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1、附件三：山西省电力公司科技项目计划任务书项目名称：基于TD-LTE技术的县级配电网供电可靠性提升方法研究项目编号：起止时间：2013年3月至2014年12月承担单位：太原供电公司项目负责人：联系电话： 电子邮箱： / 项 目 简 表项目名称基于TD-LTE技术的县级配电网供电可靠性提升方法研究项目负责人姓名单 位性别年 龄专业职 称项目分类技术攻关新技术开 发新产品试 制技术引进消化吸收应用理论基础研究软科学研 究推 广项目组人 数10其中高级职称9中级职称1研究生0初级职称0参加单位山西省电力公司太原供电公司研究起止年月2013年3月至2014年12月 任务金额(万元)460乙方自筹(万元)
2、460课题内容和最终成果摘要项目内容摘要供电可靠性，实际上就是用户能以多大的可靠程度得到电力系统供给的电能问题。这里所说的可靠程度，对于用户来说，可以理解为希望电力系统不管在什么运行条件下都不会发生故障，连续而充足地供给具有正常的电压和频率的电力。也就是说，要求电力系统有适当的电压、规定的频率以及不间断供电。而其中有关电压的变化和频率的波动，从现阶段电力发展的水平来看，由于发电机反应特性的改善及无功补偿电压调整装置的采用，虽然在我国一些地区还存在着无功不足的现象，但是就大多数情况来说，已基本上能够满足诸如电子计算机、各种自动控制装置和家庭中的电视机之类的用电设备需要，其它工业发展较快国家的情况
3、则更好。而与此相反，停电问题却给予社会更大的影响。因此，通常所谓电力系统供电可靠性，往往就只以用户最关心而又敏感的停电程度来评价，特别是对于供电系统末端的配电系统更具有现实的意义。本项目将重点研究提升县级配电网可靠性的各种关键技术，从配网设备本身的可靠性、整个系统的设备可靠性、系统运行的可靠性、系统可靠性与用户供电可靠性的配合几个方面进行分项考虑，在自动化程度不高、馈线实时数据缺乏的情况下，融合先进的4G通讯技术及供电可靠性动态监测技术，建立配电网运行仿真计算模型，建设智能配电网故障分析辅助应用平台，从而解决“配电盲调”的问题，在实现供电可靠性静态评估与动态监测相结合的供电可靠性分析技术之上，
4、提供有效的辅助技术手段，提高县级配电网的整体供电可靠性。1） 设备可靠性研究基于TD-LTE技术的无线通信技术，解决配网监控设备通信可靠性的问题，保证传输数据实时性、准确性与可靠性。2） 系统可靠性研究配网检修日常管理流程，并形成相应系统，提高配网检修管理的可靠性，提高管理效率。3） 运行可靠性研究配电网故障监测设备，进行配网故障的动态判断，进行故障定位分析，减少故障停电时间。4） 用户可靠性分析重要客户供电方式，研究互供策略，保证客户供电的可靠性。最终成果摘要1.研究部分成果基于TD-LTE电力无线网络关键技术研究报告基于TD-LTE电力无线网络与多种电力通信方式综合互补综合应用组网方案2产
5、品研制成果通信l 基于TD-LTE无线专网服务器l 基于TD-LTE无线专网网管服务器l 基于TD-LTE无线专网拉远射频头l 基于TD-LTE无线专网全向智能天线配电配电网架空线路故障定位在线监测装置配电网电缆故障定位在线监测装置配网检修日常管理3示范测试工程建设配电通信测试工程配电网故障监测工程4论文及专利形成专利3项，软件著作权2项，论文3篇。5软件系统基于TD-LTE无线专网网络管理平台线路故障定位在线监测平台配网检修日常管理平台成果的主要技术经济指标摘要基于TD-LTE无线专网：1）满足配电网多样化的通信支撑：l 支持多种端口的配网通信应用l 支持高可靠双向通信应用l 支持高吞吐量宽
