智慧電力抄表領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

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摘要：本文介紹了貴廣網(wǎng)絡(luò)積極探索“廣電+智慧”領(lǐng)域的應(yīng)用，利用其豐富的網(wǎng)絡(luò)傳輸資源，結(jié)合LoRa物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)，通過GPON+ONU的VPN專網(wǎng)傳輸方式，解決了目前貴陽(yáng)市供電局在智慧電力抄表領(lǐng)域存在的系統(tǒng)功耗大、成本高、組網(wǎng)規(guī)模小、遠(yuǎn)程無(wú)法監(jiān)控等問題，建設(shè)出了一套穩(wěn)定性強(qiáng)、安全性高、可擴(kuò)展的智慧電力抄表的新系統(tǒng)，并能夠在后臺(tái)進(jìn)行有效的可管、可控，保障其智慧電力抄表點(diǎn)位的上線率在96%以上。

關(guān)鍵詞：“廣電+智慧”；LoRa；智慧電力抄表

1前言

2017年貴州省向國(guó)家申報(bào)建設(shè)國(guó)家智慧廣電綜合試驗(yàn)區(qū)，2018年8月，國(guó)家廣播電視總局正式批復(fù)同意在我省建設(shè)中國(guó)（貴州）智慧廣電綜合試驗(yàn)區(qū)。2018年11月22日至23日，推進(jìn)全國(guó)“智慧廣電”建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)在貴陽(yáng)召開，中國(guó)（貴州）智慧廣電綜合試驗(yàn)區(qū)揭牌，揭示著貴州成為國(guó)內(nèi)首個(gè)國(guó)際級(jí)智慧廣電綜合試驗(yàn)區(qū)。在2019年2月，貴陽(yáng)市人民政府與貴州省廣播電視信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司簽訂的《中國(guó)（貴州）智慧廣電綜合試驗(yàn)區(qū)貴陽(yáng)市智慧城市建設(shè)戰(zhàn)略合作協(xié)議》，這些都標(biāo)志著貴州在智慧廣電領(lǐng)域取得令人艷羨不已的政策紅利。為加快“智慧廣電綜合試驗(yàn)區(qū)”的建設(shè)進(jìn)度，發(fā)揮“智慧廣電”的支撐性作用和優(yōu)勢(shì)，貴廣網(wǎng)絡(luò)貴陽(yáng)市分公司積極探索，充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，主動(dòng)對(duì)接貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司貴陽(yáng)市供電局，針對(duì)目前貴陽(yáng)供電局在智慧電力抄表的一些薄弱環(huán)節(jié)，結(jié)合貴廣網(wǎng)絡(luò)豐富的網(wǎng)絡(luò)傳輸資源和LoRa新技術(shù)，建設(shè)了一套可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)預(yù)警、遠(yuǎn)程管理的智慧電力抄表新系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)不但切合貴陽(yáng)市實(shí)際情況，還可以提供給其他領(lǐng)域借鑒學(xué)習(xí)的參考。

2智慧電力抄表的建設(shè)必要性

隨著《國(guó)家電網(wǎng)公司“十一五”電力營(yíng)銷發(fā)展規(guī)劃》的逐步落實(shí)，營(yíng)銷現(xiàn)代化和計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)水平得到了快速提高，為進(jìn)一步提升貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司的精益化和標(biāo)準(zhǔn)化管理水平，提高客戶服務(wù)的質(zhì)量，就必須加快營(yíng)銷計(jì)量、抄表、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，而“電力用戶用電信息采集系統(tǒng)”是“SG186”信息系統(tǒng)工程的重要組成部分。以往的智慧電力抄表系統(tǒng)主要是利用GPRS無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行采集數(shù)據(jù)的傳輸，由于無(wú)線技術(shù)的限制，在傳輸帶寬和穩(wěn)定性方面都不能夠滿足智慧電力抄表系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)級(jí)別使用，主要表現(xiàn)是集抄器數(shù)據(jù)不完整，掉線率較高，尤其隨著電力用戶的爆炸式增長(zhǎng)，暴露出抄表時(shí)間長(zhǎng)、用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)費(fèi)周期長(zhǎng)、不及時(shí)等問題。結(jié)合貴廣網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)覆蓋實(shí)際情況，已經(jīng)完成貴陽(yáng)市城鎮(zhèn)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域的雙向網(wǎng)絡(luò)改造，縣級(jí)以上行政區(qū)域基本實(shí)現(xiàn)高清互動(dòng)電視覆蓋，鄉(xiāng)鎮(zhèn)光纖全覆蓋有線電視網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過實(shí)地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)每個(gè)樓棟每個(gè)單元都安裝了樓棟接入設(shè)備（ONU），ONU設(shè)備和智慧電力抄表終端安裝位置接近，通過一根網(wǎng)線就能實(shí)現(xiàn)接入。因此，智慧電力抄表系統(tǒng)傳輸網(wǎng)選擇貴廣網(wǎng)絡(luò)有較大優(yōu)勢(shì)，通過建設(shè)智慧電力抄表系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)全市用戶全覆蓋、信息全采集、集中自動(dòng)抄表的目標(biāo)，并最終實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)公司營(yíng)銷自動(dòng)化。

