国网太原供电公司 山西省太原市 030012
摘要:在智能电网发展的过程中,提高供电的可靠性以及电网运行效率是至关重要的,因此,需要相关的电力工作人员对电力资源进行优化配置。智能电网的运行中,建设项目呈现出的形式具有一定的差异,但是,从整体来看,电力通信系统逐渐朝着智能化以及自动化的方向发展。其中配电通信网的发展在一定程度上促进了电网的长足发展。智能配电网在高科技的支撑下也会得到更好的应用和发展。
关键词:智能配电网;通信组网技术;研究与应用
1配电通信系统
1.1基本要求
配电网中的各项信息的传播,都要依靠通信系统来实现,在建设中必须满足自动化的要求,建立起标准的通信网络,尽量实现全部终端的覆盖。首先,在通信系统的建设过程中,应提高通信资源的利用率,使固有资源的作用得到最大发挥,降低重复建设的可能性,在满足当前业务需要的基础上,对其未来发展有足够的考虑,坚持“统一规划,分步实施”的战略,加大基础设施的建设力度。其次,在通信系统中,应采取“专网为主,公网为辅”的方式,在具有遥控功能的自动化区域,专网通信有利于提升一次设备运行的稳定性。为满足需要,在以通信为基础实现故障隔离的馈线自动化区域,尽量选择光纤专网的方式。此外,因全国各地的情况大不一样,通信系统要结合实际情况,掌握多种通信方式,对其加以灵活运用,相关技术应达到国家规定的要求。
1.2骨干层的要求
对于骨干层通信还应该通过光传输网络,以及使用光传输的网络链路层形成具有迂回能力的网络。如果有其他应用系统,在使用骨干层网络则要确保骨干层网络具备虚拟专网的能力。
1.3接入层的要求
接入层的通信方式有很多,如无线通信、电力线载波及光纤专网等,在选择通信方式的同时,也应对网管系统的建设改造有足够的考虑,尽量实现配电通信系统的统一管理。
①无线通信。该通信方式应采取可靠的安全隔离和认证措施,具有良好的安全保障,能够支持用户之间的优先管理,在与运营商之间尽量建立起安全的专线网络连接;
②电力线载波。有些区域,光纤通信接触不到,便可使用电缆屏蔽层载波的方式,使用该通信方式需注意,在传输性能保持良好的基础上,尽量采用耦合方式,既方便施工,又能够降低线路停电的频率;
③光纤专网。业务端口能够和配电终端实现良好的连接,同时具备应有的检测管理能力。配电通信光缆的芯数需达到设计的标准,并有一定的预留;
④无线专网。系统频段必须和国家相关规定相符,通信方式按照国际标准进行选择,尽量使用多厂家支持且具备优先管理能力的宽带技术,同时,在无线信息接入时,应符合安全规定,做好安全防护准备。
2几种常见的技术
2.1EPON技术
EPON技术就是无源光技网络技术,这种技术是点对多点的技术,能够灵活的组成各种拓扑机构,而且在其分支点也不需要有节点设备,只要有光分支器就可以。这种技术也因此能够节省一定的光缆资源和带宽资源,而且其设备的安全性也较高,建网的速度快且成本低。对于树形以及环形等拓扑结构,EPON技术都能够支持,其传输的速率最低时也超过了0.25Gbps。因此,使用这种技术能确保电网运行的可靠性。作为一种纯介质的网络,EPON技术在进行组网的过程中能够避免电磁以及雷电的干扰,降低了外部设备以及线路发生故障的几率,电网系统的可靠性也就得到了提高,而且还降低了维护系统的成本。EPON技术还具有以下特点。
EPON技术的设备十分简单,且不需要较多的其他设备支持,总体的投资的资金是较低的;此外,EPON技术组网十分灵活,支持的拓扑网络结构较多;在安装的过程中,也十分的方便,且有室内型和室外型。对于室外型EOPN技术设备可以直接挂在墙上,不需要再租用场地来安装设备。
EPON技术能够实现点对多点的通信,而且只需要通过分光器就可以分配功率。在实际应用中,分配器的损耗也十分低,通常一条光路能够串接10个左右的分配器。在恶劣的环境下,EPON技术仍然可以使用。从EPON的技术发展情况来看,这种网络技术的扩容简单,在将来的改造中只要对其软件进行升级即可,不需要再对设备改造或者重置,在一定程度上节省了投资。
EPON技术的组网系统主要是为智能配电网提供通道,把中心的命令传输到终端,同时把终端设备运行情况传送到控制中心来,这样主站同子站之间就能够进行通信。
2.2PLC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(全球微波互联接入技术)、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。
2.4复合通信组网技术
配用电网的结构是十分复杂的,如果仅仅使用单一的通信组网很难实现智能电网各种复杂业务的要求。对此,可以建立以光纤通信网为骨干接入,以无线和PON通信进行覆盖,以PLC通信以及电力线宽带为末端接入的一体化通信平台[5]。在这个平台中综合使用了各种组网技术,能够为智能电网提供高效安全的通信支撑,确保智能配电网的发展。
在对智能配电网组网技术的论述中发现,智能配电网通信组网主要有两种方式。一种是配电网自动化覆盖区域内,一种是自动化覆盖区域外。前者涉及的范围比较广泛,具有遥信和遥测的功能。和以往的技术相比,这种技术更加的可靠和安全。这种组网方式的通信技术以其特有的优势成为了配网站点进行信息接入的最佳选择。配网自动化覆盖区域方式的组网技术是在配网自动化和智能用电互动要求下制定的,然而受我国政策以及人们使用能力的影响,目前该种组网方式的通信就似乎还仅仅停留在PLC专网水平上,还没有较高的发展。
3结语
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]刘莉,陈学锋,翟登辉.智能配电网故障恢复的现状与展望[J].电力系统保护与控制.2011(13)
[2]孙伟,王建平,钱自拓,张崇巍,穆道明.智能配电网通信无线传感器网络QoS建模[J].电力系统自动化,2011,20:59-64.