��������� ����� ��������� ��������� ��������� �� �� �� �� 新型电力系统发展趋势及挑战 01 - 2 - - 3 - 新一代低压电力线宽带载波通信助力新型电力系统 技术白皮书 新型电力系统的显著特征是新能源在电源结构中占据主导地位。2024 年《加快构建新型电力系统行动方案 （2024-2027 年）》（发改能源〔2024〕1128 为基础的低压侧智能化应用经验推广，推动低压侧从被动承接到主动调控的范式变革，其重点之一是推进新一代载波变 革和产品升级换代，全面提升低压侧通信水平。 1. 新型电力系统发展趋势及挑战 低压台区通信网络是电网与用户连接的“最后一公里”，是电网提升数字感知能力、数字决策能力和数字共享能 力的关键。电力线载波通信技术在低压侧“最后一公里”网络覆盖、业务接入、电力信息感知等方面具有独到优势，是 低压配 低压配电网数字化、智能化发展的关键。随着新型电力系统建设概念的提出，低压台区“源网荷储”多类型、强互动业 务高速发展，对低压台区通信性能提出更高要求，推动低压电力线载波通信向高速率、低时延、高可靠、多业务承载方 向发展。 未来，新一代低压电力线宽带载波通信（以下简称“新一代载波”）的发展将更加注重高性能、多功能化和标准化。 一方面，借鉴 5G 通信技术，通过改进调制技术和优化信号处理算法，采用正交频分多址（Orthogonal

基于覆盖距离估算吞吐率 3 各公共信道 / 控制信道的覆盖估 算 25 5G 链路预算中需要考虑的链路影响因素 路径损耗 (dB) ＝ 基站发射功率 (dBm) － 10×log10( 子载波数 ) ＋ 基站天线增益 (dBi) － 基站馈线损耗 (dB) －穿透损耗 (dB) － 植被损耗 (dB) – 人体遮挡损耗 (dB) - 干扰余量 (dB) – 雨 / 冰雪余 量（ 邻区作用：邻区在移动性、 LTE-NR DC 等特性中使用，需提前规划  NSA Option 3X 场景， NSA 组网下支持 LTE-NR DC 和 NR 内 CA, 协议规定 LTE 始终是主载波， NR 始终是辅载波  和 4G 相比， 5G 区分 NSA/SA 组网模式，邻区作用、邻区规划原 则和思路相同，规格有差异。  SA 场景下， NR->LTE 基站间不需要 Xn/X2 ，依赖核心网的 规划方法 LTE->LTE LTE 加 LTE 邻区 NSA DC 用户移动性切换 - LTE->NR LTE 加 NR 邻区 在 LTE 上添加 NR 辅载波 5G RAN1.0 只能手动配置。 NR->NR NR 加 NR 邻区 NR 辅载波移动性切换 可以借助 LTE 的规划工具（如 U-NET ）进行离线邻区规划。 U-NET 可以基于网络 的拓扑，覆盖预测以及预设的切换门限进行邻区规划。借助

kinematic)实时动态载波相位差分技术，是实时处理两 个测量站载波相位观测量的差分方法。即将基准站采集的载波相位发送给用户 (移动站)接收机，进行求差解算坐标。 PPK 技术(Post-Processing Kinematic，动态后处理差分)载波相位事后差分 技术，与 RTK 系统一样，同样由基准站和流动站组成。工作原理是使用同步观 测的一台基准站和至少一台移动载体站同时对卫星的载波相位进行测量且实时 记录，初始化后的移动站在每个待定点移动过程中持续保持对卫星的连续测量， 将整周模糊度传递至下一待定点。当整体测量完成之后，使用 GPS 软件将基准 站和移动站同步接收的不同数据在计算机中进行线性组合，得到虚拟载波相位 观测量值，计算接收端之间精确的相对位置，通过坐标转换得到移动载体在地 方坐标系中的坐标情况。 在实际应用中，一般来说，RTK 用于无人机实时飞行定位，PPK 用于测绘数 据的后处理。

