3.1 无线通信网络业务需求
作为服务于行业用户的电力无线通信网，满足能源互联网的业务需求是网络建设的出发点，对业务需求的满足程度是评价无线专网好坏的重要依据。脱离实际业务需求而单纯追求个别技术指标的高低没有太多的实际意义。本节对能源相关领域的业务需求做简要分析，为电力无线专网建设提供必要的参考。
下面将从业务应用的角度出发，依据国家标准、行业标准和相关企业标准，结合用户的实际需求，分析无线通信网络需要承载的业务需求。
3.1.1 智能电网业务需求
电力无线专网承载的业务包括基本业务和扩展业务，覆盖采集类、控制类和移动类三个领域，其中既有面向采集和控制的小颗粒数据传输业务，也有面向多媒体的大颗粒传输业务[1]。这里结合国家能源局、国家电网的相关标准规范，对电力智能电网业务的通信需求做分析，明确业务终端通信接入在传输带宽、通信时延、数据可靠性等方面的要求指标。
1.配电自动化
1）业务特征
（1）业务功能特征：根据DL/T 814—2013《配电自动化系统技术规范》，配电自动化业务用于监视和控制配电网的运行情况。
（2）业务流向特征：配电自动化通信系统用于传输上行方向的遥信、遥测业务，以及下行方向的常规总召、遥控命令，具有上行业务流量大、下行业务流量小的特点。
（3）业务工作周期特征：终端心跳周期为秒级；终端时钟同步和主站总召周期为分钟级；遥控、遥信频率不固定。遥测业务配电终端在电压变化1V、电流变化10mA或50mA时，向主站上传一次数据。
（4）业务终端工作环境特征：配电终端应能在户外的恶劣天气下正常工作，在环网柜或地下配电室等弱信号环境中工作的终端应能够稳定运行。
2）业务通信要求
（1）通信可靠性要求：配电终端在线率要求不低于95%；遥信正确率不低于95%；遥信成功率不低于90%。
（2）业务移动性要求：要求终端固定。
（3）业务峰值速率要求：光纤专网的接入速率要求为19.2kbps，其他方式要求为2.4kbps。
（4）业务时延要求：不同配电业务的时延要求如表3-1所示。
表3-1 不同配电业务的时延要求
（5）业务终端上联接口要求：配电自动化业务应支持以太网及RS 232/ RS485接口。
2.用电信息采集
1）业务特征
（1）业务功能特征：用电信息采集业务支持用电信息的自动采集、用电分析、计量异常监测、实时监控等功能。
（2）业务流向特征：用电信息采集业务包括终端上传的状态量和主站下发的总召命令，具有上行业务流量大、下行业务流量小的特征。
（3）业务工作周期特征：专变采集业务每天采集1次，集中抄表业务主站每天集中采集1次，终端的脉冲心跳每小时1次。
（4）业务终端工作环境特征：室内环境。
2）业务通信要求
（1）通信可靠性要求：遥控成功率不低于99.99%；单次采集成功率不低于95%；周期采集成功率不低于99.5%。
（2）业务移动性要求：终端固定。
（3）业务峰值速率要求：用电数据采集业务的速率要求约为1.05kbps，负荷控制指令的速率要求约为2.5kbps。
（4）业务时延要求：用电信息采集业务的时延要求如表3-2所示。
表3-2 用电信息采集业务的时延要求
（5）业务终端上联接口要求：用电信息采集业务应支持以太网口、TTL串口、USB接口；负荷控制和专变采集业务应支持以太网口、TTL串口、RS 232串口。
3.精准负荷控制
1）业务特征
（1）业务功能特征：精准负荷控制用于实现快速负荷控制。
（2）业务流向特征：在主站与终端之间交互控制指令等数据信息。
（3）业务工作周期特征：遥测周期为80ms、遥信周期为10ms。
（4）业务终端工作环境特征：室内环境。
2）业务通信需求
（1）通信可靠性要求：精准负荷控制未对单个终端运行状态及通信可靠性提出明确要求。
（2）业务移动性要求：终端固定。
（3）业务容忍最大时延要求：毫秒级系统最大时延为650ms，秒级系统最大时延为8.7s，分钟级系统最大时延为5min。
（4）业务终端上联接口要求：精准负荷控制业务应支持以太网接口。
4.视频监控
1）业务特征
视频监控业务一般用于施工现场或配电房，用于将视频通过无线网络传到办公管理区域。
2）业务通信需求
普清视频传输速率要求为2Mbps，高清视频传输速率要求为4Mbps，下行控制信息传输速率约为10kbps。
5.电力应急通信
1）业务特征
（1）业务功能特征：电力应急通信分为突发事件场景和重要保电场景。突发事件场景要求能够快速建立指挥中心与现场之间的通信通道，保障关键业务的通信；重要保电场景要求保障现场临时业务，保证生产控制业务通道的运行。
（2）业务流向特征：应急指挥功能的业务为指挥中心与现场间双向传输的语音或视频；保证用电场景的业务流向为电力业务的原本流向。
（3）业务终端工作环境特征：电力应急通信终端的工作环境需要满足DL/T 5505—2015《电力应急通信设计技术规程》的要求。
2）业务通信需求
（1）业务移动性要求：应急指挥功能要求终端支持高速移动性；电力运行控制业务恢复或加固要求终端固定。
（2）通道性能要求：应急指挥和电力运行控制的性能要求如表3-3和表3-4所示。
表3-3 应急指挥的性能要求
表3-4 电力运行控制的性能要求
3.1.2 新能源领域业务需求
新能源是指传统能源之外的各种能源，主要包括太阳能、风能、生物质能、地热能等。新能源具有污染小、储量大、分布广等特点。下面以光伏、风电新能源为例，介绍新能源领域的业务需求。
1.光伏能源
随着太阳能光伏发电技术的不断发展与推广，光伏行业也迎来了自己的春天，得到了大力发展。为了对光伏电站进行数字化、科学化的管理，数据监控已成为光伏发电系统的标配，实现对光伏电站的“可监可控”，这样可以随时发现电站的问题，降低维护成本，提高故障处理效率，进而提升电站收益。
数据监控已成为光伏系统必不可少且至关重要的组成部分。为了使发电系统稳定、可靠、高效地运行，必须对分布式光伏发电设备进行有效监控，通过获取各设备的运行参数，及时判断和分析系统运行的情况。
数据监控包括上行数据通信采集和下行远程控制两部分。
（1）上行数据通信采集是光伏能源最基本的业务需求，也是实现实时监控和远程监控的基本条件。采集信息包含各设备的各项实时参数。
（2）下行控制方面，系统能够把控制命令转换成设备能够识别的指令，使设备执行预期的动作。
2.风电能源
风力发电技术是将风能转化为电能的技术。风力发电通信主要包括系统通信和场内通信。系统通信主要利用有线方式，为接入电网的运行、经营和管理等提供传输和交换所需要的各种信息。场内通信主要指各风力发电机组与升压站监控主机之间的通信，承载的主要业务有以下几项。
（1）监测数据：风速、风向、功率、电压、电流、温度等。
（2）控制数据：风机的开机、停机、复位、偏航等。
（3）视频数据：风机监控、场站监控。
（4）语音数据等。