智能配電網(wǎng)通信要求和具體技術(shù)分析

山西省長治市國網(wǎng)長治信通公司 王 榮

智能配電網(wǎng)通信要求和具體技術(shù)分析

山西省長治市國網(wǎng)長治信通公司 王 榮

在智能配電網(wǎng)中,對(duì)于信息通信有著極高的要求,通信網(wǎng)的建設(shè)是構(gòu)建和發(fā)展智能配電網(wǎng)的基礎(chǔ)條件,尤其是在分布式電源、智能配網(wǎng)設(shè)備不斷應(yīng)用的基礎(chǔ)上,配網(wǎng)通信的業(yè)務(wù)需求出現(xiàn)了很大的變化。本文立足智能配電網(wǎng)通信業(yè)務(wù)的需求,分析了基本的通信要求,同時(shí)對(duì)滿足通信要求的關(guān)鍵技術(shù)了闡述,希望能夠?yàn)橹悄芘潆娋W(wǎng)通信系統(tǒng)的建設(shè)提供參考。

智能配電網(wǎng);通信要求;技術(shù)

前言

智能配電網(wǎng)屬于智能電網(wǎng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比,具有良好的自愈能力,更高的安全性和電能質(zhì)量,能夠支持分布式電源的大量接入,可以實(shí)現(xiàn)與用戶的互動(dòng),同時(shí)為配電及用電管理的信息化奠定良好的基礎(chǔ)。在智能配電網(wǎng)中,業(yè)務(wù)類型眾多,不用的業(yè)務(wù)在覆蓋面、通信需求等方面存在著一定的差異,需要技術(shù)人員做好深入的分析和研究。

1.智能配電網(wǎng)通信的業(yè)務(wù)需求

配電通信網(wǎng)是構(gòu)成智能配電網(wǎng)的重要組成部分,也是智能配電網(wǎng)得以實(shí)現(xiàn)和完善的基礎(chǔ)與前提。構(gòu)建成熟可靠、經(jīng)濟(jì)合理的通信網(wǎng),滿足智能電網(wǎng)發(fā)展環(huán)節(jié)對(duì)于信息傳輸?shù)男枨?為電力智能化設(shè)備及系統(tǒng)的運(yùn)行提供通信保障,是智能配電通信網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)。從當(dāng)前我國智能配電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀分析,配電通信網(wǎng)具備幾個(gè)比較關(guān)鍵的業(yè)務(wù)需求:一是ADO通信需求,包括縱聯(lián)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)通信需求、高級(jí)配電自動(dòng)化通信需求和分布式電源通信需求,其對(duì)于通信速率的要求較高,一般情況下應(yīng)該選擇以太網(wǎng)作為通道接口,配合光纖通信平臺(tái);二是AMI通信需求,包括負(fù)荷需求側(cè)管理通信需求以及智能電表通信需求,同樣可以選擇以太網(wǎng)作為通道接口,不過其本身的信息流量較小,從降低成本的角度,可以選擇載波、無線寬帶等作為通信平臺(tái);三是AAM通信需求,主要是針對(duì)智能配電網(wǎng)中設(shè)備或者線路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè),以保證良好的運(yùn)行效果和較高的檢修效率,保障配電網(wǎng)的運(yùn)行安全,對(duì)于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息的控制和傳輸,可以選擇的通信平臺(tái)為無線網(wǎng),可以通過租用公網(wǎng)無線的方式來滿足通信要求[1]。

2.智能配電網(wǎng)通信的具體要求

在智能配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)環(huán)節(jié),不僅需要滿足上述業(yè)務(wù)需求,還必須滿足一些具體的要求,保證配電通信網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