Subscriber Line ，非对称数字用户线) 支持 wifi 接入，3G 回传 POE 供电 整机交换容量 32G 2GE 8FE 1 超短波接收终端 STR－IC2 四相位子载波叠加解调 频率设置 170MHz－860MHz，单工 1 接入交换机 端口配置 8 * FE + 1 * GE Combo 交换容量 3.6Gbps 转发性能 2.7 Mpps 频率：2491.75±4.08MHz （扩频频谱零点带宽）； 载波频偏：≤±500Hz； 开机捕获时间≤ 2s，失锁重捕时间≤ 1s； 接收灵敏度≤ -127.6dBm（误码率小于 10-5）； 在接收灵敏度不低于 127.6dBm 情况下，通讯成功 率高于 99.5%； 1 超短波发射机 STR－IC2 四相位子载波叠加调制 频率设置 110MHz－860MHz，单工 通视传输距离：全向绕射 2—5Km ，定向通讯≥25Km 传输带宽：2—8M 1 超短波中继器 STR－IC2 四相位子载波叠加调制 频率设置 300MHz－900MHz，单工 通视传输距离：全向绕射 2—5Km ，定向通讯≥25Km 传输带宽：2—8M 硬盘接口 SATA 硬盘 网络接口 10M/100M 自适应以太网端口 1 台（中 继每 2-5Km）

而低空自组网中节点在 高度维度也频繁变化，且受天气、气流等不确定因素影响，信道竞争和重传问题更突出。 因此，可在 MAC 层和物理层，以及路由层实现协同优化。在 MAC 层和物理层引入改进型 载波侦听多路访问/冲突避免（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance, CSMA/CA）、自组织分组多址（Self-organized Routing, OLSR）、按需距离向量路由协议 （Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing, AODV）等经典协议基础上，加入基于移 动轨迹预测和 MAC 层载波侦听机制的链路选择等技术，提高路由协议对链路状态变化的感 知能力。 （3）边缘计算与协同处理 与地面终端相比，低空自组网中终端节点计算、存储能力更为有限。如图 11 所示，可 在低空飞行器群 度，提高不同功能和子网 之间的频谱利用效率。 图 13 智能频谱共享技术示意图 （2）多层网络间频率协调 当采用地面网络覆盖地面用户和低空用户时，可以采用频率统一管理方法。例如使用 同一个载波，实现地面用户和低空用户的共享。但当低空用户较多时，应采用频分复用方 式，提升低空网络的服务能力。对于低空平台服务地面用户，则需要和地面网络采用频分 复用方式。对于卫星网络服务低空用户，为抑制对地面用户的干扰，和地面基站采用的频

kinematic)实时动态载波相位差分技术，是实时处理两 个测量站载波相位观测量的差分方法。即将基准站采集的载波相位发送给用户 (移动站)接收机，进行求差解算坐标。 PPK 技术(Post-Processing Kinematic，动态后处理差分)载波相位事后差分 技术，与 RTK 系统一样，同样由基准站和流动站组成。工作原理是使用同步观 测的一台基准站和至少一台移动载体站同时对卫星的载波相位进行测量且实时 记录，初始化后的移动站在每个待定点移动过程中持续保持对卫星的连续测量， 将整周模糊度传递至下一待定点。当整体测量完成之后，使用 GPS 软件将基准 站和移动站同步接收的不同数据在计算机中进行线性组合，得到虚拟载波相位 观测量值，计算接收端之间精确的相对位置，通过坐标转换得到移动载体在地 方坐标系中的坐标情况。 在实际应用中，一般来说，RTK 用于无人机实时飞行定位，PPK 用于测绘数 据的后处理。

智慧城市智慧灯杆万物互联建设方案 智能照明 智慧灯杆 智慧城市  智慧照明解决方案一 智能照明 通信技术 电力线载波通信 RF 2.4G/433/868/915M GPRS/3G/4G NB IoT/LoRa 智慧照明解决方案 视频和无线覆盖的高速网 ＮＢＩＯＴ的物联网 ZIGBEE 2G ＮＢＩＯＴ 低功耗 低成本 分布式数据处理，可扩展系统容量， 支持高并发数据访问，实现上亿物联 网节点的介入和数据交互。 系统特点—开放性好 WIFI 大数据 O2O 系统设计便捷的协议转换层，可无缝兼 容各种通信设备，包括电力载波、无线 通信、 2G/3G/4G 、 NBIOT/LoRa ，支 持第三方系统快速无缝接入。 通过灯杆组网的主要优势 智慧灯杆 智慧路灯 智慧城市 基于智慧灯杆的城市物联网信息平台 基于智慧灯杆的城市物联网信息平台

