當(dāng)前電力配網(wǎng)系統(tǒng)中高新技術(shù)應(yīng)用展望

樊曉登

摘 要：隨著當(dāng)前國(guó)家經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，城市化水平日益擴(kuò)大的背景下，城市用電量飛速增長(zhǎng)，電網(wǎng)配電設(shè)施自身運(yùn)行負(fù)荷也不斷增大，隨之產(chǎn)生的是電力配網(wǎng)系統(tǒng)中一些問(wèn)題逐漸暴露。該文結(jié)合當(dāng)前電力配網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)使用的新技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，如GPRS、GIS技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)以及PON技術(shù)等，并對(duì)未來(lái)電力配網(wǎng)系統(tǒng)中結(jié)合高新技術(shù)的應(yīng)用做出展望。

關(guān)鍵詞：電力配網(wǎng)系統(tǒng) 高新技術(shù) 展望

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）12（b）-0166-02

我國(guó)電力配網(wǎng)技術(shù)隨著科技的進(jìn)步而不斷發(fā)展革新，在全面工業(yè)化與城市化規(guī)模激增的條件下，對(duì)于電網(wǎng)技術(shù)的穩(wěn)定暴露出一些問(wèn)題，這就需要對(duì)當(dāng)前電力配網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行革新，不斷運(yùn)用新技術(shù)完善電力配網(wǎng)體系的建設(shè)，確保國(guó)家發(fā)展的電力需求得到保障。該文結(jié)合當(dāng)前電力配網(wǎng)中的高新技術(shù)如GPRS、GIS技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)與PON技術(shù)等進(jìn)行介紹，對(duì)未來(lái)電力配網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展做出展望。

1 GPRS技術(shù)在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用

1.1 GPRS技術(shù)概要

GPRS（無(wú)線(xiàn)服務(wù)技術(shù)）是基于移動(dòng)電話(huà)與移動(dòng)數(shù)字傳輸端的一種網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)用GPRS技術(shù)進(jìn)行主要的信息與指令遠(yuǎn)程傳輸，其數(shù)字信號(hào)的革新在近年來(lái)發(fā)展迅速，從最早的2G到2.5G互聯(lián)通信，當(dāng)前3G數(shù)字信號(hào)已經(jīng)得到普及，而一些發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)開(kāi)始逐漸全面使用LTE4G傳輸系統(tǒng)，其傳輸頻率從最初的512kB/s到目前穩(wěn)定的10MB/s，其數(shù)據(jù)傳輸量也不斷增加，當(dāng)前電力系統(tǒng)中對(duì)于GPRS信號(hào)傳輸主要采用基站架設(shè)或與通信商共用附近基站等方法實(shí)現(xiàn)信號(hào)覆蓋，該技術(shù)具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

1.2 GPRS技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

近年來(lái)，隨著電力配網(wǎng)技術(shù)的不斷完善，中低壓配電系統(tǒng)的新建數(shù)量不斷增加，而中低壓配電技術(shù)主要使用自動(dòng)化配網(wǎng)模式運(yùn)行，特別是無(wú)人值守變電站的應(yīng)用極大地解放了人為勞動(dòng)力水平，而配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化技術(shù)與GPRS技術(shù)的應(yīng)用密不可分，對(duì)于自動(dòng)配電系統(tǒng)中遙控與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等行為的進(jìn)行，必須依靠GPRS網(wǎng)絡(luò)，其信息傳遞水平的可靠性就成為了自動(dòng)配電系統(tǒng)的可靠保障，特別是LTE4G傳輸技術(shù)的推廣和普及，對(duì)于加強(qiáng)自動(dòng)化配電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性具有極大地幫助，如自動(dòng)化指令傳達(dá)、電網(wǎng)運(yùn)行全程監(jiān)控、電網(wǎng)預(yù)警啟動(dòng)等功能通過(guò)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制，能夠?qū)﹄娏ψ詣?dòng)化系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)以及實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而加強(qiáng)自動(dòng)化配電管理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2 GIS系統(tǒng)在配電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