2.1 安全性

電力行業(yè)屬于高危行業(yè),其本身就存在著很大的安全風(fēng)險(xiǎn),因此,在進(jìn)行配網(wǎng)通信網(wǎng)的構(gòu)建時(shí),必須首先考慮安全性的要求。結(jié)合我國現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)定和要求,在進(jìn)行電力二次系統(tǒng)的建設(shè)過程中,需要做好安全防護(hù)工作,堅(jiān)持網(wǎng)絡(luò)專用、安全分區(qū)、縱向認(rèn)證、橫向隔離的基本原則。應(yīng)該明確智能配電網(wǎng)中電力監(jiān)控系統(tǒng)的輻射范圍,將配網(wǎng)自動(dòng)化、負(fù)荷控制、縱聯(lián)保護(hù)等全部納入其中,結(jié)合專用網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)控制大區(qū),作為承載電力監(jiān)控系統(tǒng)的平臺(tái),盡可能消除安全隱患。

2.2 經(jīng)濟(jì)性

配網(wǎng)本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)備數(shù)量多,配電通信網(wǎng)的設(shè)計(jì)必須立足智能配網(wǎng)業(yè)務(wù)的具體需求和發(fā)展情況,將通信節(jié)點(diǎn)分為覆蓋和保障兩種不同的類型,選擇針對(duì)性的通信方式,在充分滿足業(yè)務(wù)通行需求的前提下,對(duì)通信的成本進(jìn)行控制,提升智能配電網(wǎng)通信的經(jīng)濟(jì)性[2]。

2.3 可靠性

在智能配電網(wǎng)中,通信的可靠性非常關(guān)鍵,直接影響著通信的效果,影響了配網(wǎng)的正常運(yùn)行。因此,信息傳輸通道必須設(shè)置備用,而且確保其具備一定的自愈功能,將通信設(shè)備的可靠性提升到工業(yè)級(jí),設(shè)置不間斷電源,做好機(jī)房環(huán)境的建設(shè),為通信的可靠性奠定良好的基礎(chǔ)條件。

3.智能配電網(wǎng)通信的關(guān)鍵技術(shù)

從智能配電網(wǎng)通信的業(yè)務(wù)需求以及系統(tǒng)的具體通信要求考慮,在進(jìn)行通信網(wǎng)設(shè)計(jì)及構(gòu)建時(shí),應(yīng)該合理選擇通信技術(shù),提升通信的效率和質(zhì)量,降低通信成本,進(jìn)而推動(dòng)智能配電網(wǎng)的穩(wěn)定健康發(fā)展。

3.1 關(guān)鍵技術(shù)

(1)電力線通信技術(shù):電力線通信屬于傳統(tǒng)技術(shù),一般指寬帶電力線通信技術(shù),數(shù)據(jù)傳輸速率最高可以達(dá)到100Mbit/s,基本上能夠滿足任何電力業(yè)務(wù)通信的需求。不過,這種通信技術(shù)無法使用TCP/IP通信協(xié)議,想要實(shí)現(xiàn)與其他通信網(wǎng)絡(luò)的相互連接非常困難,同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)存在著信號(hào)衰減、負(fù)荷巨大、載波頻率低等問題,需要技術(shù)人員的深入研究,合理選擇通信標(biāo)準(zhǔn),在實(shí)現(xiàn)不同通信網(wǎng)絡(luò)有效互聯(lián)的同時(shí),提升通信的速度和質(zhì)量[3]。

(2)光纖以太網(wǎng)通信技術(shù):可以分為光纖復(fù)合架空地線技術(shù)以及自承式光纜技術(shù)兩種,前者主要設(shè)計(jì)將光纖單元融入到了傳統(tǒng)的相線結(jié)構(gòu)中,有效避免了路由協(xié)調(diào)以及電磁兼容等問題,施工更加便利;后者則能夠顯著降低安裝成本,不過考慮到架空作業(yè)問題,比較適用于既有線路的改造,從而避免停電作業(yè)的情況。

(3)無線通信技術(shù):在信息化技術(shù)飛速發(fā)展的帶動(dòng)下,無線通信已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)圖像、語音、視頻等多媒體信息的可靠傳輸,其在實(shí)際應(yīng)用中最為關(guān)鍵的問題,就是信息速率、傳輸環(huán)境以及信號(hào)干擾等。就目前而言,在智能配電網(wǎng)中應(yīng)用無線通信技術(shù),能夠有效減少自然災(zāi)害的影響,確保在臺(tái)風(fēng)、暴雨等惡劣天氣下的正常通信。

