智慧電力抄表領域網(wǎng)絡設計與應用
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摘要：本文介紹了貴廣網(wǎng)絡積極探索“廣電+智慧”領域的應用，利用其豐富的網(wǎng)絡傳輸資源，結合LoRa物聯(lián)網(wǎng)新技術，通過GPON+ONU的VPN專網(wǎng)傳輸方式，解決了目前貴陽市供電局在智慧電力抄表領域存在的系統(tǒng)功耗大、成本高、組網(wǎng)規(guī)模小、遠程無法監(jiān)控等問題，建設出了一套穩(wěn)定性強、安全性高、可擴展的智慧電力抄表的新系統(tǒng)，并能夠在后臺進行有效的可管、可控，保障其智慧電力抄表點位的上線率在96%以上。
關鍵詞：“廣電+智慧”；LoRa；智慧電力抄表
1前言
2017年貴州省向國家申報建設國家智慧廣電綜合試驗區(qū)，2018年8月，國家廣播電視總局正式批復同意在我省建設中國（貴州）智慧廣電綜合試驗區(qū)。2018年11月22日至23日，推進全國“智慧廣電”建設現(xiàn)場會在貴陽召開，中國（貴州）智慧廣電綜合試驗區(qū)揭牌，揭示著貴州成為國內(nèi)首個國際級智慧廣電綜合試驗區(qū)。在2019年2月，貴陽市人民政府與貴州省廣播電視信息網(wǎng)絡股份有限公司簽訂的《中國（貴州）智慧廣電綜合試驗區(qū)貴陽市智慧城市建設戰(zhàn)略合作協(xié)議》，這些都標志著貴州在智慧廣電領域取得令人艷羨不已的政策紅利。為加快“智慧廣電綜合試驗區(qū)”的建設進度，發(fā)揮“智慧廣電”的支撐性作用和優(yōu)勢，貴廣網(wǎng)絡貴陽市分公司積極探索，充分發(fā)揮其主觀能動性，主動對接貴州電網(wǎng)有限責任公司貴陽市供電局，針對目前貴陽供電局在智慧電力抄表的一些薄弱環(huán)節(jié)，結合貴廣網(wǎng)絡豐富的網(wǎng)絡傳輸資源和LoRa新技術，建設了一套可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、自動報警、自動預警、遠程管理的智慧電力抄表新系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建設經(jīng)驗不但切合貴陽市實際情況，還可以提供給其他領域借鑒學習的參考。
2智慧電力抄表的建設必要性
隨著《國家電網(wǎng)公司“十一五”電力營銷發(fā)展規(guī)劃》的逐步落實，營銷現(xiàn)代化和計量標準化建設水平得到了快速提高，為進一步提升貴州電網(wǎng)有限責任公司的精益化和標準化管理水平，提高客戶服務的質量，就必須加快營銷計量、抄表、收費標準化建設，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無線移動網(wǎng)絡進行采集數(shù)據(jù)的傳輸，由于無線技術的限制，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)的運營級別使用，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，暴露出抄表時間長、用數(shù)據(jù)統(tǒng)計計費周期長、不及時等問題。結合貴廣網(wǎng)絡網(wǎng)絡覆蓋實際情況，已經(jīng)完成貴陽市城鎮(zhèn)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域的雙向網(wǎng)絡改造，縣級以上行政區(qū)域基本實現(xiàn)高清互動電視覆蓋，鄉(xiāng)鎮(zhèn)光纖全覆蓋有線電視網(wǎng)絡。經(jīng)過實地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)每個樓棟每個單元都安裝了樓棟接入設備（ONU），ONU設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)絡有較大優(yōu)勢，通過建設智慧電力抄表系統(tǒng)，可實現(xiàn)全市用戶全覆蓋、信息全采集、集中自動抄表的目標，并最終實現(xiàn)電網(wǎng)公司營銷自動化。
