基于改进遗传算法的电力无线专网4G、5G基站布点规划优化方法

在电力4G无线专网中引入5G,进行4G、5G融合组网,对提高电力业务通信效率具有重要意义。首先阐述了5G在电力系统中的应用及4G、5G组网方式。然后,综合考虑电力自有业务、电力业务通信需求、电力基站建设成本、基站运行成本,构建了电力无线专网4G、5G基站布点优化模型,对4G、5G基站进行优化布点。其次对遗传算法中编码、初始化种群操作进行优化设计和改进,大幅减少算法迭代次数,提高收敛速度,降低了模型的求解复杂度。最后基于改进模型对电力4G、5G基站布点优化模型进行求解,可以快速给出4G、5G基站优化方案,满足电力通信覆盖率和经济性等要求。仿真算例验证所提模型、改进算法的合理性和有效性。     

电力无线专网在泛在电力物联网中的应用

电力无线专网将成为解决电网“最后一公里”通信连接问题的关键技术,助力泛在电力物联网实现万物互联、人机交互,全面深入应用电力无线专网对泛在电力物联网的建设具有重要意义。首先介绍了泛在电力物联网的基本概念与特征、分析了泛在电力物联网业务对通信的需求,研究了电力无线专网架构、技术和特点。其次,深入分析了电力无线专网在泛在电力物联网中的三大典型应用场景,即控制类业务、采集类业务、移动类业务。基于应用场景指出了电力无线专网建设过程中存在的通信干扰、网络安全、业务连续性以及基站选址等问题,并结合建设实际提出了针对性的解决措施。最后给出了泛在电力物联网环境下电力无线专网建设方向,在业务针对性、业务发展需求、业务扩展性以及业务安全性等方面进行了探讨。     

5G电力应急通信装置的关键技术研究

5G电力应急通信装置采用无线宽带多网融合技术、干扰抑制方法、业务QoS保障方法、安全保密技术,在通信机制上既能做到5G与4G兼容,支持网络优选,还能做到运营商公网与4G电力无线专网的融合.方案在保证传输服务质量的同时实现了数据安全传输.     

电力无线虚拟专网应用分析及网络设计

随着智能电网建设的飞速发展,智能电网业务中依托运营商2G／3G无线网络的通信方式规模不断扩大。文章首先深入研究了电力无线业务应用、通信需求和网络现状,指出现有电力无线业务中存在安全接入的风险与无法管控的缺陷。其次,创新性地提出了建设电力无线虚拟专网的目标,实现电力无线业务的安全高效承载、集约化运营和规模化发展。最后,对电力无线虚拟专网网络设计以及安全接入平台、运行支撑平台设计进行了详尽分析阐述。     

5G冗余双通道通信技术在配电网差动保护中的应用研究

目前电流差动保护技术在配电网保护中的应用已经成熟。差动保护业务主要使用电力光纤专网承载,铺设费用高,易受外力破坏。为解决此类问题,提出使用两家运营商的 5G无线网络替代电力光纤专网的技术方案,通过构建5G冗余双通道试验验证环境,分别对业务可靠性及网络性能进行测试。试验结果验证了将5G冗余双通道通信技术应用于配电网差动保护的可行性。方案为今后5G无线网络应用于配电网差动保护提供了数据参考与借鉴。     

5G网络切片技术在电力通信中的研究与应用*

基于网络切片技术构建5G电力虚拟专网,能够为新型电力系统提供海量终端通信能力,结合时间敏感网络、精准授时等技术,进一步适应新型电力系统源、网、荷、储各环节业务场景的需要。主要介绍了无线通信在电力系统的发展,5G电力虚拟专网整体架构、技术原理及应用方案。     

