智能電網(wǎng)中電力通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

范春磊

(國網(wǎng)威海供電公司，朱勤 山東威海26420)

[摘要]我國電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入到第二階段，即全面普及智能電網(wǎng)。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)在運(yùn)行、調(diào)控以及用戶體驗(yàn)方面存在顯著的槐勢。其智能化的根本來源在于電力通信技術(shù)的應(yīng)用。以此為基礎(chǔ)，對現(xiàn)階段的電力通信技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)，并探究了其在實(shí)際應(yīng)用過程中的主要模式。希望通過研究能夠?yàn)楹罄m(xù)的相關(guān)設(shè)計(jì)及施工提供幫助。

關(guān)鍵詞 智能電網(wǎng)電力 通信技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號TM76;TM73

0引言

電力建設(shè)是反映一個(gè)國家及地區(qū)社會基礎(chǔ)設(shè)施水平的關(guān)鍵。截至目前，我國無論是電網(wǎng)鋪設(shè)的總規(guī)模，.還是年新增規(guī)模均排在世界首位，且在技術(shù)層面上處于領(lǐng)先地位。基于上述原因與背景，加之社會對于智能化體系的實(shí)際需求。我國自2008年前后開始廣泛的智能電網(wǎng)架設(shè)，發(fā)展至今已經(jīng)基本形成了對城市區(qū)域的基本覆蓋。然而，在實(shí)際智能電網(wǎng)建設(shè)的過程中，我們發(fā)現(xiàn)其智能部分來源于中央控制計(jì)算機(jī)以及互通的電力通信網(wǎng)絡(luò)。如果將中央處理器比喻成人的大腦，電力通信網(wǎng)絡(luò)則是遍布身體的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。故而，針對電網(wǎng)電力通信技術(shù)研究的重要性不言而喻。在現(xiàn)階段的研究過程中，各研究人員以及相關(guān)技術(shù)人員針對智能電網(wǎng)電力通信的技術(shù)研究相對較多，也取得了豐碩的成就，但是，卻缺乏對于技術(shù)以及具體應(yīng)用的總結(jié)性分析。本文在該領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行了持續(xù)關(guān)注，并對具體的技術(shù)與其應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)，旨在為后續(xù)的應(yīng)用與優(yōu)化提供必要基礎(chǔ)。

1智能電網(wǎng)與電力通信的相互關(guān)系

智能電網(wǎng)與電力通信技術(shù)同時(shí)出現(xiàn)并相輔相成。在二者的關(guān)系主要表現(xiàn)為如下兩個(gè)方面：

第一，智能電網(wǎng)是電力通信的載體。電力通信的核心目的是獲取各個(gè)供電環(huán)節(jié)中的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并在匯總的過程中形成數(shù)據(jù)的集聚效應(yīng)為后續(xù)的管理提供必要依據(jù)。所以電力通信僅僅是具體的手段與功能的實(shí)現(xiàn)路徑，而智能電網(wǎng)的建設(shè)才是體系的核心關(guān)鍵。就另一個(gè)維度而言，電力通信系統(tǒng)依托于智能電網(wǎng)而存在，其需要獲取的數(shù)據(jù)也依托于電網(wǎng)的有效運(yùn)行。二者是不可分割且相輔相成的相關(guān)關(guān)系。

第二，電力通信是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。所謂的智能電網(wǎng)其建設(shè)核心主要是需要通過數(shù)字化的管理體系來達(dá)到一個(gè)中心而對轄區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行精準(zhǔn)控制。在此過程中，無論是用于決策的基本數(shù)據(jù)信息，還是用于操作的動(dòng)作指令均需要必要的通信線路來予以實(shí)現(xiàn)，而此重要的線路則是需要電力通信網(wǎng)絡(luò)來予以實(shí)現(xiàn)。因此，電力通信網(wǎng)絡(luò)的檢核是智能電網(wǎng)核心功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，是智能電網(wǎng)智能化的根本來源。

2電力通信技術(shù)種類及特征

隨著科學(xué)信息技術(shù)的進(jìn)步，探討建設(shè)智能電網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)高效安全用電已經(jīng)越來越受到社會各界的關(guān)注，對投入建設(shè)智能電網(wǎng)的投資成本也越來越大。“從實(shí)際的技術(shù)角度來看，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)通信無外乎是一種信號傳輸?shù)姆绞健６?dāng)下信號傳輸方式的多樣性也決定了在電力通信技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用的過程中可以有更多的可能。就其實(shí)際效用而言，可以按照實(shí)際的傳輸組織模式大致劃分為寬帶技術(shù)、無線技術(shù)以及光纖技術(shù)等三種，其具體特征如下：

(1)寬帶電力線通信技術(shù)(見圖1)。這種通信技術(shù)主要是利用寬帶電力線高效傳播的便捷性，來實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)中的維護(hù)和檢測監(jiān)控。一般在智能電網(wǎng)中的運(yùn)用主要是因其網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣、傳輸性能高等特點(diǎn)，在使用過程中能夠有效地克服傳統(tǒng)通信信息技術(shù)的不完善方面，彌補(bǔ)當(dāng)前智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展需求，讓用戶更加便捷有效地運(yùn)用。

(2)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。隨著電子科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)具有覆蓋面寬、使用價(jià)格低的優(yōu)勢，已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用到社會的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。無線網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，對智能電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展有著非常巨大的促進(jìn)作用，進(jìn)而擴(kuò)大了智能電測服務(wù)信息的范圍。

