电力物联网的接入网技术

摘要：在科学信息技术日新月异发展的背景下，电力物联网得到广泛应用，提升了电力系统信息化水平，促进中国电力系统基础设施被高效利用。泛在电力物联网被高效运用，通过合理应用移动互联以及人工智能科学，进一步强化了电力系统万物互联以及人机交互的智慧服务功能。讲述了中国泛在电力物联网接入网技术，旨在进一步提升中国电力系统的覆盖范围和带宽能力，促进国家电网电力系统新业务稳定开发，满足现代化社会经济发展对电力的高需求，为人们提供更加优质的电力服务。

关键词：电力物联网；泛在电力物联网；接入网技术；光纤接入网技术

2019年国家电网提出“三型两网，世界一流”的发展目标，明确指出打造“两网”的建设目标。其中，两网不仅包括坚强智能电网，实现各级网络的协调统一运行，更加重要的是突出了泛在电力物联网的建设，实现了电力系统万物互联，人机交互，具有全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活性的特点[1]。但是在实际应用过程中，泛在电力物联网的接入网技术还没有进行基础确定，对泛在电力物联网的具体应用产生了一定的影响。因此，加强对泛在电力物联网的接入网技术的研究具有重要的实际意义。

1泛在电力物联网概述

泛在电力物联网是国家电网提出的“三型两网”建设和运营目标，能够在一定程度上提升企业的核心竞争实力，促进企业综合能力的提升，有助于提升企业积极应对来自内外的挑战。合理应用泛在电力物联网，可确保电网系统安全运行，并实现精细化管理，提升投资效益，提升电力系统的服务质量，最大程度上体现了电网的独特优势。泛在电力物联网的总体结构不仅涵盖了感知层、网络层，而且还包含了平台层和应用层，四个部分的结构对整体物联网的架构正常运作起到了举足轻重的作用。感应层主要是对通信技术标准进行统一，扩展信息接收范围。对终端数据信息进行采集，实现对终端业务的有效控制，促进配电侧以及用电侧信息深度覆盖，有效提升终端智能化和边缘计算水平[2]。为了进一步拓宽感知层接收信息的范围，需加大对感知层的终端投入，例如智能电表、智能传感器等，实现对发、输、变、配、用等全过程的信息采集。平台层是实现泛在电力物联网和两网融合建设的关键环节。在国网云一体化云平台的基础上，促进超大规模终端统一物联管理，建设全业务统一数据中心，提高数据处理效率。在数据中心和物联管理中心的基础上，实现存储和共享数据功能。对海量的电力终端物联进行管理，实现数据的集中采集和共享，深度挖掘数据潜在价值，为平台提供数据支撑，促进联网设备的精细化管理。由此可见，平台层在整个电力物联网中发挥着重要关键作用，不仅承接了2B以及2C业务，而且可高效处理电力数据，促进整体架构运作效率的提升[3]。为提升电力物联网数据的安全性，增强网络扩展，加强对电力无线专网的建设是最为有效的方式。电力无线专网安全性比较高，运行成本低，对于有效解决泛在电力物联网机入网技术的应用具有重要实际意义。在通信卫星和5G等现代化无线通信技术的基础上，电力无线专网可高速实时传输数据信息，并能够在传输过程中保障数据信息的安全性和可靠性。有效建设网络层不仅可以增强网络带宽，而且在一定程度上可以促进全覆盖，符合新兴业务的发展需求。应用层是建设泛在电力物联网的主要目标，在平台层数据信息的基础上，为电网调度和检查维修提供依据，提升企业经营管理效率提升，为客户提供更加优质的电力服务，提高清洁能源的消纳能力，确保电网系统运行的安全性和可靠性。在对外业务中，主要是提供智能服务，助推新型业务发展，实现对外业务战略转型，建设能源生态体系。

2泛在电力物联网接入网技术

在泛在电力物联网的综合结构中，网络层在多层骨干网、数据网、传输网等方面的建设已经比较全面，实现了信号接收全面覆盖。但是在应用接入网技术方面还存在一定的问题，严重影响了泛在电力物联网“最后一千米”的接入效率。应用接入网技术的方式主要包括有线接入和无线接入两种类型。其中有线接入主要包括光纤、电力载波通信技术等。无线接入方式主要包括电力无线专网、移动运营商网络（5G）、物联网网络等。国家电网要结合实际需要，对接入方式进行科学合理的分析，从而选择最佳的接入方案，有效解决泛在电力物联网接入问题。下面主要对各种类型的接入技术的特点进行具体分析和研究，以便为国家电网选择合适的接入网技术提供参考依据。