6、带应用l 支持设备移动性应用2）系统可靠性：l 自动优化和规避来自其它系统的干扰，也避免干扰其它正常运行的无线系统设备l 保证在强干扰下能保证系统稳定运行l 严格符合国际和国家对电磁辐射的规定，保证不干扰电网设备的正常运行。l 产品经过严格的高低温、震动、静电、盐雾、防雷、防水及防尘测试，能应付复杂苛刻的部署要求。l 支持灵活的移频和多频段系统：配网故障在线监测定位系统：l 迅速准确定位故障位置，避免事故进一步扩大；l 实时在线监测电缆负荷及温度数据，帮助工作人员全面掌握线路运行状态，为线路负荷的合理分配提供依据；l 缩短停电时间，减少售电损失；l 提高供电可靠性、自动化、信息化水平配网检修日
7、常管理系统：l 实现日常巡线电子化办公l 规范检修流程，提高检修效率l 跟踪故障处理过程，分析故障发生率l 研究相应的故障处理分析手段l 增加配网监测单元一、主要研究内容（要解决的主要技术难点和问题）1.1主要技术内容本次项目研究部分大致分为5项内容：需求分析、技术研究、应用方案研究、互联互通及系统集成和管理方面等内容，各项研究内容紧密围绕TD-LTE无线网络技术进行，通过系统化的研究及分析，结合山西省配用电环境和业务特点，提出基于TD-LTE的无线电力专网在太原供电公司进行建设的可行性、适用性和业务承载能力，为山西省配用电智能化建设提供多样化、实用化解决方案。1.1.1需求分析部分本项目将结
8、合基于TD-LTE技术的网络特点、通信质量、信息安全等进行综合考虑，通过深入广泛调研，研究县级配用电网的通信需求，如业务种类、通信接口、带宽需求及其工作环境等，形成基于TD-LTE技术应用的县级配用电网通信需求分析报告。1.1.2基于TD-LTE电力无线专网的研究本项目首先分析当前配用电通信业务采用的通信技术，分析其技术特征、网络性能、业务承载力及应用情况，重点深入研究基于TD-LTE无线电力专网的技术体制、拓扑控制、目标定位、数据采集、信息安全、能量工程、互联互通、系统集成等关键技术，结合配用电需求，总结分析其优势和不足，形成配用电无线网络关键技术的相关研究。并研制相关的无线电力专网实现设备
9、，进行试点建设。1.1.3 县级配电网供电可靠性提升方法研究现阶段的配电系统可靠性评估工作主要包括两个基本方面：对现有已运行的配电系统及其主要元件进行历史的可靠性统计、分析和评价，即量度系统过去的性能；为了设计、规划和建设新的系统，或者在扩大、改造和发展现有系统时而进行配电系统可靠性定量评估，即预测系统未来的行为。本次项目主要从以下几个方面考虑影响县级配电网供电可靠性的提升方法：1）通信网络的影响从配电自动化建设上来看，要实现配电自动化，通信系统建设是一个关键环节。通信系统质量的好坏从很大程度上决定了配电自动化系统性能的优劣，中国电机工程学会电力系统自动化专委会在配电网自动化专委会成立暨第一届
10、学术交流会议上提出的配电网管理规划中最主要的问题之一就是配电网管理的通信问题，配电网自动化系统运行、管理功能综合优化的实现建立在配电系统信息化基础上，配电网自动化系统需要借助于有效的通信手段将控制中心的控制命令准确地传送到为数众多的远方终端，并且将反映远方设备运行状况的数据信息收集到控制中心。通信系统设计的合理性直接影响配电自动化系统的成败。因此配网通信系统是配网自动化系统中非常重要的环节，是配电网自动化的中枢系统。2）设备故障的影响坚强的电网是可靠供电的物质基础，电气设备是构成电网的基本单元。因此通过有效的设备管理，降低设备故障率，是提高可靠性的重要手段。配电设备是构成配电系统的基础，因此在
