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文檔簡介
1、<p> 智能配電網(wǎng)通信技術(shù)研究</p><p> 摘要:隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,電力電網(wǎng)建設(shè)越發(fā)受到重視。在大規(guī)模的城市化建設(shè)過程中對于電力電網(wǎng)的要求越來越高,城市的電力電網(wǎng)建設(shè)標(biāo)志著城市的發(fā)展程度和經(jīng)濟水平。在這種情況下,各種先進技術(shù)和新元素注入到電網(wǎng)建設(shè)中,電網(wǎng)開始朝智能化發(fā)展。在計算機技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展的今天,智能電網(wǎng)的發(fā)展是一種趨勢和必然,目前已經(jīng)引起廣泛的關(guān)注。 <
2、/p><p> 關(guān)鍵詞:智能配電網(wǎng);通信技術(shù);特點 </p><p> 中圖分類號:TS801.8 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號: </p><p><b> 引言: </b></p><p> 在智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中,智能配電網(wǎng)是其研究重點,而通信技術(shù)則是實現(xiàn)智能配電網(wǎng)的基礎(chǔ)。沒有先進的通信網(wǎng)絡(luò),任何智能配電網(wǎng)的優(yōu)點都
3、沒法體現(xiàn),所以,要實現(xiàn)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵一步,就是建立雙向、高速、集成的通信網(wǎng)絡(luò)。 </p><p> 1、智能配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的特點 </p><p> 1.1通信終端節(jié)點數(shù)量多 </p><p> 配電網(wǎng)有很多變電站、開閉所和配電變壓器,還有線路的重合閘、負荷開關(guān)和無功補償裝置等,需要很多現(xiàn)場智能設(shè)備或者遠方終端節(jié)點對這些智能設(shè)備進行監(jiān)控。如果深入到低壓用戶的自
4、動讀表和控制終端,則終端節(jié)點數(shù)量需求更多。 </p><p><b> 1.2通信距離近 </b></p><p> 區(qū)域DTU TTU集中器等終端的數(shù)據(jù)主要由小區(qū)的開閉終端單元匯集轉(zhuǎn)發(fā),其通信距離一般小于5公里。由于地區(qū)配電覆蓋的區(qū)域可能相對小,各智能配電網(wǎng)通信節(jié)點間的距離比較近。所以采取小區(qū)分支通信與主干通信相搭配為常見的智能配電方案。 </p>
5、<p> 1.3通信數(shù)據(jù)量不大 </p><p> 在目前國內(nèi)的狀況,主要采用電纜傳輸技術(shù)通信。而電纜傳輸信號的質(zhì)量比較差,采集到的數(shù)據(jù)結(jié)果往往幾乎無法使用。大量的線路開關(guān)、配電變壓器等是智能配電網(wǎng)遠方終端單元的監(jiān)控對象,它們的通信數(shù)據(jù)量很有限。一些配電變電站、開閉所或配電網(wǎng)的子站,它們的數(shù)據(jù)通信量對比輸變電網(wǎng)絡(luò)還是小一點。無線通信技術(shù)可分為無線專網(wǎng)和無線公網(wǎng)兩類,無線專網(wǎng)的建設(shè)受制于頻段申請等原
6、因,無線公網(wǎng)主要使用已有的2.5G/3G移動運營商網(wǎng)絡(luò),通信費用比較高,而且上線率低。因此,利用光纖通信技術(shù)建設(shè)高品質(zhì)的智能配電網(wǎng),是目前的最佳選擇,光纖通信技術(shù)具有低誤碼率、高速率、強保密性、抗強電磁干擾等特點。 </p><p> 2、智能配電網(wǎng)對通信系統(tǒng)的要求 </p><p> 為了保證智能配電網(wǎng)的特征能夠?qū)崿F(xiàn),其通信系統(tǒng)需要滿足高可靠性、安全性、實時性和靈活性等條件。 <
7、;/p><p><b> 2.1 高可靠性 </b></p><p> 高可靠性就是指數(shù)據(jù)信息能夠在任何環(huán)境下傳輸?shù)娇刂浦行幕蛘邆鬏斀o子站及智能電力設(shè)備。電網(wǎng)的可靠性都是依靠通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收重要信息來維持的。可靠性在有線網(wǎng)絡(luò)中并不是個嚴重的問題,但是在無線網(wǎng)絡(luò)和PLC(電力載波通信)網(wǎng)絡(luò)中就是個挑戰(zhàn)了,因為它們的通信信道可能會受到外界干擾而發(fā)生變化。通信系統(tǒng)自己并不