3貴州廣電建設智慧電力遠程抄表的網(wǎng)絡優(yōu)勢
貴廣網(wǎng)絡的基礎網(wǎng)絡基本已經(jīng)實現(xiàn)全面覆蓋，建設智慧電力抄表系統(tǒng)無需進行大規(guī)模建設，而且貴廣網(wǎng)絡的骨干傳輸帶寬高，實現(xiàn)全程光網(wǎng)，穩(wěn)定性高，并且有一只素質過硬的運維隊伍。這些都保證了智慧電力抄表系統(tǒng)上線投入運行后能夠穩(wěn)定運行。綜合考慮系統(tǒng)建設規(guī)模、技術前瞻性、實時性、安全性、可靠性和性價比等因素，貴廣網(wǎng)絡智慧電力抄表系統(tǒng)上存在以下幾點獨特的優(yōu)勢。
3.1網(wǎng)絡全覆蓋
貴廣網(wǎng)絡近兩年大力建設“村村通”“戶戶用”工程，建成覆蓋省、市、縣、鄉(xiāng)、村五級網(wǎng)絡，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)絡村村通工作，全省16000余個行政村實現(xiàn)了有線電視光纜的到達連接，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施，實現(xiàn)全省農(nóng)村用戶光纖網(wǎng)絡全覆蓋。貴廣網(wǎng)絡還積極發(fā)展高速光纜路由，完成高速光纜路由近3300km，其中涵蓋貴陽有貴陽至遵義高速96芯、貴陽至平壩高速144芯、貴陽至龍里高速96芯等多方向高速路由，為貴州電網(wǎng)有限責任公司實現(xiàn)“智慧電力”的快速部署提供了一張全程光網(wǎng)、穩(wěn)定性高的基礎網(wǎng)絡。
3.2網(wǎng)絡安全性高、擴展性強
貴廣網(wǎng)絡長期擔當黨和政府的傳輸喉舌，能切實保障網(wǎng)絡安全傳輸，承載國家機要網(wǎng)的安全性與可靠性，完全切合貴州電網(wǎng)有限責任公司對網(wǎng)絡安全性與可靠性的需求。同時兼顧良好的擴展性和升級前景，充分考慮電網(wǎng)集中抄表系統(tǒng)的擴展性能，能為將來的發(fā)展提供良好的擴展能力。
3.3技術儲備足
貴廣網(wǎng)絡是長期從事廣播電視相關領域技術的專業(yè)公司，作為廣播電視業(yè)務的基礎，每年在廣電總局各類科研院所及專業(yè)科研機構的牽頭下，貴廣網(wǎng)絡積極參與，參與各類智慧領域，尤其是在“智慧電力”領域的新技術、新方法得以研發(fā)、實驗、落地和推廣。
3.4高效維護體系
（1）自有運維體系-人防貴廣網(wǎng)絡的電網(wǎng)集中抄表系統(tǒng)項目建設施工周期從立項到投入運維，僅僅花費了4個月時間，24小時響應維護，2小時維護工程師到達現(xiàn)場的故障處理機制，確保每天供電集抄點位的上線率達到96%以上，并納入日常運維監(jiān)控，保證了運維的時效性和在線率。（2）自有運維體系-技防全程全域的對智慧電力抄表終端點位進行網(wǎng)絡監(jiān)控，主動發(fā)現(xiàn)終端點位業(yè)務故障并提出預警，形成智慧電力抄表業(yè)務運行狀態(tài)網(wǎng)管日報及聯(lián)動閉環(huán)處理服務管理機制。智慧電力抄表維護流程圖如圖1所示。
4貴廣網(wǎng)絡的智慧電力抄表的實現(xiàn)方式