5G助力电力物联网：网络架构与关键技术

电力物联网（electricity internet of things, EIoT）作为物联网和智能电网的结合,能够有效整合各类通信设备以及电力资源,提高电网信息化水平及现有设备利用率,并为建设具备全面感知、高效应变、灵活处理的智慧能源互联网提供了典型范例。第5代移动通信（the fifth generation mobile communication network,5G）具备“高速率、高容量、高可靠性、低时延与低能耗”的特点,其关键技术能够满足电力系统“海量设备接入、海量电力数据传输、电网极高可靠性、灵活协同响应、设备寿命持久”的需求,因此将5G通信技术与电力物联网进行深度融合已成为下一步研究与发展的重点。首先概述了电力物联网的基本概念,并结合5G通信技术的特点,提出了基于5G的电力物联网总体架构;然后分析总结了现有5G关键技术及其在物联网中的应用,最后对5G通信技术和电力物联网融合的未来研究趋势进行展望。     

基于5G的需求响应通信安全问题分析与应用挑战

无线技术的升级换代带来了网络服务架构的变革,5G通过逻辑专网能够为电力等垂直行业提供更便利的服务.随着5G与电网应用深度融合,其安全影响范围扩大,因此对5G背景下需求响应(demand response,DR)通信发展的安全防护问题进行了讨论.首先,给出了电力需求响应通信架构,分析了5G技术支撑下的DR通信安全需求;其次,设计了基于5G网络切片技术的需求响应安全防护体系,在网络协议安全、设备资源安全、云和虚拟化安全及安全管理能力等方面制定了具体的安全防护策略;最后,根据5G组网策略的差异、网络切片隔离方面的不足,给出了5G应用于需求响应所要面临的挑战和解决思路.     

支撑泛在物联的电力无线专网性能评估

针对无线通信技术受电磁干扰和通信安全限制在电力系统中的应用相对缓慢的情况,介绍了可支撑泛在物联的电力无线专网,根据电力新兴业务的通信需求,比较1.8 GHz和230 MHz TD-LTE系统的技术指标,选择前者作为工作频率构建无线专用网,并根据地形和通信需求设计了电力无线专网的建设方案。实测数据表明,任何1个基站发生故障后,信号覆盖率均能达到1 Mbit/s的要求,所建无线专网可为泛在电力物联网的发展提供有力的支撑。     

基于SDN与NFV的电力5G网络切片差异化资源分配方案

基于SDN与NFV技术框架,以满足电力多业务差异化需求为目标,设计了面向大规模采集类业务、低时延电力工控业务、移动大带宽巡检类业务等场景的电力5G网络切片方案;建立了从电力业务需求到网络切片通信、计算资源的映射模型,揭示了两者之间的作用机理与转换关系.以电力多业务传输带宽、时延以及计算资源需求为约束条件,建立了电力5G多业务网络切片运行经济性最优数学模型,提出网络切片通信与计算资源的联合分配算法,实现了电力网络切片资源高效、经济利用.     

3G无线宽带专网在配电网自动化中的应用

目前,电力系统配电自动化接入网主要有光纤网络、电力载波通信、230MHz数传设备电台、公网2G/3G等方式,光通道则为一种占有主导地位的通信方式。但针对地形复杂、高楼林立的繁华城区,光纤难以联接到户,采用3G无线宽带专网作为接入网解决最后一公里的问题成为一种既经济又便捷的手段。无线宽带专网具有接入灵活、安全性高、业务支撑能力强、投资成本相对节省等特点,它在配网自动化(DA)或用电信息采集(AMI)中作为通信通道已经成为国际电力界公认的技术趋势。文中介绍了3G无线宽带专网作为配电自动化接入网的使用实例;探讨了3G无线宽带专网与配电自动化的融合、网络建设特点及网络运行管理模式等问题。     

TD-LTE在南网智能配用电通信示范区的应用

为快速满足珠海城区配用电网二次系统快速发展的通信需求,文章通过技术方案研究,采用1.8 GHz的4G无线通信技术建设珠海供电局电力无线宽带专网。通过网络实测数据表明,TD-LTE技术能较好地适应城区配用电网二次系统终端复杂多变的运行要求,圆满完成"南方电网智能配用电通信综合解决方案示范区"试点工程。最后总结了该无线专网的系统建设及优化措施。     