8、能夠直接獲得電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的變化,于是通信網(wǎng)本身就需要具有較強的魯棒性。 </p><p><b> 2.2 安全性 </b></p><p> 隨著電力網(wǎng)和信息網(wǎng)的融合,以及配電網(wǎng)距離的增加,有關(guān)能源分布的數(shù)據(jù)信息總是特別重要,尤其是當(dāng)它們與交易信息及控制、保護有關(guān)的時候,安全問題變得非常重要。例如,如果通信方式采用無線公用網(wǎng)絡(luò),公用網(wǎng)的分享性與容易接入,使得電力
9、數(shù)據(jù)容易獲得,易被不法分子截取數(shù)據(jù),從而進行破壞。 </p><p><b> 2.3 實時性 </b></p><p> 電網(wǎng)中的一些設(shè)備需要實時的數(shù)據(jù),而電力設(shè)備的實時性需求主要依賴于應(yīng)用的緊急程度。例如PMU就有嚴格的實時性,它提供電壓和電流的實時測量,并把數(shù)據(jù)傳輸給控制中心進行分析控制。對于保護裝置,當(dāng)某處發(fā)生故障時,控制中心必須實時把控制指令發(fā)送到智能電
10、力設(shè)備,以使其動作,切斷故障,如果沒有實時性的通信保障,就可能會發(fā)生電網(wǎng)的連鎖故障。 </p><p><b> 2.4 靈活性 </b></p><p> 不同于輸電網(wǎng),配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)總是在不斷增加和改變的。對于通信系統(tǒng),不僅僅是第一次安裝,對于今后配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)改變需要能夠繼續(xù)擴展而不必改變原有的通信模式,也要在運行期間易于管理和維護。除此之外,智能配電網(wǎng)通信系統(tǒng)
11、還要支持組播技術(shù),使得同級智能電力設(shè)備之間可以分享相關(guān)的信息。 </p><p> 3、通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用 </p><p> 3.1通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的具體應(yīng)用 </p><p> 建立高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ),沒有通信系統(tǒng),任何智能電網(wǎng)的特征都無法實現(xiàn),因為智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)獲取、保護和控制都需要通信系統(tǒng)的支持,因此建立這
12、樣的通信系統(tǒng)是邁向智能電網(wǎng)的第一步。高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)使智能電網(wǎng)成為一個動態(tài)的、實時信息和電力交換互動的大型的基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)通信系統(tǒng)建成后,它可以提高電網(wǎng)的供電可靠性和資產(chǎn)的利用率,繁榮電力市場,抵御電網(wǎng)受到的攻擊,從而提高電網(wǎng)價值。 </p><p> 在應(yīng)用中,電力系統(tǒng)本質(zhì)上是能量的傳遞過程,該過程由發(fā)電、輸電、配電及用電4個環(huán)節(jié)組成。調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)等電力專用通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋了發(fā)電、輸電、配電等環(huán)
13、節(jié),用戶側(cè)利用載波方式進行小數(shù)據(jù)量傳輸(如抄表)已得到廣泛使用。能量管理(EMS)、廣域向量測量(WAMS)、電能量計費(TMR)、水調(diào)自動化(AWT)、配電網(wǎng)管理系統(tǒng)(DMS)等信息系統(tǒng)為電力系統(tǒng)的正常運行提供了可靠的技術(shù)保障。 </p><p> 智能電網(wǎng)的特征之一是與用戶良好的交互,自動抄表(AMR)或者自動測量(AMI)等智能表計及用戶側(cè)信息網(wǎng)關(guān)成為智能電網(wǎng)的重要領(lǐng)域之一。目前大多數(shù)AMR及AMI的解決