(3)光纖通信技術(shù)。光纖是通信技術(shù)中一種非常重要的設(shè)施材料，其主要特點(diǎn)是以光波載運(yùn)信息，實(shí)現(xiàn)通信的一種手段。光纖通信不但可以在通信的主干線路上，同時(shí)還可以在電力通信控制系統(tǒng)中進(jìn)行相關(guān)的工業(yè)檢測和控制，在軍事等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。

3電力通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

通過上文的研究，我們確定了電力通信技術(shù)的基本核心內(nèi)容。從其核心構(gòu)成要件的角度來看，其主要可以分為不同的通信途徑。電力通信技術(shù)的應(yīng)用同樣也涵蓋了電網(wǎng)運(yùn)行的全部環(huán)節(jié)與流程。在實(shí)際的運(yùn)行過程中，我們發(fā)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積越大，電網(wǎng)的智能化程度越高，對于電網(wǎng)控制與使用的便捷性越大。就其根本，筆者認(rèn)為電力通信技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過程中，其主要功能體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

(1)在發(fā)電過程中的應(yīng)用。發(fā)電調(diào)控是需要隨著電網(wǎng)負(fù)載的變化而變化的。發(fā)電領(lǐng)域的庫容調(diào)度、市場電力交易等是電力通信所體現(xiàn)的主要方面。同時(shí)，電力通信技術(shù)對新能源的開發(fā)和使用也有著非常重要的作用。如通過制定相關(guān)的數(shù)據(jù)接口，電力信息能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)供電的電壓，智能化形成對新能源發(fā)電的啟動(dòng)、控制和停止，保證發(fā)電系統(tǒng)有效地實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)轉(zhuǎn)。

(2)在輸電過程中的運(yùn)用。輸電過程需要對輸電線的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，而在應(yīng)用電力通信技術(shù)進(jìn)行智能化監(jiān)控的過程中主要可以發(fā)揮兩方面作用：一方面是可以通過信號的異常來檢測輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)以及可能產(chǎn)生的問題，對于問題早發(fā)現(xiàn)與早維護(hù)提供了必要依據(jù);另一方面，則是在輸電線路運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，通過對電力通信數(shù)據(jù)的分析可以精準(zhǔn)地找到故障位點(diǎn)以及故障類型，進(jìn)而為后續(xù)的相關(guān)處置提供必要參考。除此之外，在電路通信體系構(gòu)建的過程中還能夠?yàn)檩旊娋€路提供一定的安全保障，避免特定類型的安全事故發(fā)生(如接地短路等)，并降低事故損失。

(3)在變電過程中的應(yīng)用。以監(jiān)控主機(jī)作為第一層，以智能通訊作為第二層，以總線監(jiān)控單元為第三層構(gòu)成自動(dòng)化變電站智能通信結(jié)構(gòu)(見圖2)。通過此種應(yīng)用模式在變電中實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化和可視化運(yùn)行。與此同時(shí)，在智能低壓電網(wǎng)建設(shè)步伐加快的情況下，電力通信技術(shù)的全面應(yīng)用不僅可以為智能電網(wǎng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行提供保障，還能夠生咸準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，使其在智能電網(wǎng)中的運(yùn)用越來越廣泛。除此之外，智能電網(wǎng)的發(fā)展與變電站有著緊密的聯(lián)系。智能變電站的運(yùn)行需要電力通信技術(shù)提供及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而為后續(xù)自動(dòng)運(yùn)行以及系統(tǒng)的自我管理實(shí)現(xiàn)提供可能，并成為其關(guān)鍵技術(shù)體系的構(gòu)成核心。

(4)在配電過程中的應(yīng)用。配電是直接與用電戶進(jìn)行對接的最后一道供電環(huán)節(jié)。配電站的智能化及通信體系建設(shè)能夠形成靈活與高效的運(yùn)行機(jī)制。從其具體應(yīng)用的特征角度來看，配電技術(shù)中的通信一方面能夠達(dá)到電源與儲能之間的狀態(tài)監(jiān)控;另一方面則能夠基于對電能荷載需求的判斷而進(jìn)行中央調(diào)節(jié)，進(jìn)而為配電網(wǎng)的優(yōu)化提供依據(jù)。

(5)在用電過程中的應(yīng)用。所謂的用電主要是指企業(yè)以及個(gè)人用戶在與電網(wǎng)之間進(jìn)行互動(dòng)的過程。在該過程中，電網(wǎng)提供服務(wù)者的角色定位，需要為客戶的方便接入提供便捷。通過電力通信體系的建設(shè)，智能電表成為了一種有效的模式與途徑。用戶可以通過智能電表實(shí)現(xiàn)查詢、監(jiān)控、狀態(tài)控制等操作。在第三方支付平臺的配合下還能夠完成繳費(fèi)、發(fā)票郵寄等服務(wù)。就供電企業(yè)而言，也可以通過智能電表的通信數(shù)據(jù)對用戶的用電行為進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)估，為形成供電總體規(guī)劃提供依據(jù)。

4總結(jié)

通過上文的研究，我們首先分析了智能電網(wǎng)與電力通信技術(shù)的相關(guān)關(guān)系，獲得了建設(shè)通信系統(tǒng)的必要性;其次從通信實(shí)現(xiàn)的角度對現(xiàn)階段的主要電力通信技術(shù)進(jìn)行了分類，并分析了其中的關(guān)鍵特性;最后，按照智能電網(wǎng)的全環(huán)節(jié)對其在不同部分中的應(yīng)用模式進(jìn)行了梳理，希望通過本文的研究能夠?yàn)榻窈蟮南嚓P(guān)工作提供指導(dǎo)一降意見。

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