3G技术在电能质量监测系统中的应用

针对目前电能质量监测数据采用专用有线网络方式传输存在的接入终端范围受制约、网络带宽资源受限、建设维护投入大且周期长等问题,研究并实现了基于3G技术的电能质量监测系统无线通信网络。提出了无线通信网络硬件架构,采用L2TP与IPSec相结合的VPN技术构建监测数据虚拟专用传输通道。通过对试运行期间实测数据传输速率、网络稳定性及抗攻击能力进行分析,证明了该方案具有较高的可靠性、安全性及工程实用价值。目前3G无线网络作为有线网络的重要补充,已经在四川电网统一电能质量监测系统中成功应用。     

基于4G通信技术的无线网络安全通信分析

随着计算机技术和无线通信技术的不断融合、发展。无线网络通信技术从WPAN／WLAN／WMAN、GSM／GPRS、3G逐步向4G方向发展。无线网络安全通信问题日益突出,亟待解决。文章通过分析无线网络通信技术发展历程、4G通信的接入系统及移动终端需求,发现4G通信的安全风险和问题,并提出相应的安全策略和安全措施,可为4G通信技术的无线网络安全防护研究提供参考。     

基于5．8G无线扩频技术的综合业务备用通信网络

阐述了建设电力综合业务冗余备份网络的必要性,分析了业务需求和无线传输方式的选择,介绍了武强供电公司基于5.8 GHz无线扩频技术和局域网技术的电力多业务备用通信网络的结构、性能特点和应用效果.     

电力设备监控系统无线网络结构设计策略研究

越来越多的无线通信技术被用于各类电力设备监控系统中,各类系统所处的电源条件、电磁环境不同,通信数据量差别很大,对网络的要求也各不相同。具有一定通用性的无线网络结构设计策略尚缺乏研究。本文首先对现有系统中的无线通信技术及其网络结构进行分析;其次从通信功耗、通信距离、传输安全性、传输速率、建设和维护成本等几个方面进行分析;然后对监测系统的各类数据的特点及其对网络的需求进行归纳;给出了一种无线通信网络结构的设计策略;采用一个实例系统的对该策略的有效性进行了验证,结果表明本文对于电力设备监控系统中无线通信网络结构设计具有一定的指导意义。     

基于5G通信的智能分布式配电保护技术研究与应用

配电网供电可靠性的提升依赖于完善的继电保护技术,介绍了一种基于5G无线通信的配电网快速故障隔离技术,利用5G通信大带宽、高可靠、低延时的特点,突破了光纤通信对传统配电网快速故障隔离技术的限制,为智能分布式配电保护技术得以应用在更多的场合提供了新方向。为了解决常规GOOSE报文无法在5G网络中传输的问题,提出了将R-GOOSE协议应用于智能分布式配电保护的方法,并对该方式下5G带宽及流量问题做了探讨。最后通过试点工程应用,对通信性能、保护功能进行了验证,证明了整体方案的有效性和适用性。     

光储式5G通信基站集群灵活性聚合与协同调度策略

5G通信基站通常配备光储,数量庞大、功耗可调,是一种优质的电力灵活性调节资源。提出了多类型光储式5G基站集群灵活性资源聚合方法以及参与电网调峰的协同调度策略。首先,分析休眠机制下多类型基站功耗可调特性与计及基站备用电量的储能调节能力。基于极限场景思想,构建了光储式5G基站的灵活性空间量化模型。在此基础上,利用闵可夫斯基和法刻画异构基站柔性资源的时空耦合能量轨迹,得到海量基站集群的灵活性资源聚合可调域。其次,建立了基站集群聚合资源参与电能量市场和辅助服务市场的协同调度优化模型,提出了基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM)的分层分布式基站集群协同优化调度策略,将大规模基站集群调度问题降维分解为统一协同调峰功率响应、聚合功率自治调度和基站集群功率分配3个子问题进行求解。通过算例对比分析可知,所提策略可降低通信基站69.86%的用能成本,为提升通信资源利用率和电力系统灵活调节能力提供了有效手段。