14、方案中采用GPRS、RF等無線技術(shù)作為通信手段。從發(fā)電、輸電、配電的通信方式發(fā)展看,信息網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)氖潜Wo、控制、測量數(shù)據(jù)等綜合信息,智能電網(wǎng)的電力通信網(wǎng)絡(luò)將發(fā)展綜合信息網(wǎng)絡(luò)。從信息利用角度看,智能電網(wǎng)的監(jiān)控從傳統(tǒng)電網(wǎng)的基于局部信息向基于全局信息轉(zhuǎn)變,分散在各類信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)等將通過綜合數(shù)據(jù)平臺的方式進行集成,方便不同業(yè)務(wù)關(guān)注人員對各類數(shù)據(jù)進行應(yīng)用,實現(xiàn)智能電網(wǎng)的高級分析應(yīng)用功能。 </p><p> 3.2通信
15、技術(shù)(網(wǎng)絡(luò))在智能電網(wǎng)中應(yīng)用方案要點分析 </p><p> 網(wǎng)絡(luò)具有可靠性高、控制靈活、易于維護、擴展方便等眾多適合智能電網(wǎng)控制的優(yōu)點,可顯著簡化控制設(shè)備的連接方式,實現(xiàn)各種異構(gòu)控制設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)集成和信息共享。然而電力系統(tǒng)是分布式、實時系統(tǒng),各種控制設(shè)備的信息差異很大,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸控制信息將存在時延不確定、路徑不確定、數(shù)據(jù)包丟失、信息因果性喪失等問題??蓮碾娏ο到y(tǒng)信息的傳輸特性,網(wǎng)絡(luò)對電網(wǎng)控制性能的影響、電網(wǎng)的
16、通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的影響等方面入手,研究信息網(wǎng)絡(luò)在智能電網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵問題。 </p><p> 如果高速雙向通信系統(tǒng)的建成,智能電網(wǎng)通過連續(xù)不斷地自我監(jiān)測和校正,它還可以監(jiān)測各種擾動,進行補償,重新分配潮流,避免事故的擴大。高速雙向通信系統(tǒng)使得各種不同的智能電子設(shè)備、智能表計、控制中心、電力電子控制器、保護系統(tǒng)以及用戶進行網(wǎng)絡(luò)化的通信,提高對電網(wǎng)的駕馭能力和優(yōu)質(zhì)服務(wù)的水平。智能電網(wǎng)的集成通信系統(tǒng)架構(gòu)由兩部分組成:
17、①主網(wǎng)或高電壓等級電力通信,包括智能電網(wǎng)的調(diào)度控制中心、管理平臺和發(fā)電輸電網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)。主要實現(xiàn)全自動化控制過程,強調(diào)高可靠、高帶寬及傳輸路由的相對可控,管理層面簡單,無人為干預(yù),主要變電站形成多路由多方向互聯(lián),保證N-M下的通信要求,用網(wǎng)絡(luò)的健壯性來滿足系統(tǒng)的高可靠性,這部分以下一代光網(wǎng)絡(luò)通信為基礎(chǔ)。②配網(wǎng)和用戶側(cè)通信,主要是高、中、低壓配電網(wǎng),包括用戶電表和電器等通信系統(tǒng)。其通信形式多樣,有光纖通信、無線通信、電力線載波等。 &l
18、t;/p><p><b> 4、結(jié)束語 </b></p><p> 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和我國經(jīng)濟水平的不斷提高,人民的生活更加幸福,對于生活質(zhì)量就有了更高的要求。電是生活中不可或缺的一部分,用戶對于供電的要求越發(fā)嚴格,如果供電的可靠性得不到充分保障,電力企業(yè)的發(fā)展將會舉步維艱。因此,電網(wǎng)建設(shè)中,要充分保證電網(wǎng)質(zhì)量,這樣才能有效保證供電質(zhì)量。智能電網(wǎng)是電網(wǎng)技術(shù)的必然發(fā)展
19、趨勢,它結(jié)合了多種先進技術(shù),尤其是信息及通信技術(shù)作為智能電網(wǎng)的技術(shù)支撐核心,為其發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ),也是最為關(guān)鍵的因素。智能電網(wǎng)已經(jīng)成為國內(nèi)外重點研究對象,要讓電網(wǎng)建設(shè)更加智能、高效、可靠,并能有效解決能源不均衡問題,這才是電力企業(yè)可以順利發(fā)展、長治久安的良策。 </p><p><b> 參考文獻: </b></p><p> [1]劉驥、黃國方、徐石明,智能
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