電力通信優(yōu)化的分析與運(yùn)用

時(shí)間:2022-05-20 10:53:29

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電力通信優(yōu)化的分析與運(yùn)用

在電網(wǎng)的建設(shè)中,包括發(fā)電、變電、送電及用電在內(nèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)均離不開高效的電力通信服務(wù),電力通信擔(dān)負(fù)著自動(dòng)化控制、商業(yè)運(yùn)作及現(xiàn)代管理服務(wù)的責(zé)任。電力通信是電力系統(tǒng)的重要組成部分,只有保證優(yōu)質(zhì)可靠的通信,才能確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。電力通信的基礎(chǔ)設(shè)施見下圖1:智能電網(wǎng)需要建立高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成的通信系統(tǒng),為智能電網(wǎng)的保護(hù)和控制提供有效而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。近年來,以光纖通信為代表的通信方式在智能電網(wǎng)的建設(shè)中獲得了極大發(fā)展,另外,計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力線通信(BPL)、無線通信等技術(shù)也得到了極大普及。為了加強(qiáng)電力通信在電網(wǎng)智能化中的支撐作用,應(yīng)加大對(duì)電網(wǎng)通信的資金投入,完善相關(guān)配套設(shè)施,建立綜合性的配套網(wǎng)絡(luò),對(duì)電力通信的通道建設(shè)和環(huán)境管理及維護(hù)進(jìn)行可靠升級(jí)。進(jìn)而充分發(fā)揮先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等的推動(dòng)作用,為建設(shè)智能電網(wǎng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。1.我國電力通信的發(fā)展現(xiàn)狀分析在電力通信的發(fā)展初期,我國電網(wǎng)中,主要采用的通信方式是電力線載波與微波通信,這兩種方式的規(guī)模相對(duì)較小,技術(shù)也相對(duì)簡單。隨著電力需求的不斷增長,電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷增大,電力系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量及通道容量等具有更高要求,原來電話指揮已無法滿足安全用電要求,另外,電力系統(tǒng)中的調(diào)度管理技術(shù)也日益復(fù)雜。在此背景下,光纖通信日益成為電力通信的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過多年建設(shè),國網(wǎng)公司的骨干通信網(wǎng)基本建成了覆蓋各級(jí)電網(wǎng)主網(wǎng)架、滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行需要的“三縱四橫”通信傳輸網(wǎng)。光纜總長度近40萬公里,基本覆蓋各級(jí)變電站。在配網(wǎng)通信系統(tǒng)的建設(shè)中,綜合利用光纖、無線、電力線通信等多種方式,通信網(wǎng)規(guī)模小,覆蓋率低(不到15%)。用戶側(cè)通信方面,建設(shè)用電信息采集通信系統(tǒng),在部分城市開展了用戶寬帶接入試點(diǎn)工作,尚未形成具有電力特色的服務(wù)模式。隨著智能電網(wǎng)的興起,電力通信經(jīng)歷了從明線與同軸電纜發(fā)展到光纖傳輸、從橫交換發(fā)展到程控交換、從模擬網(wǎng)發(fā)展到數(shù)字通信等發(fā)展階段,而隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展,電力通信已經(jīng)日漸成為智能電網(wǎng)的神經(jīng)中樞,成為智能電網(wǎng)的業(yè)務(wù)交流的基礎(chǔ),有效支撐智能電網(wǎng)的發(fā)展。2.電力通信的智能化發(fā)展方向智能電網(wǎng)的電力通信發(fā)展,可以分為三個(gè)體系,具體如下:<1>發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施體系,例如網(wǎng)架、裝備等基礎(chǔ)設(shè)施。<2>技術(shù)支撐體系,例如國外已采用的成熟技術(shù)、信息通信行業(yè)的新發(fā)展等。<3>應(yīng)用體系,包括發(fā)電領(lǐng)域、輸電領(lǐng)域、變電領(lǐng)域、配電領(lǐng)域、用電領(lǐng)域、調(diào)度領(lǐng)域等。下文中,將從智能電網(wǎng)的各應(yīng)用體系和領(lǐng)域出發(fā),并展開分析,提出智能電網(wǎng)電力通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的具體發(fā)展方向。