貴廣網(wǎng)絡建設的智慧電力抄表系統(tǒng)通過近3個月的試運行，依托于貴廣網(wǎng)絡提供的GPON+ONU的光纖鏈路VPN專網(wǎng)，可在短時間內(nèi)實現(xiàn)貴陽地區(qū)用戶全覆蓋、信息全采集、集中自動抄表的目標。智慧抄表網(wǎng)絡實現(xiàn)架構如圖2所示，貴廣網(wǎng)絡的智慧電力抄表相比傳統(tǒng)的遠程抄表系統(tǒng)在終端層、接入層、傳輸層、骨干傳輸層、客戶業(yè)務層各層級都具有獨特的優(yōu)勢。（1）終端層終端層，采用三星SX129ZN用電現(xiàn)場管理終端，它是電子式電能儀表，能有效的兼容有線網(wǎng)絡和無線LoRa接入方式，其具有準確高、耗電少等優(yōu)勢，具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)測量、數(shù)據(jù)管理與存儲、狀態(tài)檢測、防竊電監(jiān)測等功能。（2）接入層在接入層，主要分為有線接入和無線接入兩種方式，其中有線接入方式是利用貴廣網(wǎng)絡的廣覆蓋度的基礎網(wǎng)絡，智慧電力抄表終端就近通過網(wǎng)線接入其所在樓棟的ONU，無線接入方式則通過LoRa方式遠程接入附近的基站，其基站就近接入貴廣網(wǎng)絡機房的城域網(wǎng)交換機，相比傳統(tǒng)遠程抄表具有施工量少、施工周期短的優(yōu)勢。（3）傳輸層貴廣網(wǎng)絡的智慧電力抄表系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡是貴廣網(wǎng)絡的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)絡貴陽市的IP城域網(wǎng)覆蓋10個區(qū)縣的32個分前端，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、低延時要求。（4）骨干傳輸層貴廣網(wǎng)絡的波分骨干傳輸網(wǎng)現(xiàn)在最大能達到100G傳輸能力，且還具有擴展空間，其環(huán)網(wǎng)保護功能可以在極短的時間內(nèi)自動發(fā)現(xiàn)故障并提出告警，迅速自動進行相關業(yè)務倒換，快速恢復網(wǎng)絡傳輸能力。貴廣網(wǎng)絡的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)務層通過貴廣網(wǎng)絡智慧電力抄表系統(tǒng)建設，實現(xiàn)電力綜合運用自動化、信息化、智能化，建立電能管理體系，實施電力技術改造、優(yōu)化用電結構，為貴州電網(wǎng)有限公司實現(xiàn)了增加經(jīng)濟效益、保障產(chǎn)品質量、增強競爭實力、完成節(jié)能減排的目標。
5結束語
貴廣網(wǎng)絡依托于在貴州省的網(wǎng)絡資源優(yōu)勢，在“智慧電力”的道路上積極邁開探索的步伐，設計一套切合于實際的智慧電力抄表系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用科學合理的網(wǎng)絡架構，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)絡的網(wǎng)絡資源緊密聯(lián)系在一起；而其他相對復雜、施工難度大的情況，則采用LoRa無線接入方式，大幅減少施工量。配套結合貴廣網(wǎng)絡運維管理部提出的智慧電力抄表業(yè)務運行狀態(tài)網(wǎng)管日報及聯(lián)動閉環(huán)處理服務管理機制，將智慧電力抄表的情況納入日常網(wǎng)管監(jiān)督環(huán)節(jié)，積極響應公司提出的“一云、雙網(wǎng)、三用”智慧廣電新體系的建設和發(fā)展戰(zhàn)略，保證了智慧電力抄表點位的日上線率在96%以上。這是貴廣網(wǎng)絡對現(xiàn)有網(wǎng)絡資源充分利用的一個成功案例，也是貴廣網(wǎng)絡在“智慧+”生態(tài)鏈的一個實踐結晶，該系統(tǒng)建設模式不但可以在全省范圍內(nèi)推廣應用，還可以通過參考這種模式，積極發(fā)展公司在“智慧+政務”“智慧+醫(yī)療”等領域的項目落地和實施，更好的提高公司品牌形象力，更好的在“政用、商用、民用”領域提升公司的價值和服務。
作者：王利 單位：平貴州省廣播電視信息網(wǎng)絡股份有限公司