2.1 GIS技術(shù)簡(jiǎn)介

GIS（地理信息系統(tǒng)）是基于計(jì)算機(jī)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的地理數(shù)據(jù)應(yīng)用及采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)的運(yùn)行方式主要由計(jì)算機(jī)信息采集系統(tǒng)與地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)共同完成，當(dāng)前在地質(zhì)勘探、找礦、工程施工以及電力方面具有廣泛的應(yīng)用。

2.2 GIS技術(shù)在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用

由于我國(guó)地域面積廣闊，電網(wǎng)架設(shè)線(xiàn)路長(zhǎng)、穿越地形復(fù)雜，傳統(tǒng)的電網(wǎng)架設(shè)與電網(wǎng)監(jiān)管需要采用人工地形采集的方法，其工作難度大，危險(xiǎn)性高。當(dāng)前在GIS技術(shù)的應(yīng)用下，對(duì)于電力網(wǎng)絡(luò)地理信息化管理模式不斷增強(qiáng)，其工作難度大幅降低，且工作效率得到極大的提升。GIS系統(tǒng)在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)逐步開(kāi)始普及，由于信息化網(wǎng)絡(luò)的不斷應(yīng)用與普及，地理信息庫(kù)中的數(shù)據(jù)不斷完善，當(dāng)前GIS系統(tǒng)對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)的管理已經(jīng)由之前的單邊管理模式向多邊管理模式方面普及，由于我國(guó)電力配網(wǎng)工程中對(duì)于GIS應(yīng)用起步時(shí)間較晚，對(duì)于地理信息系統(tǒng)的建設(shè)還需要進(jìn)一步完善。當(dāng)前我國(guó)電網(wǎng)配置中結(jié)合西方電力配網(wǎng)GIS技術(shù)的應(yīng)用做出分析，結(jié)合我國(guó)電網(wǎng)配置的實(shí)際情況，以GIS系統(tǒng)運(yùn)行概念作為系統(tǒng)建設(shè)的切入點(diǎn)，以中低壓10 kV線(xiàn)路作為試點(diǎn)工程，取得了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

3 儲(chǔ)能技術(shù)在當(dāng)前電力配網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 儲(chǔ)能技術(shù)概況

電力能源作為當(dāng)前時(shí)期發(fā)展的主要能源類(lèi)型，對(duì)于電能的儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展是科技界極為關(guān)注的科技研究方向之一，目前對(duì)于儲(chǔ)能方式主要分為三種：機(jī)械儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能。其中機(jī)械儲(chǔ)能在20世紀(jì)中葉已經(jīng)提出，在當(dāng)前應(yīng)用最為成熟的儲(chǔ)能方式，如抽水儲(chǔ)能與空氣壓縮儲(chǔ)能方法；化學(xué)儲(chǔ)能是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的儲(chǔ)能方式，其中以電池為化學(xué)儲(chǔ)能的代表，如鎳鎘電池、鉛酸電瓶、超能電容器等；而對(duì)于電磁儲(chǔ)能是當(dāng)前科技界研究的主要方向，其中以可再生能源、綠色電網(wǎng)和系能源汽車(chē)作為主要研究的三個(gè)方面。

