通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

1、通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用廣東電網(wǎng)公司肇慶供電局周亞光摘要：隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展和電力生產(chǎn)調(diào)度自動(dòng)化水平的提高。建設(shè)強(qiáng)大的智能電網(wǎng)已成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。智能電網(wǎng)就是以穩(wěn)定的電網(wǎng)框架為基礎(chǔ)，以通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)，對(duì)電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度等方面進(jìn)行智能控制，實(shí)現(xiàn)電力、信息、業(yè)務(wù)的高度融合。在智能化電網(wǎng)的建設(shè)過(guò)程中，通信技術(shù)在其中起著至關(guān)重要的作用，本文將詳細(xì)介紹通信技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中的應(yīng)

2、用。關(guān)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(shè)備一、智能電網(wǎng)的產(chǎn)生背景；1、電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)面臨著嚴(yán)峻的用電高峰和電網(wǎng)建設(shè)費(fèi)用的壓力，同時(shí)規(guī)劃和建設(shè)的合理性的合理性也面臨考驗(yàn)。2、電網(wǎng)的運(yùn)行方面，用戶(hù)對(duì)供電可靠性的要求越來(lái)越高、同時(shí)運(yùn)行單位對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況需要有更多的了解。3、資產(chǎn)維護(hù)：設(shè)備的當(dāng)前健康狀態(tài)、設(shè)備維修和更換的最佳時(shí)機(jī)、設(shè)備的維修質(zhì)量電力作業(yè)的費(fèi)用需要得到合理的安排4、電力營(yíng)銷(xiāo)：需求側(cè)管理?服

3、務(wù)水平、電費(fèi)回收率、竊電損失需要及時(shí)的掌握。建設(shè)智能電網(wǎng)可應(yīng)對(duì)上述的挑戰(zhàn)：A、通過(guò)收集電網(wǎng)各種數(shù)據(jù)，指導(dǎo)電網(wǎng)和設(shè)備的投資，使得設(shè)備在逼近設(shè)備容量或?qū)嶋H能力的情況下運(yùn)行，充分挖掘設(shè)備的潛力。B、通過(guò)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)重構(gòu)和優(yōu)化運(yùn)行方式，使得設(shè)備在其實(shí)際容量范圍內(nèi)運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。C、充分利用實(shí)時(shí)信息，縮短停電時(shí)間。D、加強(qiáng)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(chǔ)上，智能電網(wǎng)進(jìn)一步擴(kuò)展了自動(dòng)化的監(jiān)視范圍，增加了

4、信息的收集和整合以及對(duì)業(yè)務(wù)的分析和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的智能化?？蓭椭娋W(wǎng)企業(yè)提高管理水平、工作效率、電網(wǎng)的可靠性和服務(wù)水平。智能電網(wǎng)分五個(gè)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(shí)時(shí)采集實(shí)時(shí)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(yùn)行數(shù)據(jù)，B設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)C客戶(hù)計(jì)量數(shù)據(jù)目前，因?yàn)殡娋W(wǎng)公司的數(shù)據(jù)采集主要關(guān)注電網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)上，對(duì)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

5、整個(gè)電網(wǎng)可視化，為走向智能化作準(zhǔn)備。（2）、數(shù)據(jù)傳輸基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)保證客戶(hù)計(jì)量和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)以及電網(wǎng)運(yùn)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(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。通過(guò)采集和通信網(wǎng)絡(luò)傳送上來(lái)的數(shù)據(jù)為電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行和資產(chǎn)的優(yōu)化提供決策支持采用工業(yè)級(jí)冗余環(huán)網(wǎng)交換機(jī)構(gòu)成冗余光纖環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品，用光纖鏈路連成環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)充分利用了工業(yè)冗余環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