(4)EPON通信技術(shù):EPON指基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò),能夠適應(yīng)智能配電網(wǎng)自動(dòng)化點(diǎn)到多點(diǎn)的傳輸模式,不僅組網(wǎng)方式靈活,可靠性高,傳輸速度快,而且可以對(duì)現(xiàn)有的以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行兼容,維護(hù)簡單,在配電自動(dòng)化領(lǐng)域中得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用,成為智能配電網(wǎng)通信技術(shù)的有限選擇[4]。

3.2 技術(shù)方案

立足智能配電網(wǎng)的通信業(yè)務(wù)需求,以110kV智能變電站為例,對(duì)通信網(wǎng)的組網(wǎng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)明確。通信網(wǎng)以光纖通信為重要節(jié)點(diǎn)的信息傳輸質(zhì)量和速率提供保障,以無限通信實(shí)現(xiàn)對(duì)于通信區(qū)域的全面覆蓋,以載波通信作為補(bǔ)充接入方案,能夠有效滿足智能配電網(wǎng)通信安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的具體要求。

在該通信技術(shù)方案中,以光纖覆蓋縱聯(lián)保護(hù)、配網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)、分布式電源等重要節(jié)點(diǎn),形成設(shè)備之間以及配電調(diào)度之間的光纖通信通道,采用155Mbit/s的SDH環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),或者100Mbit/s的工業(yè)以太環(huán)網(wǎng),確保通信網(wǎng)具備相應(yīng)的自愈功能。在光纖通信覆蓋范圍之外,可以采用無線通信,或者租用公網(wǎng)無線通信的方式,構(gòu)建雙向信息無線傳輸通道,實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控,以及對(duì)智能電能表顯示信息的確認(rèn)。每一個(gè)無線接入點(diǎn)的流量均為5kbit/s,匯聚到變電站基站時(shí),流量為12Mbi/s。另外,根據(jù)智能電能表到臺(tái)區(qū)集中點(diǎn)的距離,可供選擇的通信方式包括WiFi、載波以及RS-485電纜等,能夠?qū)崿F(xiàn)智能電能表的靈活接入[5]。

4.結(jié)語

總而言之,在信息化技術(shù)飛速發(fā)展的帶動(dòng)下,智能電網(wǎng)得到了迅猛發(fā)展,并且成為未來電網(wǎng)發(fā)展的一種必然趨勢(shì)。不過就目前而言,在智能配電網(wǎng)中,通信網(wǎng)的建設(shè)尚且不夠完善,在很大程度上制約著配網(wǎng)智能化的實(shí)現(xiàn)。針對(duì)這種情況,技術(shù)人員應(yīng)該從實(shí)際出發(fā),立足智能配電網(wǎng)通信的業(yè)務(wù)需求,從安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行考慮,合理選擇通信技術(shù),構(gòu)建完善的通信系統(tǒng),提升智能配電網(wǎng)通信的質(zhì)量和速度,推動(dòng)智能配電網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展。

[1]黃盛。智能配電網(wǎng)通信業(yè)務(wù)需求分析及技術(shù)方案[J]。電力系統(tǒng)通信,2010,31(212):10-12.

[2]麥樹權(quán),呂華良。智能電網(wǎng)信息與通信技術(shù)關(guān)鍵問題分析與探究[J]。電子測(cè)試,2014,(s2):157-158.

[3]唐海國,冷華,朱吉然,龔漢陽。智能配電網(wǎng) EPON 通信技術(shù)的應(yīng)用分析[J]。供用電,2015,(9):74-78.

[4]周治中。關(guān)于智能配電網(wǎng)通信技術(shù)分析及應(yīng)用[J]。中國電子商務(wù),2013,(4):83.

[5]陳龍,周紅,張鵬程。智能電網(wǎng)信息與通信技術(shù)關(guān)鍵問題分析[J]。黑龍江科技信息,2015,(8):102.