技术应遵循Q/GDW1374.2Q的要求；通信模块型式应遵循GDWI375.2的要求；通信协议应遵循Q/GDW1376的要求；c）外置独立通信终端应支持以太网口/USB数据接口；通信协议应遵循Q/GDW1376的要求；2.2.3 电动汽车充电站/桩2.2.3.1 业务功能要求电动汽车充电站/桩业务功能要求包括以下方面：a）业务功能概述：车联网平台系统直接采集充电桩信息，而无需经过充电站进行信息汇聚；充电桩内置TCU装置，实现本地计费功能；车联网平台可与其他电动汽车服务平台对接，实现社会充电桩设备状态信息采集；b）业务流向特征：充电桩与车联网平台之间双向点对点通信，主站下发召测、计费等命令，终端上传设备、计量等信息；充电桩之间无信息传输需求；充电站具备视频监控业务，采用本地存储方式；c）业务工