3貴州廣電建設(shè)智慧電力遠(yuǎn)程抄表的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)

貴廣網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全面覆蓋，建設(shè)智慧電力抄表系統(tǒng)無(wú)需進(jìn)行大規(guī)模建設(shè)，而且貴廣網(wǎng)絡(luò)的骨干傳輸帶寬高，實(shí)現(xiàn)全程光網(wǎng)，穩(wěn)定性高，并且有一只素質(zhì)過硬的運(yùn)維隊(duì)伍。這些都保證了智慧電力抄表系統(tǒng)上線投入運(yùn)行后能夠穩(wěn)定運(yùn)行。綜合考慮系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模、技術(shù)前瞻性、實(shí)時(shí)性、安全性、可靠性和性價(jià)比等因素，貴廣網(wǎng)絡(luò)智慧電力抄表系統(tǒng)上存在以下幾點(diǎn)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

3.1網(wǎng)絡(luò)全覆蓋

貴廣網(wǎng)絡(luò)近兩年大力建設(shè)“村村通”“戶戶用”工程，建成覆蓋省、市、縣、鄉(xiāng)、村五級(jí)網(wǎng)絡(luò)，其中城區(qū)區(qū)域全面覆社區(qū)、街道，農(nóng)村區(qū)域覆蓋村、組。在2016年完成了全省農(nóng)村有線網(wǎng)絡(luò)村村通工作，全省16000余個(gè)行政村實(shí)現(xiàn)了有線電視光纜的到達(dá)連接，2017年完成所有農(nóng)村用戶的入戶光纜連接工作，通過光纖到戶工作的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)全省農(nóng)村用戶光纖網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。貴廣網(wǎng)絡(luò)還積極發(fā)展高速光纜路由，完成高速光纜路由近3300km，其中涵蓋貴陽(yáng)有貴陽(yáng)至遵義高速96芯、貴陽(yáng)至平壩高速144芯、貴陽(yáng)至龍里高速96芯等多方向高速路由，為貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司實(shí)現(xiàn)“智慧電力”的快速部署提供了一張全程光網(wǎng)、穩(wěn)定性高的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。

3.2網(wǎng)絡(luò)安全性高、擴(kuò)展性強(qiáng)

貴廣網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)期擔(dān)當(dāng)黨和政府的傳輸喉舌，能切實(shí)保障網(wǎng)絡(luò)安全傳輸，承載國(guó)家機(jī)要網(wǎng)的安全性與可靠性，完全切合貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全性與可靠性的需求。同時(shí)兼顧良好的擴(kuò)展性和升級(jí)前景，充分考慮電網(wǎng)集中抄表系統(tǒng)的擴(kuò)展性能，能為將來的發(fā)展提供良好的擴(kuò)展能力。

3.3技術(shù)儲(chǔ)備足

貴廣網(wǎng)絡(luò)是長(zhǎng)期從事廣播電視相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的專業(yè)公司，作為廣播電視業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)，每年在廣電總局各類科研院所及專業(yè)科研機(jī)構(gòu)的牽頭下，貴廣網(wǎng)絡(luò)積極參與，參與各類智慧領(lǐng)域，尤其是在“智慧電力”領(lǐng)域的新技術(shù)、新方法得以研發(fā)、實(shí)驗(yàn)、落地和推廣。

3.4高效維護(hù)體系

（1）自有運(yùn)維體系-人防貴廣網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)集中抄表系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)施工周期從立項(xiàng)到投入運(yùn)維，僅僅花費(fèi)了4個(gè)月時(shí)間，24小時(shí)響應(yīng)維護(hù)，2小時(shí)維護(hù)工程師到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的故障處理機(jī)制，確保每天供電集抄點(diǎn)位的上線率達(dá)到96%以上，并納入日常運(yùn)維監(jiān)控，保證了運(yùn)維的時(shí)效性和在線率。（2）自有運(yùn)維體系-技防全程全域的對(duì)智慧電力抄表終端點(diǎn)位進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)終端點(diǎn)位業(yè)務(wù)故障并提出預(yù)警，形成智慧電力抄表業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)網(wǎng)管日?qǐng)?bào)及聯(lián)動(dòng)閉環(huán)處理服務(wù)管理機(jī)制。智慧電力抄表維護(hù)流程圖如圖1所示。

