智能配电网通信组网技术及发展方向研究

发表时间:2020/5/25   来源:《中国电业》2020年第3期   作者:申卫宾
[导读] 随着技术的不断成熟,智能电网通信组网的发展是不容忽视的重要节点。
        摘要:随着技术的不断成熟,智能电网通信组网的发展是不容忽视的重要节点。将我们的配电网络通信进行智能化处理,让它更好的适应现代化的社会发展需求,不仅保证了我们供电环节的正常运行,也大大提高了我们的配电供电效率。我国在电力系统方面不断的向智能化发展,但是我们不得不承认,我们的系统在实际工作过程中还是存在着很多需要突破的难题,只有进一步的研究才能帮助改善这样的现状。而由于现代化通信技术在不久的将来会被更大范围的应用,我国智能电网通信的发展也会在这样的大背景下大放异彩。
        关键词:智能配电网;通信组网技术;应用
        电力需求的增长和低碳发展的要求促使配电网向着智能化方向发展。智能电网的实施使得一次、二次设备增多,电网规模扩大,现场和IT设备间传输的信息量也大大增加。波动性分布式电源的大规模并网,储能装置以及主动负荷的接入将极大地影响供电可靠性和电能质量,使得电网的控制变得更加复杂,容易造成通信可靠性问题。通信系统作为智能电网中智能量测、能量管理、自动控制及保护等功能的支撑,面临很大的挑战。
1智能配电网通信组网发展现状
1.1“智能配电网”的概念
        智能配电网是以稳定的电网框架为基础,通过通信网络技术和计算机信息技术,对电力系统的发电、储能、输电、变电、配电、用电和调度等方面进行智能监控,以实现电力、信息、业务的高度融合。智能电网不仅仅意味着智能化控制,也包括对电网运行信息智能化处理和管理。只有真正做到信息智能管理,智能化控制才可实现。在智能电网的建设运行过程中,所表现出的可观测、可控制、自适应及自愈性等特性,都离不开信息及通信技术所提供的支持与保障。信息及通信技术作为新时期智能电网应具备的核心技术之一,可以说是决定整个智能电网运行建设及其发展速度的最关键因素。
1.2智能配电网通信组网存在的问题
        在建设智能电网的过程中,绝大多数变电站设备及发电机、电缆、线路等都有在线监测项目。电力在线监测是智能电网中不可缺少的重要部分。然而,受电力系统分布式及实时性的特性影响,各种监测控制设备在信息获取方面存在着一定的时延、路径不确定性及数据包信息流丢失等问题。
2配电网通信技术
2.1 EPON技术
        EPON技术主要是一种点对多点的网络技术,他的特点就是可以灵活的组成各种的拓展组合,只要利用光分支器,便可以让其正常的运行,而这种技术也帮助我们节约了一部分的光缆和带宽的资源。值得注意的是,这种技术的安全性还是比较高的,建网的速度也相对较快并且他们的建设成本也相对较低。它可靠的确保了配电网的正常运行。在组网的过程中,它还可以避免电磁的干扰,减少设备发生故障的概率,这样才能帮助我们降低了运维成本。这种设备比较简单,所需要投入的成本较,字组网时也十分的灵活,安装方便,只需要通过我们的光分支器,它便可以分配所需要的功率,在实践中,我们也可以发现,这种几乎的损耗还是比较低的,即便是在相对恶劣的工作环境中,这项技术依然坚挺。由于扩容比较方便,对于将来需要改造和升级也提供了有效的基础,它可以非常有效的提升配电网的通道,加快通信信息的传送。
2.2 PLC技术
        PLC技术是低压电力线载波技术的英文简称,是智能配电网建设过程中需要攻克的一个主要技术。使用PLC技术能够减少大量铺放线路,在一定的程度上可以减少投资,而且其覆盖面也十分广。在智能配电网的建设当中,PLC技术的应用潜力是十分巨大的。PLC技术是在以电能线路为介质的通信模式。

PLC通信技术的信道有以下特点:第一,低压电网有不同的负载,因为频率的不同,这些负载所作出的响应也会不同,因而会使得信道的频率响应不平坦。第二,PLC通信上的负载断开比较频繁,因而会使得频率的响应发生变化,加上受地点变化的影响就不能很好的进行预测。第三,我国的电压电网中,设备产生的噪声以及干扰比较大。
