在全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命中,隨著城市化進(jìn)程不斷加快,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級不斷深化,電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴張、以及分布式能源的并入、充電樁等的廣泛應(yīng)用對城市配電網(wǎng)的保障能力、供電可靠性和電能質(zhì)量均提出了更高要求。加快構(gòu)建以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng),對于保障能源安全、提高能源利用效率、促進(jìn)生態(tài)環(huán)境治理、培育新的經(jīng)濟增長點都具有重要意義。這也是在全球范圍推動能源革命、促進(jìn)清潔發(fā)展、應(yīng)對氣候變化的重大倡議,開啟了世界能源可持續(xù)發(fā)展的新征程。
以中國為例,中國國家發(fā)改委、能源局提出到2020年,初步建成安全可靠、開放兼容、雙向互動、高效經(jīng)濟、清潔環(huán)保的智能電網(wǎng)體系,滿足電源開發(fā)和用戶需求,全面支撐現(xiàn)代能源體系建設(shè),推動中國能源生產(chǎn)和消費革命。在《國家能源局關(guān)于印發(fā)配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計劃(2015-2020)年的通知》中,要求全國配電自動化覆蓋率從2014年的20%,在2020年需要提升至90%。為了順應(yīng)國家智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃,“十三五”期間,國家電網(wǎng)大力推進(jìn)配電網(wǎng)發(fā)展和營配調(diào)貫通,對配電、用電自動化和信息共享提出更高要求,需要提高接入網(wǎng)帶寬、可靠性和資源利用率,滿足配電、用電各類業(yè)務(wù)通信需求。
在歐洲,歐盟20-20-20計劃,要求到2020年,實現(xiàn)20%能源效率提升,減少20% CO2 排放量,增加20%分布式可再生能源占比。英國,德國,法國對可再生能源,電動汽車投放等都有明確的要求。所以隨著這些分布式系能源的并網(wǎng),和電動汽車的規(guī)模投放,電網(wǎng)源荷平衡需要更加及時的可視負(fù)荷預(yù)測,以及更加精準(zhǔn)的負(fù)荷控制。
所以,構(gòu)建全業(yè)務(wù)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是發(fā)展智能電網(wǎng)的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。
經(jīng)過多年發(fā)展,到目前為止,電力通信網(wǎng)骨干網(wǎng)絡(luò)已形成了以電力專用光纖通信網(wǎng)絡(luò)為主、租用公網(wǎng)專線為輔的格局,實現(xiàn)了各級調(diào)度控制中心、高壓變電站、辦公機構(gòu)、營業(yè)網(wǎng)點的全覆蓋。但是如何將分散在城市,工業(yè)區(qū),鄉(xiāng)村各個角落的電力設(shè)備連接入網(wǎng),一直是全面實現(xiàn)智能化電網(wǎng)的難題。
無線網(wǎng)絡(luò)可以彌補有線網(wǎng)絡(luò)的不足,達(dá)到網(wǎng)絡(luò)延伸的目地,如某些老舊城區(qū)、私有土地和偏遠(yuǎn)地區(qū)等有線部署受環(huán)境條件限制的區(qū)域。電力無線專網(wǎng)具備安全,可靠,穩(wěn)定性和快速響應(yīng)的特點,實現(xiàn)電力通信網(wǎng)“最后一公里”覆蓋。
那么選擇何種技術(shù)建設(shè)電力無線專網(wǎng)呢?
