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智慧通讯 成就智慧未来
 

【作者: 朱殿國】2017年11月03日 星期五

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在任一智慧电网方案中,选择一个正确的通讯技术是成功部署智慧电网的关键。


本文将说明智慧电网方案的通讯基础设施之关键考量因素,并探讨远距离无线通讯技术(Long Range Radio)的宝贵特点(包括提供99.5%以上的连网能力、适应能力与远端存取能力),以及为何它会是智慧电网应用的最隹通讯技术。远距离无线通讯是一种射频(RF)技术,专为公共事业等级的应用所设计。


现今的公用事业通讯网路旨在涵盖各种智慧电网应用。除了先进电表基础建设(AMI)的部署之外,公用事业正在为下列各应用寻找关键通讯解决方案:


· 停电管理


· 漏电侦测


· 远端关闭


· 照明控制


· 配电自动化(DA)


· GIS


· 需求响应(DR)


· 整合家用区域网路(HAN)


以上的每项应用都需要通讯和网路技术,且须具备相当的速度、可靠性和安全性,以符合公用事业的业务营运需求。在针对网路技术投资做出决策时,公用事业必须充分考虑到此决议对公用事业营运的长期影响。


成功的网路具需备灵活性

很多事情是取决於网路━━计费和帐单、配电自动化和需求响应等等━━这就是为什麽拥有一个高效和健全的网路是如此重要;工作人员需要一个兼备速度、可靠性和安全性的通讯系统。公用事业需要一个网路平台能针对从各种应用程式收集的资料进行优先排序,也就是系统整合与断电管理的资讯。


通讯网路也应该是基於标准,而不是专有的。此外,它们必须为未来而设计,并且足够灵活以支援公用事业及其客户未来几十年的需求。这些要求需要专用远距离无线通讯方案来解决,通常必须低於GPRS的频率,以利障碍物的渗透和覆盖。


远距离无线通讯可以支援哪些公用事业应用?

远距离无线通讯是单点对多点的固定基地通讯技术,可支援:


· 智慧型电力及瓦斯仪表


· 智慧电网


· 智慧水网


· 智慧路灯


在专用频谱中运作,能确保符合必要的安全标准,并为公用事业提供灵活且通用的解决方案,不须增加成本和复杂的「填写」技术。远距离无线通讯还具有许多优势,从点到点或到基於测程的无线通讯网路;这都是为公用事业平台的基础所设计。


技术特色

· 远距离无线通讯:远距离无线通讯的特点远距离无线通讯设计,能提供99.5%以上的连网性,可连结至位於既有位置的仪表上,透过单一技术,形成国家、地区、城市级别的网际网路。


· 专用通讯网路:远距离无线通讯提供高度连网性效能至现存量表、卓越的建筑物渗透力、远距离以及透过单一网路处理多项应用的必备能力。


· 安全性:远距离无线通讯提供公用事业一个在专用无线通讯频谱中运作的安全系统。终端的私密金钥加密设置在每个智慧端点的单一金钥加密制造点。


· 简单和有效的安装程序:远距离无线通讯提供高连接效能,以连结至现有的仪表设置地点,且具备卓越的远距离建筑物渗透能力。该解决方案的最大优势之一,便是在不依赖其他功能的前提下能顺利连接,使其成为适用於所有环境的单一解决方案。


· 长期的适应力和远端存取能力:这提供了远距离更新和进行调频类型升级的弹性,此功能可支援创新服务并加速因应服务需求改变的能力,使其在服务期间无需造访端点。在基地台断电的事件中,端点仍然具有与邻近端点通讯的能力。


· 直接连接仪表:这种功能被几??每个市场都视为是一项优势。这维持了仪表供应市场的独立性,提高了仪表间通讯效能的可靠性并清楚划分安装和维护之间的分界。


· 多用途网路:该网路可以支援电力、瓦斯及水资源这些公用事业,且均在单一通讯基础建设上运作。







































顾客

地形

地区km2

端点

实际上已连接

Power Stream

密集城市

800

325,000

99.1%

NVE (Nevada Electric)

密集的城市与人囗稀少的乡村

141,154

800,000

99.2%

PGE (Porland General)

人囗密集城市与山区农村

10,360

800,000

99.2%

Southern Company

所有现存地形

317,000

3,937,000

99.5%



结论

在任一智慧电网方案中,选择一个正确的通讯技术是智慧电表计画成功部署的关键。这些智慧电网通讯网路必须是符合成本,且具有成熟的技术以实现99.5%以上的连网能力,并使其在长期的服务期间,持续保有卓越的营运表现。被选中的通讯技术,必须在每个配置智慧电网方案的国家展示其实际表现。远距离无线通讯已被证明可达到、甚至超出公用事业对智慧电网通讯基础设施的预期。


(本文作者朱殿国任职Xylem旗下品牌Sensus 亚太地区策略解决方案总监)


【科技小百科】

智慧电网通讯技术的关键考量面向


为了安装可靠的智慧电网,需要将下列几个要点列入考量,以便作为其通讯基础建设:


· 支援多项应用:智慧电网技术不断演进,为公用事业与客户提供更多解决方案。一个稳固的通讯网路需具有足够的频宽及互操作性,才能够在未来支援多种应用。


· 收集储存、及资料传输安全:最隹的智慧电网可以抵御入侵和其他恶意行为。选择智慧电网解决方案时,务必确保已取得安全认证,且该技术跟通讯协定能保证解决方案是安全无虞的。


· 优先排序和资料分段:智慧电网经常产生可观的资料量。管理恰当的话,这些资料将可让公用事业更有效地回应顾客问题及制定策略性商业计划。选择具备资料管理系统的解决方案并执行以下工作:收集、储存、验证及管理资料。


· 扩增以适应未来科技需求:唯一可以确定的是改变必将发生,且智慧电网必须叁与其中。在谈到智慧电网通讯时,必须检视它如何整合现在与未来的需求。


远距离无线通讯案例研究


· 在2013年8月,远距离无线通讯被英国政府选为GB智慧电表方案中的其中一种通讯技术,并使用400MHz授权频宽上。远距离无线通讯技术由Sensus提供,且使用FlexNetTM产品。远距离无线通讯将被部署於横跨北英格兰及苏格兰,也是最复杂且最有迫切需求的三个地区,包含三个广大农村及英国十大城市中的六个城市。在人囗稀少的农村地带,电表被埋在十年老建筑的地窖中且讯号能成功穿透密集的建筑物。远距离无线通讯将会连接1,600万个电表及瓦斯仪表,涵盖1,000万个家户及小企业。网路覆盖面积为113,255平方公里,约是50%的英国国土。


· 280MHz频宽的远距离无线通讯通讯试已被成功执行。地点位在密集地带的东京市区,并透过Sensus FlexNet?远距离无线通讯网路技术。这项试验的目的是为了要验证Sensus FlexNet?远距离无线通讯技术其连接能力及效能表现,环境设定在模拟日本智慧电表的条件下,预先设定多种测试环境。在东京市区的280MHz频宽观察到非常好的结果,特别是在无线通讯传播、绕射和建筑物穿透效能。这些280MHz远距离无线通讯的连线能力优於其他现存系统,并且适用於多个无线感测器网路应用,包含智慧电网。


· 在美国有许多不同的地方,远距离无线通讯技术正在运作。会因为地点在农村、半城市、城市和人囗密集区而有所不同。有超过400个客户受惠於水、瓦斯及电力解决方案,有些是以州为单位,如内华达州和乔治亚州。在过去好几年,这些公用事业已经将Sensus FlexNet?远距离无线通讯应用於智慧电网。


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