通信技術在智能電網(wǎng)中的應用
關鍵詞:智能控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、通信協(xié)議、綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)設備
一、智能電網(wǎng)的產(chǎn)生背景;
1、電網(wǎng)規(guī)劃與建設面臨著嚴峻的用電高峰和電網(wǎng)建設費用的壓力,同時規(guī)劃和建設
的合理性的合理性也面臨考驗。
2、電網(wǎng)的運行方面,用戶對供電可靠性的要求越來越高、同時運行單位對電網(wǎng)設備
的運行狀況需要有更多的了解。
3、資產(chǎn)維護:設備的當前健康狀態(tài)、設備維修和更換的最佳時機、設備的維修質(zhì)量電力作業(yè)的費用需要得到合理的安排
4、電力營銷:需求側(cè)管理服務水平、電費回收率、竊電損失需要及時的掌握。 建設智能電網(wǎng)可應對上述的挑戰(zhàn):
A、通過收集電網(wǎng)各種數(shù)據(jù),指導電網(wǎng)和設備的投資,使得設備在逼近設備容量
或?qū)嶋H能力的情況下運行,充分挖掘設備的潛力。
B、通過電網(wǎng)的實時重構(gòu)和優(yōu)化運行方式,使得設備在其實際容量范圍內(nèi)運行,延長設備使用壽命。
C、充分利用實時信息,縮短停電時間。
D、加強需求側(cè)管理,提高效益。
E、為合理的電網(wǎng)投資提供決策支撐。
在傳統(tǒng)電網(wǎng)的基礎上,智能電網(wǎng)進一步擴展了自動化的監(jiān)視范圍,增加了信息的收集和整合以及對業(yè)務的分析和優(yōu)化,實現(xiàn)了電網(wǎng)的智能化。可幫助電網(wǎng)企業(yè)提高管理水平、工作效率、電網(wǎng)的可靠性和服務水平。
智能電網(wǎng)分五個層面:1、電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集 2、數(shù)據(jù)傳輸 3、信息集成 4、分析優(yōu)化 5、信息的展現(xiàn)
(1)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)的實時采集
實時數(shù)據(jù)是智能化電網(wǎng)的重要支撐,包括以下三方面的數(shù)據(jù),A電網(wǎng)運行數(shù)據(jù),B設備狀態(tài)數(shù)據(jù)C客戶計量數(shù)據(jù)
目前,因為電網(wǎng)公司的數(shù)據(jù)采集主要關注電網(wǎng)的運行數(shù)據(jù)上,對另兩方面的欠缺,只有增加了這兩方面的數(shù)據(jù)采集,才能使整個電網(wǎng)可視化,為走向智能化作準備。
(2)、數(shù)據(jù)傳輸
基于開放標準的數(shù)字通信網(wǎng)絡保證客戶計量和設備狀態(tài)數(shù)據(jù)以及電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
(3)、在信息集成、分析優(yōu)化、住處展現(xiàn)三方面,主要集中了計算機信息網(wǎng)絡技術的應用。
通過采集和通信網(wǎng)絡傳送上來的數(shù)據(jù)為電網(wǎng)的規(guī)劃設計、運行和資產(chǎn)的優(yōu)化提供決策支持
1、 電網(wǎng)設計優(yōu)化
A、通過對用戶負荷模式的分析,能夠很清楚的確定需要改造的、可能存在過負荷的
線路。
B、利用設備生命周期分析的結(jié)果,可以對電網(wǎng)檢修計劃進行優(yōu)化。
C、通過對每個用戶負荷模式詳細信息的掌握,提高三相負荷平衡,減少網(wǎng)絡損耗。 2、電網(wǎng)運行分析
A、故障定位,網(wǎng)絡重構(gòu),隔離故障,快速恢復供電B、故障信息的離線分析,指導搶修人員迅速定位故障 C、避免為了通過更大的故障電流而對開關設備的更換
E、實時潮流分布,避免過負荷線路的出現(xiàn),從而避免或延遲對線路的改造 3、電網(wǎng)資產(chǎn)分析
A、通過對設備歷史運行記錄的分析,可以預測設備的預期剩余使用壽命。 B、利用實時監(jiān)視數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù),掌握設備健康水平,提高對設備壽命的預測水平。 C、在設備發(fā)生故障前,提前檢測到設備可能存在的缺陷(比如,變壓器中的油色譜分析)。
二、智能電網(wǎng)中的的通信需求
從前的通信網(wǎng)絡主要表現(xiàn)為區(qū)域性的網(wǎng)絡,且?guī)挷蛔悴痪邆鋵φ麄€電網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)的監(jiān)控能力。現(xiàn)代的電網(wǎng)對通信網(wǎng)絡的要求逐漸提高,具體表現(xiàn)如下:
1、對SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送效率要求提高。
2、監(jiān)測和計量的表計自動化。
3、對數(shù)據(jù)通信的帶寬要求更高。
4、要求有開放的通信規(guī)約。
5、要求有可擴展的監(jiān)測。
目前通信網(wǎng)絡的現(xiàn)狀:
1、 隨著光纖通信技術的發(fā)展,光纜的敷設范圍逐漸延伸。
2、 隨著計算機技術的發(fā)展,數(shù)據(jù)的處理能力越來越高。
3、 Internet網(wǎng)絡的普及以及ICP/IP網(wǎng)絡協(xié)議的廣泛應用,使得不同地點的信息的查詢越來越方便。
下面介紹以下基于IP的網(wǎng)絡架構(gòu)信息傳送的優(yōu)點:
1、多點到多點的網(wǎng)絡拓撲使事件的發(fā)布和數(shù)據(jù)的訂閱更靈活
2、將網(wǎng)絡