建設(shè)無線專網(wǎng)最先需要考慮的是頻譜。采用授權(quán)頻譜,使用最先進(jìn)的LTE技術(shù),是最好的選擇,但是由于LTE的授權(quán)頻譜基本都被運營商擁有,行業(yè)能夠申請使用的可能性能非常低。那么第二個選擇,就是在電力行業(yè)能夠申請到的授權(quán)頻譜上,采用最先進(jìn)的LTE技術(shù)。
無線專網(wǎng)最關(guān)鍵的資源就是頻譜。從全球頻譜上來看,中國、拉美區(qū)域230MHz,亞太、中東、中亞、非洲及其他大多數(shù)國家400MHz等UHF/VHF窄帶頻譜,可以應(yīng)用于電力專網(wǎng)。而在這些頻譜上能夠采用的技術(shù),傳統(tǒng)的還是1G時代的數(shù)傳電臺技術(shù),在時延,吞吐率,設(shè)備容量上,很難滿足未來智能電網(wǎng)越來越精密的控制,設(shè)備擴容和業(yè)務(wù)擴展需求。
華為憑借強大的無線技術(shù)實力,在UHF/VHF頻譜上,推出了基于4.5G,面向5G演進(jìn)的eLTE-DSA解決方案,利用華為業(yè)界最強的射頻及濾波能力,結(jié)合部分5G算法,將梳狀的離散窄帶頻譜聚合使用,單小區(qū)支持4000用戶,最低下行時延可達(dá)20ms的超低時延,支持多業(yè)務(wù)擴容,是構(gòu)建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的必然選擇。
- 在安全可靠方面,該方案基于業(yè)界最先進(jìn)最成熟的SingleRAN平臺,具有業(yè)界最強的射頻和窄帶濾波能力,同時引入了跳頻、信道備份等先進(jìn)算法,保障在UHF/VHF頻段上與異系統(tǒng)的共存,保證安全可靠的數(shù)據(jù)傳輸。
- 在快速響應(yīng)方面,eLTE-DSA采用了3GPP標(biāo)準(zhǔn)的10ms超短幀結(jié)構(gòu),并引入5G Grant free免調(diào)度算法,實現(xiàn)下行最低20ms超低時延,能夠在各種復(fù)雜的無線環(huán)境下都能滿足精準(zhǔn)負(fù)荷控制等低時延控制要求。
- 在業(yè)務(wù)擴展方面,eLTE-DSA終端模組靜態(tài)功耗小于0.15w,在配電自動化業(yè)務(wù)之前,完全可以滿足向智能抄表、故障指示器等電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的擴展。
- 在演進(jìn)性方面,受益于采用的標(biāo)準(zhǔn)的4.5G底層協(xié)議和最新的硬件的平臺,eLTE-DSA能面向5G持續(xù)演進(jìn),不斷滿足電力應(yīng)用新需求。
2018年,華為聯(lián)合了國家電網(wǎng)積極推進(jìn)eLTE-DSA的標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,并取得階段性成果。
今年4月,國網(wǎng)和華為達(dá)成共識:雙方合作共同建設(shè)行業(yè)最高水平、國際領(lǐng)先的無線電力物聯(lián)網(wǎng);國網(wǎng)IoT-G 230MHz(eLTE-DSA技術(shù))納入國網(wǎng)230企標(biāo)范圍。同時,國網(wǎng)和華為成立聯(lián)合創(chuàng)新實驗室,基于eLTE-DSA進(jìn)行聯(lián)合創(chuàng)新,就標(biāo)準(zhǔn)國際化、產(chǎn)品和工具研發(fā)、設(shè)備和業(yè)務(wù)測試等方面展開全面合作。
2018年8月,華為在成都成功舉辦2018電力230無線產(chǎn)業(yè)大會,憑借技術(shù)的先進(jìn)性、標(biāo)準(zhǔn)的開放性和華為的產(chǎn)業(yè)推進(jìn)能力,推動多家產(chǎn)業(yè)合作伙伴開展IoT-G 230MHz(eLTE-DSA)產(chǎn)品的研制,快速構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài),共同推進(jìn)電力無線專網(wǎng)建設(shè)。同時華為和國網(wǎng)聯(lián)合積極推進(jìn)IoT-G標(biāo)準(zhǔn)(eLTE-DSA)的國際化,將中國的無線專網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和成功經(jīng)驗推廣到全球。
未來華為更將以開放合作的心態(tài),不斷努力和創(chuàng)新,和電力客戶同行,聯(lián)合最優(yōu)秀的伙伴,推進(jìn)電力無線專網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,共同助力全業(yè)務(wù)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè),推動智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,實現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級。