3G技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

嚴建利

（青海電力信通公司，青海 尖扎 811200）

前言

隨著能源問題的緊張，電網(wǎng)面臨著巨大挑戰(zhàn)和機遇。一方面，電網(wǎng)需要應(yīng)對日益嚴峻的資源和環(huán)境壓力，不僅需要實現(xiàn)大范圍的資源優(yōu)化配置，還要適應(yīng)電力體制改革；另一方面，信息化、數(shù)字化、智能化等技術(shù)的進步也為解決這一系列問題提供了堅實的技術(shù)支持。由此智能電網(wǎng)成為現(xiàn)代電力工業(yè)發(fā)展的方向。2009年舉行的特高壓輸電技術(shù)國際會議上提出，到2020年，我國將全面建成統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)。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)，沒有這樣的通信系統(tǒng)，任何智能電網(wǎng)的特征都無法實現(xiàn)，電力通信系統(tǒng)是電力自動化的重要組成部分。通信的種類很多，其中3G技術(shù)能夠為智能電網(wǎng)的建設(shè)提供全方位的通信服務(wù)。

1 3G技術(shù)概述

1.1 3G技術(shù)的含義

3G是指第三代移動通信技術(shù)。目前有WCDMA，CDMA 2000，TD-SCDMA 三種 3G技術(shù)標準。3G移動通信最主要的特征是以寬帶提供各種多媒體業(yè)務(wù)。傳輸容量更大，靈活性更高，能處理圖像、音頻、視頻等多種媒體形式。支持多種單向和交互式多媒體等新業(yè)務(wù)。這種技術(shù)具有覆蓋范圍廣、永遠在線、接入速度快、支持中高速數(shù)據(jù)傳輸、投入費用低等優(yōu)點，非常適合應(yīng)用到電力工業(yè)。

1.2 3G技術(shù)的特點與優(yōu)勢

根據(jù)以上所列智能電網(wǎng)的要求，新興無線通信技術(shù)——3G技術(shù)恰能夠使之得到滿足。3G技術(shù)是一種支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)，3G服務(wù)能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百Kbps以上。它的主要特點如下：

(1)傳輸速度快，而且可以滿足移動性對高比特率可變速率的要求，快速移動下，數(shù)據(jù)傳輸速率達到 1.44Kb/s。

(2)提供了多種新業(yè)務(wù)與新技術(shù)，如寬帶業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)等。

(3)具有良好的兼容性與高度的靈活性，具有多功能、多環(huán)境適應(yīng)能力以及多操作方式、多頻段運行能力。

(4)語音與視頻質(zhì)量高，可保證語音及圖像的高保真?zhèn)鬏?。并且，?shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性能好。

(5)采用根據(jù)數(shù)據(jù)量、服務(wù)質(zhì)量和使用時間為收費參數(shù)，而不是以距離為收費參數(shù)的新收費機制。

基于以上所述，經(jīng)過對比分析可以發(fā)現(xiàn)，3G技術(shù)的特點可以很好地滿足智能電網(wǎng)的要求，因此，將兩者進行合理的結(jié)合，可使智能電網(wǎng)的實現(xiàn)有可靠保障。

2 電力通信系統(tǒng)中3G技術(shù)的現(xiàn)狀

電力通信系統(tǒng)是電力生產(chǎn)的保障。通過有效的通信手段，將控制中心的命令準確快速地傳送到遠方終端，并將遠方設(shè)備運行情況的信息收集到控制中心。目前常用的通信方式有Internet、光纖通信，微波通信等。而這些通訊方式普遍存在的問題是要自建專用信道，工程投資大，維護工作繁重。隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，利用移動通信技術(shù)實現(xiàn)電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸，將是智能電網(wǎng)的重要發(fā)展方向。

3 3G技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng)的可行性與必要性分析

智能電網(wǎng)的基本要求：

智能電網(wǎng)作為一個新興的概念，在很多國家和地區(qū)都對它有不同的理解，就我們國家當今發(fā)展情況來看，我們所發(fā)展的智能電網(wǎng)應(yīng)具有堅強、兼容、經(jīng)濟、互動等特征。

堅強。堅強性是針對目前大容量、特高壓、長距離傳輸?shù)墓╇娦枨笏岢龅?，它要求電網(wǎng)在發(fā)生大的擾動或故障時，仍能盡量保證用戶的供電，減小大面積停電的可能性，并能及時發(fā)現(xiàn)、診斷并消除故障，使電網(wǎng)恢復(fù)原來的運行狀態(tài)(即自愈性)。

兼容。能允許新能源的合理接入，適應(yīng)分布式發(fā)電機和微電網(wǎng)的接入，使需求側(cè)管理功能更加完善，滿足電力與自然環(huán)境、社會經(jīng)濟以及人類文明的和諧發(fā)展。

經(jīng)濟。通過信息采集與分析，實現(xiàn)規(guī)劃、建設(shè)、運行與維護等全生命周期環(huán)節(jié)的優(yōu)化，達到設(shè)備運行安排合理，資源利用率高，運行成本低等目標，支持電力市場的有效開展，實現(xiàn)資源的統(tǒng)籌規(guī)劃與合理配置。

