2013年12月4日，工信部正式向三大运营商发布TD-LTE 4G牌照。TD-LTE是我国主导的国际主流4G标准，也是当前全世界最先进的通信技术之一，具有高速率、低时延、永远在线等显著特点。移动信息化、移动物联网等领域发展将进一步提速……当4G应用到电网企业，我们将看到一幅新图景。
2014年1月6日一早，浙江海盐县供电公司运维检修部员工朱建富打开电脑，对10千伏麻径276线关键点进行远程巡视，确保冬季供电安全稳定。
远程巡检，得益于电力无线通信系统建设，这是基于国家无线电监测中心授权的230兆赫兹频率资源，采用TD-LTE 4G(以下简称4G)技术建设的无线通信系统。目前，北京、浙江、江苏、重庆等地电网企业已开展4G试点应用，并积极推动230兆赫兹频点备案及申请工作，促进电力无线通信技术在此数据传输应用的黄金频段发展。
电网企业大力攻坚4G技术
过去，配电网信息监测一般采用光纤或2G的GPRS窄带通信方式。“但这两种通信方式都有不足。”福建福州供电公司信通公司工程班班长何尚骏说，“配电网监测终端点多面广，虽然光纤通信具有稳定和高带宽的优点，但不能覆盖所有的配网终端。”
在推进坚强智能电网建设过程中，用电信息采集、配网自动化等大量业务数据需要实时传输。国网浙江省电力公司科信部信息处副处长姚玮说：“电网企业租用的公共网络已不能完全满足智能电网业务对带宽、实时性、数据传输安全性和可靠性的要求，尤其是在电话等设备使用高峰期，电网信息传送会遭遇‘堵车’。”
如何破除上述瓶颈，服务坚强智能电网建设?国家电网公司的回答是，抢占信息通信技术制高点，开展4G攻坚。
2008年，国家电网公司统筹推进坚强智能电网建设工作。由于信息通信是智能电网的神经系统，国家电网公司开始了新一代电力信息通信网络的研究与建设。随后，国网信息通信分公司等单位依托国家重大科技专项“面向智能电网的安全监控、输电效率、计量及用户交互的传感器网络研发与应用验证”“智能配用电网复合通信技术研究”，开始4G在电力行业应用研究，并充分利用已获国家无线电监测中心授权的230兆赫兹频率资源，设计研发出采用4G体制设计的230兆赫兹电力无线通信系统。
2011年，国家电网公司在海盐县供电公司完成230兆赫兹电力无线通信系统应用验证工作。次年2月，该技术通过中国电机工程学会技术鉴定，与会专家给予高度评价：从智能电网应用需求出发开发的新型230兆赫兹电力无线通信系统，首次在国际上应用，具有创新性。通过实际应用全面验证系统在智能电网配用电侧关键业务应用的适应性及可行性，在电力系统应用方面达到国际领先水平，具有良好的推广应用价值。
随着县域电力通信网试点建设工作开展，国家电网公司于2012年在冀北大厂、湖南长沙、江西九江等地采用4G技术，完成无线通信系统建设及业务应用工作。大厂作为县域电力通信网项目中首批试点无线通信网络的单位，以新型230兆赫兹电力无线通信系统为依托，建设的4个基站共计覆盖全县176 平方千米范围，承载用电信息采集、配电自动化、负荷控制、视频监控等业务。同年，国家电网公司在浙江绍兴建设1个覆盖面积约为30平方千米的实验系统，主要承载用电信息采集业务。
2013年，县域电力通信网试点建设项目范围进一步扩大，4G试点单位增加，蒙东巴林左旗、河北平山和张家口等地相继开展基于4G的电力无线通信网络建设。同时，国家电网公司积极开展4G在用电信息采集系统通道建设方面的业务试点，涵盖北京、江苏、浙江、重庆、宁夏、青海，并积极推动230 兆赫兹频点的备案及申请工作。
2014年1月6日，在北京市雅宝路工作的夏文瑞掏出手机，上网查询物流信息。几天前，她刚换了一张4G手机卡。夏文瑞启动手机浏览器，转瞬间，她就找到了想要的网页。夏文瑞用“使用4G卡浏览网页，连后悔关掉的机会都没有”表达对4G手机上网速度的感受。
