国产芯变智慧 解决通信质量问题

2021-01-14 15:35:14

既是“现代工业的神经和大脑”,

又是实现智能化、数字化的支撑,

这就是芯片。

芯片是隐秘的, 我们很难在配电箱、石油管道和光伏板下发现这些厘米级的小部件;

芯片又是伟大的, 正因为它的落地,才让智能配电、智慧探勘、自动巡检从理想变成现实!

长久以来,变电站巡视操作全部依靠人工,这导致了设备工况不实时、人员行为不受控等问题。

近年出现的智慧变电站应用了多种创新技术,针对电网多样化的业务需求进行深度优化,满足变电站各业务对传输速率与覆盖范围的要求。

其中一项重要技术,就是变电站的通信技术。

传统变电站机器人通过Wi-Fi组网进行数据采集,巡检数据需人工二次导入信息内网,不仅工作量大,还存在导入数据错误分析。

国网浙江省电力公司旗下的浙江华云信息科技有限公司以国产芯片为依托,针对电网特殊场景,研发了5.8吉赫一体化基站设备,实现变电站内无线信号安全、全面接入。

四大特点

基于国产芯片建成的5.8吉赫一体化基站,集成了基带处理单元(BBU)、射频单元(RRU)、核心网(EPC)等LTE网络架构中的各项功能单元。它具有以下四个特点:

第一,设备采用了基于5.8吉赫免授权频段+LTE技术。

第二,设备成本低、体积小、重量轻、安装方便。

第三,设备上行带宽高。上行即无线终端将数据上传到后台,下行则是指从后台下发指令到无线终端。由于电网移动机器人等业务上行带宽要求远高于下行带宽特点,基站实现了关键技术突破,上行带宽达到80兆,是同类产品的2倍。

另外,基于MIMO模式实现双天线技术,相比传统5.8吉赫单天线设计方案,同等距离下增加了信号覆盖强度,实现移动类业务在电网复杂环境下无死角作业。

第四,该设备具有更强的安全加密功能,一方面符合3Gpp所定义的标准安全认证流程,具有更高安全机制与加密算法;另一方面可安全接入平台实现集成,符合国家电网新一代安全体系规范要求。

三类功能

那么,上述技术优势,可以帮助变电站解决哪些实际问题?

第一是解决通信质量问题。

智慧变电站对通信要求极高,要满足机器人巡检、高清视频等高带宽的数据传输,还要保证低时延、无线信号覆盖范围广、安全性和稳定性高。

但此前,常规通信方式难以满足应用需求。常见的无线通信方式LoRa、ZigBee、NB-IoT、RS-485总线和电力线载波等适合接入低速率传感器,无法满足机器人巡检、视频等大带宽业务。

基于5.8吉赫免授权频段的Wi-Fi可满足视频、无人巡检机器人大带宽业务要求。但是,Wi-Fi接入安全风险高,终端安全认证等级低,易受到潜在的非法接入、非法攻击,稳定性不高,无法达到电网企业对安全的要求。同时,单个Wi-Fi覆盖距离短,接入设备有限,多个Wi-Fi组网实现全站无线覆盖,其建设和维护成本较高。

针对变电站内移动机器人、作业终端等大带宽业务缺少通信和安全支撑,不能实现泛在接入信息内网的问题。

第二是解决施工难度问题。

与电力载波、串口通信等传统通信相比,5.8吉赫的免授权频段无线通信网络系统需要的安装施工简单,维护工作量较小,可以实现移动作业、无线机器人巡检和无线传感器监测,及时发现危险隐患,减轻日常巡视人员的工作量,保障安全生产,有效提高变电站智能化水平。

第三是降低安全风险。

与Wi-Fi相比,5.8吉赫的免授权频段无线通信网络系统具有更低的安全风险,结合安全加固方案,可达到物联网感知层的安全标准,可以满足电网企业对网络安全的要求。

在变电站实现5.8吉赫无线专网覆盖后,使智能巡检与检修成为可能。未来在变电站的智能巡检和检修中,现场工作人员可实时通过语音、视频、图像把现场情况反馈给后台,后台技术人员可以根据现场情况快速判断问题原因,并快速给出解决方案,这将大大缩短检修时间,提高检修效率。

目前,基于国产芯片的5.8吉赫一体化基站设备已在国网金华供电公司投入使用。

设备满足智能巡检机器人视频传输、应急抢险视频传输、用电信息采集等多种业务的需求,适合运检部门、调度部门、营销部门多种应用。

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