公共服务 生产作业 应急救援 路政巡查 城市治理 气象探测 环保监测 警务航空 . . 3.5GHz 基站通过二载波空地波束分层， 兼顾低空与地面覆盖。 载波 1 对空覆盖 对地覆盖 空地一体基站： 经外场验证， 结合 200M 大带宽优势， 通过不同波束配置， 可快速 实现城区 300m 以下低空覆盖。 （县乡场景） 县乡 场景 城区 场景 建网成本低 可复用现网资源，无需大规模新建 3.5G 和 2.1G 两个频段在 5G 时代已被大规模使用， 终端渗透率达 100% 产业成熟 载波 2 浙江电信已在省内建成“ 4+11+X ” 算力布局， 依托“息壤”“云骁 ”“慧聚 ”三大智算平台， 提升算网感知、 跨域调度、随愿自治等能力， 构建多元泛在、智能敏捷、安全可靠、绿色低碳的算力基础设施。

支持更大的信号带宽，采样率更高 5G 支持更大的子载波间隔 5G 可以支持更精细的时间粒度 5G 可以支持基于波束的参考信号发送 21 5G 技术发展及融合创新应用方案 5G 按支持 500km/h 的移动速度进行系统设计，比 LTE 的 350km/h 速度更快，部署频段也可更 高 支持更快的移动性： 5G 多种手段满足高速移动场景需求 ① 高速移动时，多普勒频偏大增大信号的子载波间隔 ② 高速移动时，信 数据解调参考信号 DMRS 符号间隔最短为 3 个符号， 4G 中 1 个子帧中间隔为 7 个符号（ 499.38us ），快 速反应 增强 1 ： 5G 系统在低频段可支持 15/30/60kHz 的子载波间隔， 4G 仅为 16kHz ，减低频偏 影响 自动驾驶以及网联无人机需要在高移动场景下开展应用 速率要求 能力数值 绝对速度 100-200km/h 相对速度 500km/h 以上 网联无人机

围绕400V实现透明化，拉通主配微，让千家万户、千行百业 参与。 当前，高速电力线载波（HPLC）技术在400V透明通信 领域已经广泛应用，并取得较好的成果。新型电力系统背景下， 低压400V要从用电信息采集客户满意度管理，走向源网荷储 互动。分布式光伏、分布式储能、海量充电桩、用户互动等都 需要把400V载波通信上升到综合通信网，并按目标网管理， 构建“三个9”以上的可靠性、秒级互动、通感算一体、拓扑 第二个创新实践是新一代HPLC+RF双模载波。试点验证 表明，新一代双模能在1~2小时完成低压拓扑的自动识别，准 确率达到100%，在采集成功率和停电事件上报方面，新一代 双模的准确率可以达到99%以上。 在采集性能方面，对300块电表规模的一个低压台区完成 一轮采集，单模载波需要15分钟，普通双模需要5分钟，而新 一代双模仅用时1分钟。最大的提升点是在拓扑识别方面，新 一代双模载波无需增加任何外置设备，仅依靠模块内置算法， APP柔性开发平台以及物联全景状态监测等多平台智慧物联体 系基底，构建全新的电力物联网应用。 其中，华为提供基于“云-管-边-管-端”架构的智慧配电解 决方案： ·在管侧（低压），HPLC双模电力载波通信可以实现99.9% 的通信可靠性，支持分钟级采集和秒级控制，支撑低压透明 化，实现低压“可观+可测+可调+可控+可追溯”；通过无 扰台区识别，实现户变关系精准识别，准确率达99%以上， 为线损分析、故障定位提供基础。