6、，當(dāng)通信鏈路發(fā)生故障時(shí)其網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕謴?fù)時(shí)間被控制在`50毫秒以?xún)?nèi)，而如果用普通民用以太網(wǎng)交換機(jī)構(gòu)造鏈路冗余網(wǎng)絡(luò)，其恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)`30秒以上，顯然無(wú)法滿(mǎn)足數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟婚g斷需求，這也是工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)與民用以太網(wǎng)交換機(jī)相所具有的一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)。另外，此環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)便于工程擴(kuò)充和維護(hù)，安全性能高。采用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)和電網(wǎng)測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)協(xié)調(diào)，保證互不影響。接入層：測(cè)控點(diǎn)數(shù)據(jù)量較多且距離光纖網(wǎng)絡(luò)較近的區(qū)域，推薦采用

7、數(shù)字工業(yè)級(jí)配電載波設(shè)備構(gòu)成樹(shù)型或鏈型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)產(chǎn)品，此結(jié)構(gòu)充分利用了載波通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，使用現(xiàn)有電纜資源作為通信介質(zhì)，地埋電纜和架空電纜均適用選擇不同的耦合設(shè)備即可，載波通信通道建立時(shí)間小于`300毫秒，針對(duì)電纜干擾的情況有四個(gè)頻點(diǎn)可供通信設(shè)備選用，設(shè)備端接受靈敏度可達(dá)70dB，并可在無(wú)中繼情況傳輸5公里，載波設(shè)備有多種通信接口可供選擇如RS232、RJ45，方便級(jí)聯(lián)進(jìn)上層網(wǎng)絡(luò)。采用上述載波設(shè)備，由于各地

8、配網(wǎng)的特殊性，需要做實(shí)地測(cè)試方可采用。在光纖鋪設(shè)不便且載波傳輸距離受限的區(qū)域，推薦采用工業(yè)級(jí)GPRS通信設(shè)備體積小、安裝、使用方便?？煽焖俚耐度胧褂?。（一）工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)方案具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1、鏈路自動(dòng)冗余備份在冗余環(huán)網(wǎng)中，工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，它能自動(dòng)冗余備份，能自動(dòng)協(xié)商到達(dá)最近節(jié)點(diǎn)的路徑，如果一處線(xiàn)路損壞，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲匦屡渲茫_(dá)到正常網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)只需50毫秒，支持工業(yè)環(huán)境電壓1836VDC。2、較長(zhǎng)的傳輸距離環(huán)形結(jié)構(gòu)采用光纖介質(zhì)類(lèi)型，在傳

9、輸中有低損耗的特性，使得傳輸線(xiàn)路的無(wú)中繼傳輸距離變長(zhǎng)，相鄰站之間最大長(zhǎng)度多模光纖可達(dá)2KM，單模光纖可達(dá)2060KM。3、具有較大的帶寬環(huán)網(wǎng)傳輸帶寬為100Mbps，同時(shí)采用新的多數(shù)據(jù)處理技術(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)在重負(fù)荷情況下，仍能保持很高的帶寬。4、可靠性高環(huán)型結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)仍能自行重構(gòu)，保證系統(tǒng)安全可靠，同時(shí)傳輸光纖具有對(duì)電磁和射頻干擾掏能力，在傳輸過(guò)程中不受電磁和射頻噪聲的影響，也不影響其它設(shè)備。由于光纖傳輸?shù)氖枪庑盘?hào)，兩端的電源相對(duì)

10、隔離，所以有效地解決了光纖兩端電源和地線(xiàn)對(duì)設(shè)備可能造成的嚴(yán)重威脅。5、安全性好光纖在通信時(shí)光束在纖維內(nèi)部傳輸，水會(huì)產(chǎn)生任何形式的輻射，可防止傳輸過(guò)程中被分接，也杜絕了輻射波的竊聽(tīng)，因而是最安全的通信介質(zhì)。（二）載波通信系統(tǒng)方案具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1、通信通道建立時(shí)間短：在300ms內(nèi)即可建立通道。2、充分利用現(xiàn)有電力電纜資源，節(jié)省通道投資費(fèi)用，分層分級(jí)組建配網(wǎng)網(wǎng)系統(tǒng)，合理優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)。3、頻點(diǎn)切換功能：偵測(cè)傳輸通道的干擾情況，自動(dòng)切換頻點(diǎn)數(shù)