電力通信優化的分析與運用
時間:2022-05-20 10:53:29
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在電網的建設中,包括發電、變電、送電及用電在內的各個環節均離不開高效的電力通信服務,電力通信擔負著自動化控制、商業運作及現代管理服務的責任。電力通信是電力系統的重要組成部分,只有保證優質可靠的通信,才能確保電網的安全穩定運行。電力通信的基礎設施見下圖1:智能電網需要建立高速、雙向、實時、集成的通信系統,為智能電網的保護和控制提供有效而準確的數據。近年來,以光纖通信為代表的通信方式在智能電網的建設中獲得了極大發展,另外,計算機技術、電力線通信(BPL)、無線通信等技術也得到了極大普及。為了加強電力通信在電網智能化中的支撐作用,應加大對電網通信的資金投入,完善相關配套設施,建立綜合性的配套網絡,對電力通信的通道建設和環境管理及維護進行可靠升級。進而充分發揮先進的計算機技術、網絡通信技術等的推動作用,為建設智能電網打下堅實基礎。1.我國電力通信的發展現狀分析在電力通信的發展初期,我國電網中,主要采用的通信方式是電力線載波與微波通信,這兩種方式的規模相對較小,技術也相對簡單。隨著電力需求的不斷增長,電力系統的規模不斷增大,電力系統的傳輸質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,電力系統中的調度管理技術也日益復雜。在此背景下,光纖通信日益成為電力通信的基礎網絡。經過多年建設,國網公司的骨干通信網基本建成了覆蓋各級電網主網架、滿足電網安全穩定運行需要的“三縱四橫”通信傳輸網。光纜總長度近40萬公里,基本覆蓋各級變電站。在配網通信系統的建設中,綜合利用光纖、無線、電力線通信等多種方式,通信網規模小,覆蓋率低(不到15%)。用戶側通信方面,建設用電信息采集通信系統,在部分城市開展了用戶寬帶接入試點工作,尚未形成具有電力特色的服務模式。隨著智能電網的興起,電力通信經歷了從明線與同軸電纜發展到光纖傳輸、從橫交換發展到程控交換、從模擬網發展到數字通信等發展階段,而隨著計算機和網絡通信技術的發展,電力通信已經日漸成為智能電網的神經中樞,成為智能電網的業務交流的基礎,有效支撐智能電網的發展。2.電力通信的智能化發展方向智能電網的電力通信發展,可以分為三個體系,具體如下:<1>發展基礎設施體系,例如網架、裝備等基礎設施。<2>技術支撐體系,例如國外已采用的成熟技術、信息通信行業的新發展等。<3>應用體系,包括發電領域、輸電領域、變電領域、配電領域、用電領域、調度領域等。下文中,將從智能電網的各應用體系和領域出發,并展開分析,提出智能電網電力通信網絡建設的具體發展方向。
(1)發電領域通信在發電領域中,主要用于電力市場交易、水情預報與水庫調度、運行監控和新能源的接入等。智能電網應能有效消納新能源,并對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問題。具體表現在以下兩個方面:<1>新能源并網接入的研究,包括:通信接口相關標準的制定,接入后的電能質量、功率、電壓等方面的自動調節。<2>新能源發電控制技術研究,包括:新能源的啟動、停機、有功功率控制、無功/電壓調節、低電壓穿越能力等的控制。(2)輸電領域通信在輸電領域中,主要用于繼電保護和安穩裝置等實時數據傳輸、調度控制以及應急、可視化監測和巡檢、輸電監測和安全預警等。智能電網將建設特高壓骨干網架,進行電力遠距離、大容量、低損耗輸送,促進我國電力工業的不斷優化升級。智能電網的建設對輸電領域的要求主要集中于對輸電線路輸送能力的挖掘和狀態監控。采用科學合理的信息通信方式,實現不同單位、機構、裝置的實時監測信息靈活接入,方便進行數據融合與統一,是智能電力通信對輸電網的建設要求。(3)變電領域通信在變電領域中,主要用于智能變電站自動化、可視化運行、遠程監視控制、巡檢等。近年來,智能變電站在全國范圍內興起,成為智能電網的重要內容,智能變電站對智能電網的建設提供數據和控制對象,多種先進的通信和控制保護技術也應用于智能變電站中。智能變電站采用先進的傳感、信息、通信、控制、智能等技術,以智能化一次設備、網絡化二次設備、規范化信息平臺為基礎,因此,開發新的電力通信技術,實現變電站實時全景監測、自動運行控制、智能調節、與站外系統協同互動等功能,建立變電可靠性高、人工干預少、能支撐電網安全運行等目標的變電站,電力通信在我國大有可為。(4)配電領域:通信在配電領域中,主要用于配網自動化、配電管理巡檢、分布式能源和儲能系統的接入、電源質量監測等。智能配電網的建設是電網智能化的重要環節。智能配電網具有系統集成互動、自愈、兼容、優化的特點,它集成了現代計算機與通信、高級傳感和測控等技術,具有靈活可靠且高效的配電網網架結構,并建立在高可靠性、高安全性的通信網絡基礎上,可以支持分布式電源及儲能裝置的接入,具有較高的電能質量。(5)用電領域通信在用電領域中,主要用于智能用電信息采集、高級計量管理、互動營銷管理、智能小區、智能化需求側管理等。電力通信的應用應集中于合理選擇適用的通信方式,集成應用無源光網絡技術、電力線載波、短距離無線和無線公網技術,構建智能用電通信網絡。實現用電信息的采集、電網與用戶的互動服務。(6)調度領域通信在調度領域中,主要用于管口電量采集、實時監控與預警、節能調度發電、可視化全景調度等。通信在調度的應用將集中于基于SDH技術建設繼電保護通道專線、提供高可靠、低時延繼保、安穩信號傳輸要求。基于TDM技術構建的SDH/MSTP電力調度數據網,提供電網調度、安穩、PMU等電網生產控制業務。
隨著我國電網規模的進一步擴大,容量進一步提升,以光纖通信為代表的電力通信將具有更加廣闊的發展空間。未來,電力通信將在傳輸介質、傳輸技術、傳輸網絡、骨干通信方式等方面發生更大的變革,電力通信的技術將不斷進步,在智能電網中的應用前景持續良好的發展態勢。
本文作者:胡春霞工作單位:福建省羅源縣供電有限公司
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