淺談光纖通信技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用

陳東明 覃干卿 梁少梅 馮思習(xí)

摘要：隨著我國(guó)電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展，電網(wǎng)的規(guī)模和數(shù)量不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的電力載波通信技術(shù)已經(jīng)無法滿足電網(wǎng)發(fā)展需求。光纖通信技術(shù)具有帶寬高、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸容量大、保密性優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)。本文主要闡述了光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)，以及光纖通信技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和計(jì)量系統(tǒng)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù);智能電網(wǎng);三網(wǎng)融合

引言

智能電網(wǎng)是以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，將計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)和控制技術(shù)應(yīng)用在物理電網(wǎng)的新型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。智能電網(wǎng)可以滿足電力用戶對(duì)電力多樣化需求，確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性，并為用戶提供經(jīng)濟(jì)、清潔、可靠的電力服務(wù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向互動(dòng)和多種能源互補(bǔ)。通信技術(shù)是智能電網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，如果缺乏通信技術(shù)的支持，則無法實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的信息共享。過去電力通信系統(tǒng)往往采用電力電纜載波通信技術(shù)，利用高壓輸電線路作為傳輸通道，這種通信方式容易受到電磁場(chǎng)的干擾，遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，影響到智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展。光纖通信技術(shù)具有傳輸容量大、遠(yuǎn)距離傳輸、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，可以優(yōu)化資源配置，提高資源利用率，確保電力系統(tǒng)安全有序運(yùn)行。

1光纖通信技術(shù)特點(diǎn)

光纖通信技術(shù)用光波作為傳輸載波，將光纖作為傳輸媒介對(duì)信息的進(jìn)行傳輸?shù)囊环N通信方式。光纖由纖芯、包層、涂層構(gòu)成，纖芯的纖維內(nèi)芯只有幾十微米或者幾微米，包層是光纖的中間層，涂層主要是光纖的保護(hù)層，防止光纖受到外界的破壞和干擾，提高光纖傳輸?shù)陌踩院涂煽啃?。光纖通信技術(shù)是通過光發(fā)射機(jī)發(fā)射信號(hào)，經(jīng)過中繼器講光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)進(jìn)行傳輸，光纖將電信號(hào)發(fā)射出去，光接收機(jī)將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)[1]。光纖通信技術(shù)與電力電纜傳輸技術(shù)相比：其一，光纖通信技術(shù)的容量非常大，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離電信號(hào)的傳輸，由于光纖通信技術(shù)是以光纖作為傳輸介質(zhì)，光纖的主要材質(zhì)為石英，這種材料的光波頻率比較高，傳輸過程的信號(hào)損耗比較小，傳輸距離遠(yuǎn)，目前已經(jīng)達(dá)到5000米以上無中繼站的傳輸，隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，未來傳輸距離更遠(yuǎn)。其二，光纖傳輸技術(shù)的抗干擾性能優(yōu)越，光纖的涂層主要是石英材料，這種玻璃材料絕緣效果比較好，不容易受到外界的腐蝕和干擾，在傳輸過程中可以避免雷電、電磁等干擾，確保光纖信號(hào)傳輸質(zhì)量。其三，光纖通信技術(shù)的保密性能好。光纖通信技術(shù)的光波信號(hào)被限制在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，各個(gè)通道獨(dú)立存在，不會(huì)受到其他的通道干擾，具有良好的保密性能。

2光纖通信技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用

2.1光纖通信技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用

調(diào)度自動(dòng)化是智能電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)，通過調(diào)度自動(dòng)化可以實(shí)現(xiàn)變電站無人值守或者少人值守。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行需求，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度管理與控制，從而實(shí)現(xiàn)確保電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和可靠性。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)信息，分析電力系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律和特點(diǎn)，從而制定調(diào)度方案。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化運(yùn)行的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)信息的采集與傳輸，如果電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)無法及時(shí)接收到采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，則可能出現(xiàn)錯(cuò)誤的調(diào)度指令，從而導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行的故障。光纖通信技術(shù)具有傳輸容量大、抗干擾性強(qiáng)和保密性能優(yōu)越等特點(diǎn)，將其應(yīng)用在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)采集電力系統(tǒng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行過程中存在的問題，一旦發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)存在異常，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)信息[2]。

2.2光纖通信技術(shù)在智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境越來越復(fù)雜，電網(wǎng)運(yùn)行過程中，受到風(fēng)雪、雷電、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等自然因素和人為因素的影響，可能導(dǎo)致電力設(shè)備損壞，從而導(dǎo)致電力故障，因此需要對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。傳統(tǒng)的電力故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要依靠人工巡視或者故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，耗費(fèi)大量人力物力，但是收效甚微。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，紅外成像儀、高清攝像頭、傳感器等現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)備廣泛應(yīng)用在智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)通過現(xiàn)代傳感設(shè)備、監(jiān)測(cè)設(shè)備采集電力設(shè)備運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到主站，由地方運(yùn)營(yíng)指揮中心的工作人員根據(jù)主站收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，如果采集的數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)異常，則系統(tǒng)發(fā)出告警，指揮中心的人員將告警信息進(jìn)行分析，可以快速鎖定故障位置，并立即安排技術(shù)人員進(jìn)行搶修，及時(shí)排除故障。智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，還會(huì)自動(dòng)保存歷史故障信息，為后期的電力故障的維修提供參考。

2.3光纖通信技術(shù)在智能計(jì)量系統(tǒng)的應(yīng)用

計(jì)量系統(tǒng)不僅關(guān)系到電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且關(guān)系到電力用戶的切身利用。電力計(jì)量系統(tǒng)系統(tǒng)是用戶進(jìn)行電費(fèi)結(jié)算的依據(jù)，隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，傳統(tǒng)的計(jì)量系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足電力企業(yè)與電力用戶的雙向互動(dòng)，智能電網(wǎng)計(jì)量系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)和集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力用戶數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)采集、傳輸、計(jì)量與統(tǒng)計(jì)，并利用計(jì)量信息系統(tǒng)對(duì)這些采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算、分析并生成報(bào)表，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)用電異常情況。通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能計(jì)量的關(guān)鍵，如果電力系統(tǒng)通信信號(hào)不穩(wěn)定，則影響到數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性和準(zhǔn)確性。將光纖通信技術(shù)應(yīng)用在智能電網(wǎng)計(jì)量系統(tǒng)中，可以提高電力計(jì)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的速度，降低數(shù)據(jù)采集的成本，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)木_性。

3結(jié)束語

在當(dāng)今信息時(shí)代，通信技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。隨著我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展，我國(guó)電網(wǎng)逐漸向采集、傳輸、監(jiān)控、計(jì)量、管理與控制等全程自動(dòng)化發(fā)展，這對(duì)通信技術(shù)提出了新的要求。光纖通信技術(shù)傳輸容量大、信號(hào)損失小、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在電網(wǎng)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇旭健.光纖通信技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)[J].通信電源技術(shù)，2019，36（12）：163-164.

[2]王勇峰，婁春嬌，劉潤(rùn)賓.智能光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)在電力光通信中的應(yīng)用[J].電信科學(xué)，2017，33（3）：148-155.

[3]高如超.智能配電網(wǎng)通信技術(shù)分析與應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018，（14）：135-136.

（作者單位：廣東電網(wǎng)云浮新興供電局）

作者簡(jiǎn)介：陳東明（1974.6.20），性別：男;籍貫：廣東云浮新興;民族：漢;學(xué)歷：大專;職稱：工程師;研究方向：自動(dòng)化。