4貴廣網(wǎng)絡(luò)的智慧電力抄表的實(shí)現(xiàn)方式

貴廣網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的智慧電力抄表系統(tǒng)通過近3個(gè)月的試運(yùn)行，依托于貴廣網(wǎng)絡(luò)提供的GPON+ONU的光纖鏈路VPN專網(wǎng)，可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)貴陽(yáng)地區(qū)用戶全覆蓋、信息全采集、集中自動(dòng)抄表的目標(biāo)。智慧抄表網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)如圖2所示，貴廣網(wǎng)絡(luò)的智慧電力抄表相比傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)在終端層、接入層、傳輸層、骨干傳輸層、客戶業(yè)務(wù)層各層級(jí)都具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。（1）終端層終端層，采用三星SX129ZN用電現(xiàn)場(chǎng)管理終端，它是電子式電能儀表，能有效的兼容有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線LoRa接入方式，其具有準(zhǔn)確高、耗電少等優(yōu)勢(shì)，具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)測(cè)量、數(shù)據(jù)管理與存儲(chǔ)、狀態(tài)檢測(cè)、防竊電監(jiān)測(cè)等功能。（2）接入層在接入層，主要分為有線接入和無(wú)線接入兩種方式，其中有線接入方式是利用貴廣網(wǎng)絡(luò)的廣覆蓋度的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，智慧電力抄表終端就近通過網(wǎng)線接入其所在樓棟的ONU，無(wú)線接入方式則通過LoRa方式遠(yuǎn)程接入附近的基站，其基站就近接入貴廣網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的城域網(wǎng)交換機(jī)，相比傳統(tǒng)遠(yuǎn)程抄表具有施工量少、施工周期短的優(yōu)勢(shì)。（3）傳輸層貴廣網(wǎng)絡(luò)的智慧電力抄表系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)是貴廣網(wǎng)絡(luò)的IP城域網(wǎng)，智慧電力抄表終端其通過有線方式接入樓層就近ONU，再通過OLT匯聚至IP城域網(wǎng)；或者通過LoRa無(wú)線接入至附近基站，再匯聚至IP城域網(wǎng)，形成數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯聚，貴廣網(wǎng)絡(luò)貴陽(yáng)市的IP城域網(wǎng)覆蓋10個(gè)區(qū)縣的32個(gè)分前端，且均是10G鏈路連接，完全滿足智慧電力抄表系統(tǒng)的高速率、低延時(shí)要求。（4）骨干傳輸層貴廣網(wǎng)絡(luò)的波分骨干傳輸網(wǎng)現(xiàn)在最大能達(dá)到100G傳輸能力，且還具有擴(kuò)展空間，其環(huán)網(wǎng)保護(hù)功能可以在極短的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)故障并提出告警，迅速自動(dòng)進(jìn)行相關(guān)業(yè)務(wù)倒換，快速恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)傳輸能力。貴廣網(wǎng)絡(luò)的IP城域網(wǎng)就是依托于波分骨干環(huán)網(wǎng)來完成數(shù)據(jù)傳輸，這就保障了智慧電力抄表系統(tǒng)的安全傳輸。（5）客戶業(yè)務(wù)層通過貴廣網(wǎng)絡(luò)智慧電力抄表系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)電力綜合運(yùn)用自動(dòng)化、信息化、智能化，建立電能管理體系，實(shí)施電力技術(shù)改造、優(yōu)化用電結(jié)構(gòu)，為貴州電網(wǎng)有限公司實(shí)現(xiàn)了增加經(jīng)濟(jì)效益、保障產(chǎn)品質(zhì)量、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力、完成節(jié)能減排的目標(biāo)。

5結(jié)束語(yǔ)

貴廣網(wǎng)絡(luò)依托于在貴州省的網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢(shì)，在“智慧電力”的道路上積極邁開探索的步伐，設(shè)計(jì)一套切合于實(shí)際的智慧電力抄表系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用科學(xué)合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，合理布局，大部分接入采用有線接入，僅需提供一顆網(wǎng)線，就能將智慧電力抄表終端和貴廣網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)資源緊密聯(lián)系在一起；而其他相對(duì)復(fù)雜、施工難度大的情況，則采用LoRa無(wú)線接入方式，大幅減少施工量。配套結(jié)合貴廣網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理部提出的智慧電力抄表業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)網(wǎng)管日?qǐng)?bào)及聯(lián)動(dòng)閉環(huán)處理服務(wù)管理機(jī)制，將智慧電力抄表的情況納入日常網(wǎng)管監(jiān)督環(huán)節(jié)，積極響應(yīng)公司提出的“一云、雙網(wǎng)、三用”智慧廣電新體系的建設(shè)和發(fā)展戰(zhàn)略，保證了智慧電力抄表點(diǎn)位的日上線率在96%以上。這是貴廣網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源充分利用的一個(gè)成功案例，也是貴廣網(wǎng)絡(luò)在“智慧+”生態(tài)鏈的一個(gè)實(shí)踐結(jié)晶，該系統(tǒng)建設(shè)模式不但可以在全省范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，還可以通過參考這種模式，積極發(fā)展公司在“智慧+政務(wù)”“智慧+醫(yī)療”等領(lǐng)域的項(xiàng)目落地和實(shí)施，更好的提高公司品牌形象力，更好的在“政用、商用、民用”領(lǐng)域提升公司的價(jià)值和服務(wù)。

作者：王利 單位：平貴州省廣播電視信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司