互動。通過數(shù)據(jù)與信息的雙向流動與即時傳輸，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的智能互動，把最穩(wěn)定、最經(jīng)濟的電能提供給用戶。同時，讓用戶也參與到電力市場的運營中來，更好地激勵電力市場的發(fā)展，使其滿足最廣大用戶的要求。

4 3G技術(shù)在智能電網(wǎng)中的具體應(yīng)用

4.1 網(wǎng)視頻監(jiān)控

隨著電力系統(tǒng)保護技術(shù)及自控技術(shù)的提高，無人值班變電站已成為電力系統(tǒng)的主流，實現(xiàn)調(diào)度中心對變電站的遠程控制與調(diào)節(jié)，僅僅有“四遙”是遠遠不夠的，還必須了解變電站的一次，二次設(shè)備的外觀監(jiān)控與變電站的防火防盜情況。將視頻監(jiān)控系統(tǒng)運用到電力調(diào)度自動化系統(tǒng)上，即第五遙--遙視，巡檢中心、集控中心等相關(guān)部門通過現(xiàn)有的電力通信網(wǎng)對所屬變電站實現(xiàn)遠程實時圖像監(jiān)控、遠程故障和意外情況告警接收處理，可提高變電站運行和維護的安全性和可靠性，并可逐步實現(xiàn)電網(wǎng)的可視化監(jiān)控和調(diào)度。而這些對傳輸通道的可靠性和帶寬提出更高的要求。采用固定寬帶與移動3G通信技術(shù)相結(jié)合，可實時傳送清晰的動態(tài)視頻信息，滿足電力網(wǎng)絡(luò)利用視頻進行實時監(jiān)測的要求。

4.2 線路巡檢

隨著國家電力輸送網(wǎng)絡(luò)迅速擴大，電力部門對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行、監(jiān)控及保護提出了更高的要求。當輸電線路發(fā)生故障時，為了找出故障點，要組織大量的人力和物力，耗資巨大，而且精度不高，給電力系統(tǒng)帶來巨大的經(jīng)濟損失和社會影響?；?G的輸電線路故障定位及維修系統(tǒng)可使電力部門調(diào)度人員實時獲得輸電線路故障信息，提高了故障處理的科學(xué)性和可靠性，對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行起到了重要的促進作用。同時，搶修人員通過GIS與GPS可以迅速找到故障地點，通過應(yīng)用正確的處理手段快速恢復(fù)輸電線路供電，對減小因輸電線路故障引起的經(jīng)濟損失和所造成社會影響將起到重要的作用。

4.3 應(yīng)急搶險指揮

由于一些突發(fā)情況造成電力網(wǎng)絡(luò)故障或電力系統(tǒng)損壞的情況時有發(fā)生，需要提高應(yīng)急搶險的能力，快速恢復(fù)電網(wǎng)的正常運行。在電力應(yīng)急搶修車中加裝3G移動通信終端，通過音頻和視頻傳輸遠程現(xiàn)場信息，將搶修現(xiàn)場情況與電網(wǎng)運行情況等系統(tǒng)互聯(lián)。以保證各部分信息迅速流通、互動。使遠端指揮人員實時了解電網(wǎng)的現(xiàn)場狀況，做出正確判斷和指揮。這對提高現(xiàn)場的指揮調(diào)度能力，縮短搶險時間，提高應(yīng)急能力，減少災(zāi)害造成的影響有這重要的作用。

4.4 電力通信系統(tǒng)的安全

隨著互聯(lián)電網(wǎng)的不斷擴大，電力通信的安全成為了很重要的問題。3G技術(shù)是要借助于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的，而網(wǎng)絡(luò)的安全性是我們所擔憂的，所以我們要應(yīng)用3G技術(shù)要特別注意其安全性能的提高。

5 3G技術(shù)在智能電網(wǎng)中應(yīng)用的展望

移動通信的發(fā)展，特別是3G網(wǎng)絡(luò)的建成，有力的促進了電力行業(yè)的發(fā)展。基于以上對3G以及通信技術(shù)在電力工業(yè)的應(yīng)用，針對3G技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用提出如下建議：首先，要努力結(jié)合GPRS和各種通信技術(shù)與3G技術(shù)，建設(shè)智能電網(wǎng)通信體系。其次，要在國家電網(wǎng)“面向應(yīng)用、立足創(chuàng)新、形成標準、建立示范”的指導(dǎo)思想下，在3G通信的系統(tǒng)開發(fā)、標準體系、信息安全、軟件平臺等方面進行了重點技術(shù)研究，力求在“電力3G”的核心技術(shù)上取得突破。

[1]劉建明，趙峰.ICT網(wǎng)絡(luò)模式的關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展[J].電力通信系統(tǒng)，2009，30(198).

[2]劉建明，趙峰，張月霞，等.3G和4G無線通信技術(shù)在ICT網(wǎng)絡(luò)模式巾的應(yīng)用.電力系統(tǒng)通信，2009，30.