2.3电力无线宽带组网
        无线通信技术中,最具有代表性的则是WiMAX、LTE技术等,这些无线宽带技术在全球内都得到了发展,而且取得了一定的成就。在我国智能配电网的建设中,TD-LTE技术也得到了广泛的使用,国内研发的第四代TD-LTE系统也将引入到电力系统中,对于以往影响配用电网智能化的问题也得到了解决,而且还实现了大规模实时数据的采集功能,在确保数据传输以及安全通信上发挥了积极的作用。电力无线通信技术单次接入的用户能够达到1万多个,而且电力无线通信的组网方式灵活方便,其业务接口也较多,能够支持信息加密技术,拥有这些特点的电力无线通信技术在智能配电网的建设和发展中提供了重要的技术支撑。
3智能配电网通信组网技术发展方向
3.1工业化、信息化、智能化逐渐融合
        智能配电网是智能电网的关键环节之一。通常110kV及以下的电力网络属于配电网络,配电网是整个电力系统与分散的用户直接相连的部分。智能配网系统是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术,将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成,实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制、用电和配电管理的智能化,使“三化”逐渐融合发展。
3.2完善以太网的作用
        随着工业以太网技术、光纤技术、信息处理技术的发展以及向电力领域的渗透,在当前技术条件支持背景作用之下,工业以太网通信在运行过程当中所表现出的包括可靠性高、灵活性高、维护性高及扩展性高在内的多种应用优势,对于优化整个电网系统各种设备元件的连接和信息传输方面都有着重要突破。目前,工业以太网交换机作为最为重要的电网通信设备解决方案,使电力设备在线监测技术也得以快速发展,并逐步走向实用化阶段。而且工业交换机协议的标准化早已完成,包括底层协议、网络冗余协议、管理协议、网络精确时钟传输协议等,不同厂商产品互通性好,还可以实现混合组网。同时,工业以太网交换机主要采用分段冗余、相交环、相切环等混合组网方式,提高了组网的可靠性,多种光电口灵活配置,高度集成,一体化方案设计更为电网建设提供了便利。工业以太网交换机在数据采集、生产管理、运行维护、安全监控、计量及用户交互等方面发挥巨大作用。因此,有必要完善以太网在智能配电网通信组网技术的作用。
3.3加强信息安全智能的构建
        加强能源信息通信系统的安全基础设施建设,就是根据信息重要程度、通信方式和服务对象的不同,科学配置安全策略。依托先进密码、身份认证、加密通信等技术,建设能源互联网下的用户、数据、设备与网络之间信息传递、保存、分发的信息通信安全保障体系,确保能源互联网安全、可靠运行,提升能源互联网网络和信息安全事件监测、预警和应急处置能力。
4结论
        智能配电通信组网作为电力通信网中的一个关键部分,其承担的配电责任是巨大的。因此对通信组网技术进行研究不仅是智能电网发展的需求,更是经济发生的需求,也是人们在需要高水平的通信技术的要求。通信组网技术的应用以及发展能够切实地提高配电网的发展,满足智能配电业务的要求,为人们提供给更加安全、可靠的电力服务。
参考文献:
[1]刘冬明.我国智能配电网通信组网技术的应用[J].科技传播,2014(14):224-225.
[2]牛高.智能配电网通信技术发展综述[J].计算机光盘软件与应用,2013(03):87-89.
[3]辛培哲,李隽,王玉东,等.智能配电网通信技术研究及应用[J].电力系统通信,2010,25(11):134-135.
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