11、收集配电系统可靠性数据时，不仅要注意收集和积累那些直接影响用户供电可靠性、反映系统状况的数据，而且必须注意收集和积累反映配电设备、元件状况的连续数据。近几年来，随着各供电企业基础管理工作的不断加强和先进设备的大量采用，设备的故障率有了一定程度的下降。3）计划停电的影响计划停电就是除了故障检修停电、限电之外，因施工改造、输配电预试、清扫、检修等原因引起的停电。在众多的计划停电中，检修停电和工程停电是预安排停电的主要原因。以全国2007年统计数据为例，检修停电中，停电时户数按停电责任原因前三位依次是配电网设施计划检修、35kV设施检修、馈线系统设施计划检修，分别占检修停电总时户数的4666、l76
12、5、1076。工程停电中，停电时户数按停电责任原因前三位依次是配电网设施计划施工、业扩工程施工停电、35kV设施计划施工，分别占工程停电总时户数的5937、1499、1044。1.2主要技术难点1.2.1县级配电网通信网络规划模型和算法建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现配电网供电可靠性提升的基础与支撑，因为配电网中数据的获取与发布、控制命令的实现、用户与电网的实时交互，都需要可靠通信系统的支持。因此需要对光纤、无线通讯、电力载波、公网以及无线传感网络等通讯技术进行深入研究，通过对各网融合的数据模型的研究，从而形成配电网通信网络规划模型和算法，最终成为配电网通信网络搭建的理论依据。1.2
13、.2基于TD-LTE无线网络技术的产品研制研究面向电力230MHz专用频段，基于TD-LTE技术的无线网通信传输技术、海量通信终端实时在线技术、通信安全技术、软件无线电技术；研究面向电力230MHz专用频段县级4G配电通信网络建设方案。1.2.3配网故障精准定位及排查技术及产品的研究l 无法及时掌握配网线路的运行状态架空线路漫长的主干线路及众多分支需要大量的监测点采集数据以便掌握线路运行状态。目前配电架空线路上，运行参数的获取一般是通过变电站内馈线开关和极少数带有智能控制器的柱上开关来进行，而这两种设备的数量远达不到反应线路运行状态的最低数量要求。l 线路故障查找难度大配网架空线路因其线路长，
14、分支多，网络结构复杂，易受外力及自然环境影响等原因，成为最容易发生故障的系统之一。短路故障和单相接地故障是最常见的故障形式。目前情况下，发生故障后需要依靠人工巡线查找故障点，花费在查找故障点上的时间大大超过修复故障所消耗的时间，扩大了停电损失。二、预期目标及创新点2.1预期目标1）研究部分成果基于TD-LTE电力无线网络关键技术研究报告基于TD-LTE电力无线网络与多种电力通信方式综合互补综合应用组网方案2）产品研制成果通信l 基于TD-LTE无线专网服务器l 基于TD-LTE无线专网网管服务器l 基于TD-LTE无线专网拉远射频头l 基于TD-LTE无线专网全向智能天线配电配电网架空线路故障
15、定位在线监测装置配电网电缆故障定位在线监测装置配网检修日常管理系统3）示范测试工程建设配电通信测试工程配电网故障监测工程4）论文及专利形成专利3项，软件著作权2项，论文3篇。2.2创新点1）软件无线电（SDR）基于TD-LTE技术的电力无线专网平台使用业界领先的基于IT平台的软件无线电技术。在无线边缘设备侧，使用基于开放IT硬件架构搭建软件无线电基站，从而可以十分灵活、快速及低成本地实现无线基站系统。无须依赖于ASIC芯片方案，因此所有对于无线系统的优化设计都可以很方便的使用软件实现。相比起业界同期技术，本平台明显具有业界领先性。基于本平台所构建的无线宽带专网，其性能（如覆盖范围、抗干扰能力等）也明显优于其它业界产品和技术。2）认知无线电频谱动态优化电力无线专网平台，采用先进的认知无线电技术，能够自动进行网络规划，寻找干扰相对较
