智能配电网络的通信组网技术研究

发表时间:2021/1/7   来源:《当代电力文化》2020年第22期   作者:郭运松
[导读] 目前,随着我国经济迅速发展,对于许多建设项目的投资建设也进入了快速发展的阶段
        郭运松
        1.安徽中电兴发与鑫龙科技股份有限公司技术中心  安徽 芜湖 241008
        2.安徽鑫龙电器股份有限公司    安徽 芜湖 241008
        3.安徽省电器设备电磁兼容(EMC)省级实验室    安徽 芜湖 241008
        4.安徽中电兴发与鑫龙科技股份有限公司      安徽 芜湖 241008
        摘要:目前,随着我国经济迅速发展,对于许多建设项目的投资建设也进入了快速发展的阶段,特别是我国电力通信系统的建设速度尤为显著。目前我国电力通信系统的主干网络已基本实现了传输媒介光纤化,业务承载网络化,运行监视和管理自动化的要求。但是,对于其中最为重要的接入层网络的配电通信网,却因为诸多因素的影响,制约了智能配用电业务的应用。好在无源光网络技术、全球微波接入互操作和电力线载波与OFDM的相继成熟,并开始大范围的应用在我国智能电网试点工程中,提高了传输带宽的可靠性,成为近年来研究的热点,并成为了智能配用电通信组网的发展趋势。
        关键词:智能配电网络;通信组网技术
        引言
        智能配电网可以提高电力系统的运行效率以及供电质量,通过对分布式发电、储能的并网优化,让电力需求侧的管理更加的高效,而且通过现代的管理理念,让配电、用电的运行及管理更加的稳定。配电自动化系统主要是由配电主站、子站、配电终端以及通信通道组成。配电主站是实现数据处理、人机交互等多种应用功能的中心,配电子站是连接配电主站与配电终端的中间设备,主要功能是进行数据信息的汇集,同时,也根据实际运行要求完成区域监控的任务。通信通道是配电主站、子站以及配电终端之间相互连接的信息传输网络,通过通信通道,配电系统中的各个部分实现了及时的信息数据传输、调控指令下达等功能。随着国家“三网”融合的推进,智能电网得到了前所未有的快速发展。而智能配电网是智能电网的关键环节之一,很好的实现了电能的有效传输,在配电网中,通信网络是重要的组成部分,因此,提高配电网的运行质量,就要构建先进、稳定的组网系统。
        1智能配电网通信的业务需求
        配电通信网是构成智能配电网的重要组成部分,也是智能配电网得以实现和完善的基础与前提。构建成熟可靠、经济合理的通信网,满足智能电网发展环节对于信息传输的需求,为电力智能化设备及系统的运行提供通信保障,是智能配电通信网的建设目标。从当前我国智能配电网的发展现状分析,配电通信网具备几个比较关键的业务需求:一是ADO通信需求,包括纵联网络保护通信需求、高级配电自动化通信需求和分布式电源通信需求,其对于通信速率的要求较高,一般情况下应该选择以太网作为通道接口,配合光纤通信平台;二是AMI通信需求,包括负荷需求侧管理通信需求以及智能电表通信需求,同样可以选择以太网作为通道接口,不过其本身的信息流量较小,从降低成本的角度,可以选择载波、无线宽带等作为通信平台;三是AAM通信需求,主要是针对智能配电网中设备或者线路的运行状态进行实时在线监测,以保证良好的运行效果和较高的检修效率,保障配电网的运行安全,对于设备状态监测信息的控制和传输,可以选择的通信平台为无线网,可以通过租用公网无线的方式来满足通信要求。
        2智能配电网通信技术
        21PON技术
        无源光网络(PON)是一种点到多点(P2MP)结构的单纤双向光接入网络,由系统侧的光线路终端、光分配网络和用户侧的光网络单元组成,OLT放在中心机房,既是一个交换机或路由器,又是一个多业务平台,它提供面向无源光网络的光纤接口(PON接口)。

ONU放在用户设备端附近或与其合为一体,提供面向用户的多种业务接入,根据ONU在所处位置的不同,PON的应用模式又可分为光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼(FTTB)、光纤到办公室(FTTO)和光纤到家(FTTH)等多种类型。ODN完成光信号功率的分配,为OLT与ONU之间提供光传输通道,按照其连接方式不同主要分为星型、树型、总线型和环型结构。
        2.2光纤以太网通信技术
        可以分为光纤复合架空地线技术以及自承式光缆技术两种,前者主要设计将光纤单元融入到了传统的相线结构中,有效避免了路由协调以及电磁兼容等问题,施工更加便利;后者则能够显著降低安装成本,不过考虑到架空作业问题,比较适用于既有线路的改造,从而避免停电作业的情况。
        2.3对全球微波接入互操作技术
        WiMAX是一种无线宽带城域网接入技术,一般被称为全球微波接入互操作,能够最大限度的将同定用户和移动用户无线的高速接入。全球微波接入互操作网络体系分为两个重要的组成部分,一个是核心网,另一个是接入网。而核心网中又包含了网络管理系统和用户数据库以等网关设备,主要是用来实现对用户的使用功能验证和使用服务的,同时还承担了为提供与其他网络之间的接口的重要功能。接入网包含了基站和移动用户站,其主要是为全球微波接入互操作用户提供无线接入。
        2.4电力线载波技术(PLC)
        该技术是利用现有的电力线,通过载波的方式将数字信号进行传输的技术,该技术只要有电力线就可以实现数据的传输,不需要重新的建设网络,更好的利用了现有的设备资源,提高了设备的利用率。该技术的应用范围主要是配电自动化系统以及集中自动抄表系统。该技术主要分为中压PLC组网以及低压PLC组网技术,中压PLC组网技术是利用中压电力线作为通信链路,低压PLC技术是利用低压电力线作为通信链路,而且这两种组网技术可以进行联合组网,组成中、低压配电网的电力载波网,也可以和EPON共同组网,满足智能配电网的组网要求。电力线载波技术主要包括信道估计以及OFDM自适应调制解调等,这些技术的应用让通信的传输更加的稳定,而且随着科学技术的发展,相关的科研力度加大,该技术的传输速率也得到了大幅的提高,由之前的1Mbit/s提高到现在的200Mbit/s,传输速率相比之前提高两百倍。电力载波技术可以提高现有设备的利用率,降低投入成本,但是在实际运用中,具备一定的不足。首先,由于配电网的负载不一样,传输的频率也不一样,那么配电网的负载就会作出不同的响应,导致传输通道的频率也会不断的发生变化。由于传输通道的负载会频繁的断开,传输的频率也会发生变化,不能很好的进行信号的预测。此外,电力线载波还存在噪声干扰的不足,主要有周期性噪声和突发性的噪声,这些噪声会导致电力通信的信号减弱,不利于数据信号的传输。
        结语
        随着我国经济的快速发展,人们物质生活水平的提升,对电力的需求也呈现不断的增长趋势,而配电网在电力系统运行中起着重要的作用,因此,加强对于智能配电网的研究十分重要。通信组网技术是智能配电网系统中的重要的组成部分,应该加强对其的研究和建设,为智能配电网的智能配电、用电信息化等提供必要的技术支持。目前来看,我国的智能配电网建设还有很大的提升空间,今后的发展方向是要积极的利用现代科学技术,借鉴成功的实践经验,构建完善的配电网络的组网技术体系,更好的推动智能配电网的发展。
        参考文献
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