(1)發(fā)電領(lǐng)域通信在發(fā)電領(lǐng)域中,主要用于電力市場交易、水情預(yù)報(bào)與水庫調(diào)度、運(yùn)行監(jiān)控和新能源的接入等。智能電網(wǎng)應(yīng)能有效消納新能源,并對(duì)新能源的安全接入等方面展開研究,最終解決好新能源并網(wǎng)問題。具體表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:<1>新能源并網(wǎng)接入的研究,包括:通信接口相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定,接入后的電能質(zhì)量、功率、電壓等方面的自動(dòng)調(diào)節(jié)。<2>新能源發(fā)電控制技術(shù)研究,包括:新能源的啟動(dòng)、停機(jī)、有功功率控制、無功/電壓調(diào)節(jié)、低電壓穿越能力等的控制。(2)輸電領(lǐng)域通信在輸電領(lǐng)域中,主要用于繼電保護(hù)和安穩(wěn)裝置等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、調(diào)度控制以及應(yīng)急、可視化監(jiān)測和巡檢、輸電監(jiān)測和安全預(yù)警等。智能電網(wǎng)將建設(shè)特高壓骨干網(wǎng)架,進(jìn)行電力遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗輸送,促進(jìn)我國電力工業(yè)的不斷優(yōu)化升級(jí)。智能電網(wǎng)的建設(shè)對(duì)輸電領(lǐng)域的要求主要集中于對(duì)輸電線路輸送能力的挖掘和狀態(tài)監(jiān)控。采用科學(xué)合理的信息通信方式,實(shí)現(xiàn)不同單位、機(jī)構(gòu)、裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)測信息靈活接入,方便進(jìn)行數(shù)據(jù)融合與統(tǒng)一,是智能電力通信對(duì)輸電網(wǎng)的建設(shè)要求。(3)變電領(lǐng)域通信在變電領(lǐng)域中,主要用于智能變電站自動(dòng)化、可視化運(yùn)行、遠(yuǎn)程監(jiān)視控制、巡檢等。近年來,智能變電站在全國范圍內(nèi)興起,成為智能電網(wǎng)的重要內(nèi)容,智能變電站對(duì)智能電網(wǎng)的建設(shè)提供數(shù)據(jù)和控制對(duì)象,多種先進(jìn)的通信和控制保護(hù)技術(shù)也應(yīng)用于智能變電站中。智能變電站采用先進(jìn)的傳感、信息、通信、控制、智能等技術(shù),以智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備、規(guī)范化信息平臺(tái)為基礎(chǔ),因此,開發(fā)新的電力通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)變電站實(shí)時(shí)全景監(jiān)測、自動(dòng)運(yùn)行控制、智能調(diào)節(jié)、與站外系統(tǒng)協(xié)同互動(dòng)等功能,建立變電可靠性高、人工干預(yù)少、能支撐電網(wǎng)安全運(yùn)行等目標(biāo)的變電站,電力通信在我國大有可為。(4)配電領(lǐng)域:通信在配電領(lǐng)域中,主要用于配網(wǎng)自動(dòng)化、配電管理巡檢、分布式能源和儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入、電源質(zhì)量監(jiān)測等。智能配電網(wǎng)的建設(shè)是電網(wǎng)智能化的重要環(huán)節(jié)。智能配電網(wǎng)具有系統(tǒng)集成互動(dòng)、自愈、兼容、優(yōu)化的特點(diǎn),它集成了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)與通信、高級(jí)傳感和測控等技術(shù),具有靈活可靠且高效的配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu),并建立在高可靠性、高安全性的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上,可以支持分布式電源及儲(chǔ)能裝置的接入,具有較高的電能質(zhì)量。(5)用電領(lǐng)域通信在用電領(lǐng)域中,主要用于智能用電信息采集、高級(jí)計(jì)量管理、互動(dòng)營銷管理、智能小區(qū)、智能化需求側(cè)管理等。電力通信的應(yīng)用應(yīng)集中于合理選擇適用的通信方式,集成應(yīng)用無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電力線載波、短距離無線和無線公網(wǎng)技術(shù),構(gòu)建智能用電通信網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)用電信息的采集、電網(wǎng)與用戶的互動(dòng)服務(wù)。(6)調(diào)度領(lǐng)域通信在調(diào)度領(lǐng)域中,主要用于管口電量采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警、節(jié)能調(diào)度發(fā)電、可視化全景調(diào)度等。通信在調(diào)度的應(yīng)用將集中于基于SDH技術(shù)建設(shè)繼電保護(hù)通道專線、提供高可靠、低時(shí)延繼保、安穩(wěn)信號(hào)傳輸要求。基于TDM技術(shù)構(gòu)建的SDH/MSTP電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng),提供電網(wǎng)調(diào)度、安穩(wěn)、PMU等電網(wǎng)生產(chǎn)控制業(yè)務(wù)。

隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大,容量進(jìn)一步提升,以光纖通信為代表的電力通信將具有更加廣闊的發(fā)展空間。未來,電力通信將在傳輸介質(zhì)、傳輸技術(shù)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、骨干通信方式等方面發(fā)生更大的變革,電力通信的技術(shù)將不斷進(jìn)步,在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用前景持續(xù)良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

本文作者:胡春霞工作單位:福建省羅源縣供電有限公司