3.2 儲(chǔ)能技術(shù)在電力配網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

由于電力供應(yīng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)峰谷差現(xiàn)象，峰谷差現(xiàn)象根據(jù)季節(jié)不同、城市規(guī)模用電量不同而不斷加大峰谷差值，特別是當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，居民用電量不斷上升，各類(lèi)電器在市場(chǎng)上的普及和應(yīng)用不斷增加，機(jī)械制造業(yè)與智能化工廠的出現(xiàn)，導(dǎo)致用電負(fù)荷逐年上升。儲(chǔ)能技術(shù)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)峰谷差進(jìn)行合理的調(diào)蓄，這就如同對(duì)河流治理中的水庫(kù)防汛與抗旱功能，當(dāng)峰值過(guò)高的情況能夠通過(guò)庫(kù)容進(jìn)行補(bǔ)充，而當(dāng)發(fā)電量（水流量）過(guò)高的情況下，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?chǔ)能調(diào)蓄。我國(guó)電網(wǎng)配置需要根據(jù)用電實(shí)情出發(fā)，結(jié)合不同電壓類(lèi)型的電網(wǎng)配置設(shè)計(jì)儲(chǔ)能系統(tǒng)，如抽水儲(chǔ)能能夠用于高壓電網(wǎng)的儲(chǔ)能之中，從而達(dá)到優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行效率的目的；而中低壓配網(wǎng)系統(tǒng)可以采用化學(xué)儲(chǔ)能方式與機(jī)械儲(chǔ)能相結(jié)合的方法，從而加強(qiáng)電網(wǎng)管理的有效性。當(dāng)前我國(guó)電力配網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用集中在兩方面：一方面是通過(guò)科技創(chuàng)新的方式來(lái)提高電力儲(chǔ)能的空間，加強(qiáng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的電力負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，特別是在電力谷峰差較大的情況下能夠充分減少谷峰差對(duì)于電力設(shè)施造成的大負(fù)荷沖擊；另一方面是增強(qiáng)電網(wǎng)儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性，結(jié)合電力配網(wǎng)不同類(lèi)型與應(yīng)用環(huán)境的不同，應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體情況采用不同的儲(chǔ)能方法來(lái)提高儲(chǔ)能效率，增強(qiáng)電網(wǎng)儲(chǔ)能的實(shí)用性。

4 PON技術(shù)在電力配網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1 PON技術(shù)簡(jiǎn)析

PON（無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)）是基于光纖信息傳遞技術(shù)的高速網(wǎng)絡(luò)傳遞通訊技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)一點(diǎn)到多點(diǎn)的傳導(dǎo)方式。PON技術(shù)的組成主要由OLT（光線(xiàn)路終端），ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元），ODN（光分配網(wǎng)）之間的關(guān)系進(jìn)行傳導(dǎo)互聯(lián)，PON在現(xiàn)代通信中的應(yīng)用具有極強(qiáng)的抗電磁干擾特性，其通信線(xiàn)路具有高度的可靠性，而當(dāng)前國(guó)家網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的革新方面，PON光纖傳導(dǎo)已經(jīng)得到了應(yīng)用和普及，特別是以100MB/s光纖為基本入戶(hù)通道寬度，全面提升了網(wǎng)絡(luò)通訊效率。

4.2 PON技術(shù)在電力配網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

PON技術(shù)主要在我國(guó)電網(wǎng)配置中集中在電力配網(wǎng)自動(dòng)化方面，特別是變電站自動(dòng)化、電網(wǎng)自動(dòng)化等方面需要進(jìn)行有效的網(wǎng)絡(luò)傳輸溝通，需要一種適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，PON技術(shù)從電信網(wǎng)絡(luò)通信方面向電力網(wǎng)絡(luò)管理方面跨界發(fā)展。但當(dāng)前我國(guó)PON技術(shù)的在電力配網(wǎng)系統(tǒng)中還屬于初步嘗試階段，東部發(fā)達(dá)地區(qū)電力配網(wǎng)系統(tǒng)中開(kāi)始進(jìn)行試點(diǎn)和革新，在電網(wǎng)傳輸和保護(hù)機(jī)制方面具有較強(qiáng)的可靠性。當(dāng)前我國(guó)對(duì)于PON技術(shù)的試點(diǎn)主要考慮其通信可靠性、經(jīng)濟(jì)性以及穩(wěn)定性等方面，其高速傳輸技術(shù)能夠?yàn)殡娏ψ詣?dòng)化配網(wǎng)設(shè)施的運(yùn)行提供正常的通信保障，隨著近年來(lái)PON技術(shù)的不斷成熟，PON技術(shù)在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用將會(huì)不斷普及。

5 結(jié)語(yǔ)

電力配網(wǎng)系統(tǒng)是保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源系統(tǒng)，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科技水平的提高，更多高新技術(shù)將在電力配網(wǎng)中不斷得到應(yīng)用，從而提高電力配網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性與可靠性，更好地為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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