传统的2G、3G网络难以支撑智能电网双向互动、实时高带宽营销互动业务，4G可实现用电双向互动、电动汽车与电网有效互动、营销办公及时互动。4G移动通信系统是多功能集成的宽带移动通信系统，上网速度是3G的10倍以上，具备三维图像高质量传输、高速移动无线信息存取等功能，安全性更高。
中国电力科学研究院信通所网络技术研究室副主任李炳林说：“移动公网的4G网络速度可以达到五六十兆位每秒，这是电网企业4G没法比的。由于电网企业230兆赫兹专网带宽只有1兆位每秒，采用4G后，正常状况下速度可以达到两三兆位每秒，但也比以前几十千位每秒的速度快多了。”
对于电网企业来说，4G主要用于现场运维检修、移动办公现场、基建施工。如今，青海、福建等部分单位试点工作进展顺利。
随着青海智能电网建设不断深入，用电信息采集、智能用电、配网自动化等项目加速推进，大量业务数据需要实时传输。目前，青海120万户客户的用电信息实现远程集抄，但部分农牧区高寒缺氧、山大沟深，客户居住偏远分散，租用GPRS等公共网络资源的方式已不能完全满足智能电网新业务对带宽、实时性、数据传输安全性和可靠性的要求。目前，青海约20万户农牧民的用电信息实时数据采集存在困难，智能电网建设受到制约。眼下，国网青海省电力公司正开展4G电力通信系统培训，230兆赫兹电力无线通信系统即将用于青海智能电网建设。
可喜的是，2013年9月，福州供电公司申请的1785～1790兆赫兹电力无线电频率通过福州市无线委员会审核。该公司拥有了福建省4G 无线网络企业专用频段四分之一的资源，成为省内首家获得该段频率的供电企业。国网电力科学研究院信息通信技术分公司副总工汪晓岩说：“这个试点的频段和频点与230兆赫兹不同，性能更好，运维、升级方便，技术成熟，标准化程度高。”
李炳林认为，电网企业有大量实时信息需要交换，4G技术提供了信息汇聚的渠道。信息就像货币，通过快速交换，才能更好地创造价值。特别是，随着新能源技术、智能技术、信息技术、网络技术的创新突破，第三次工业革命正在孕育发展。同时，公司正在开展大数据、云计算等方面的研究，这都将有效促进移动信息化、移动物联网等领域发展，更好地支撑智能电网建设。
功耗及安全性需重视
“4G有力推动了电网企业变革，为智能电网建设提供了新平台，可有效解决配用电网络地域分布广泛、测量监控点多、安全性要求高等问题，实现移动作业、视频监控、输电线路巡检、变电站视频传输，以及电力物联网终端与主站系统的信息交互。”汪晓岩说。
可以说，4G为未来电网发展勾画了一幅新图景，特别是在没有光纤的“盲区”，为数据实时安全传输提供了高效平台。何尚骏说，如果4G投入运用，以抢修为例，客户能利用手机等终端看到抢修现场的高清视频，甚至可以清晰地看到某一个绝缘子的裂缝;以客户服务为例，客户无需通过95598热线电话即可享受双向互动服务，将获得更好的体验。像何尚骏所在的福州供电公司一样，4G在电网企业中的运用目前主要是试点和试验性质，覆盖范围较小，不能完全反映实际应用中的问题，应用种类、终端功能、网管统一界面等方面的工作需进一步完善。
对于电网企业来说，4G来了，既有机遇也有挑战。李炳林认为，目前，在4G利用上，电网企业主要面临功耗大、电力专网与移动公网互通及安全性的问题。电网企业需要研究4G移动设备供电方案，因为这直接影响4G利用方式，电量不足，终端设备就没法长时间应用。需要注意的是，得有标准化产品。同时，电力通信专网与移动公网连接后，安全体系要进一步健全。
“与光纤通信相比，移动技术更复杂。光纤可以监控，移动信号容易被截获。如何应用4G，需要成熟的方案。”汪晓岩说，“目前，公司正在开展电力无线虚拟专网等相关研究，将根据试点遇到的问题，提早考虑应对之策。”