2.1光纤接入网技术

光纤接入网技术主要由两种网络技术构成，即有源光网络（AON）和无源光网络（PON）。有源光网络（AON）主要包括SDH技术、ATM技术和以太网技术。只有无源器件构成的光配线网被称为无源光网络[4]。无源光网络（PON）是FTTX的关键技术。无源光网络技术系统不仅包括光网络单元和光分配网络，而且还涵盖了线路终端。无源光网络（PON）能够减少主干光纤资源和网络层次，在远距离传输时，能够提升双向高带宽能力，包容性较强，能够适应多种接入任务。此外这种接入技术在运营过程中消耗成本较低，非常适合应用在小面积密集用户区域。在利用光纤接入技术时，为了提高信息传输的速度和效率，适应现代化社会发展对信息的高需求，在加强主干传输网络的同时，注重对用户接入部分的技术应用。根据光纤到达值的差异性，把光纤宽带接入分为以下几种方式：FTB、FTTC、FTTCaB、FTTH，并把他们并称为FTTx。FTTH（光纤到户）是光纤宽带接入的终端，能全面接入光纤信息。在应用FTTH技术时，要结合光纤的具体宽带特点和属性，为用户提供无限带宽，最大程度上满足用户的个性化需求。实际应用FTTH技术后应用效果良好，并得到了居民用户、企业用户等人群的良好评价。制定了统一的技术标准和建设要求，进一步促进了FTTH技术的有效应用。总体而言，光纤接入技术具有实时性、带宽大、信号传输稳定的优势，但是也必须客观评价其缺点，例如建设时间长、涉及环节较多、难以协调等。因此，光纤接入技术主要在高速传输等业务中进行被使用。

2.2电力无线专网技术

目前电力无线专网技术主要包括LTE230和IoT230两种技术类型[5]。LTE230和IoT230都使用了无线蜂窝网架构，本文主要从以下几方面对两种技术应用进行全面分析比较，以便对其性能和特点进行深度了解，为选择更加合适的接入网技术提供参考依据：①传输速率。LTE230终端速率较高，支持视频等电力宽带业务，IoT230主要在窄带低速电力业务中被应用。②连接数量。在技术理论方面，两者都可以实现50000的连接量，但是在实际的、应用过程中，LTE230实现了10000以上的终端应用，而IoT230还没有进行实际的应用连接。③移动性。LTE230在实际的业务应用中支持越区切换，在电力移动业务的传输业务方面发挥了重要的积极作用。现阶段IoT230只能接入固定终端。④传输时延。LTE230和IoT230在传输时延上的差距较小，都可以满足电网传输时延要求。⑤覆盖率。在条件比较差的区域，没有实现完全覆盖。⑥成本。在实际应用中两种技术的成本消耗较为相近。⑦业务支持。LTE230具备宽带移动功能，并在实际业务中得到广泛应用，尤其是在分布式能源接入、应急抢修等方面发挥了重要优势作用。但是目前IoT230这方面的功能还不能实现。

2.3运营商公网

通常情况下运营商公网租用4G或者5G网络以供使用。运营商公网技术的优势主要是信号覆盖范围较广，初建阶段没有建设成本，但是长期使用成本较高，安全性较差。

2.4物联网通信技术

一般情况下，物联网通信技术主要包括以下两方面的技术应用：①短距离通信技术主要在信号传输距离比较短的情况下被使用，在实际应用过程中广泛应用的技术有Wi-Fi、Z-wave等技术；②广域网通信技术也被称为LPWAN，主要应用在智能抄表中方面。LPWAN包括以下两种类型：①非授权频段应用技术，如Lora、Sigfox等技术；②授权频段广泛应用的技术是NB技术等。一般情况下，物联网通信技术应用成本较低，部署环节较为简便，可以利用多种形式，但是信号传输安全性较低。

3结语

综上所述，在国家电网发展过程中，建设泛在电力物联网成为重要的发展趋势。泛在电力物联网接入网技术主要包括有线接入技术和无线接入技术。对它们的优势和缺点进行了科学合理地分析和比较，并结合实际情况，选择最佳的接入方案，促进中国电网系统的稳定运行。

参考文献：

［1］宁武杰.通信传输中的接入网技术研究［J］.中国新通信，2020，22（14）：39.

［2］郝飞.探析电力系统中信息技术与通信技术的融合策略［J］.中国新通信，2020，22（11）：45.

［3］刘启智.通信传输中的接入网技术研究［J］.信息通信，2020（3）：239-240.

［4］欧翔，周康.通信信息工程的传输技术与接入网技术探讨［J］.通信电源技术，2020，37（2）：252-253.

［5］周亮亮，王建锋.浅谈泛在电力物联网的接入网技术［J］.中国新通信，2019，21（22）：22.

作者:吴凯文 杨丹 熊倍萱 单位:云南电网有限责任公司大理供电局