智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術(shù)研究

楊熹

摘 要：智能電網(wǎng)已成為了我國(guó)智慧城市發(fā)展的重要基礎(chǔ)和驅(qū)動(dòng)力。就智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術(shù)展開(kāi)了論述。

關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng)；通信組網(wǎng)；變電站設(shè)備；信息化

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.145

電力需求的增長(zhǎng)和低碳發(fā)展的要求促使配電網(wǎng)向著智能化方向發(fā)展。智能電網(wǎng)的實(shí)施使得一次、二次設(shè)備增多，電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大，現(xiàn)場(chǎng)和IT設(shè)備間傳輸?shù)男畔⒘恳泊蟠笤黾?。波?dòng)性分布式電源的大規(guī)模并網(wǎng)，儲(chǔ)能裝置以及主動(dòng)負(fù)荷的接入將極大地影響供電可靠性和電能質(zhì)量，使得電網(wǎng)的控制變得更加復(fù)雜，容易造成通信可靠性問(wèn)題。通信系統(tǒng)作為智能電網(wǎng)中智能量測(cè)、能量管理、自動(dòng)控制及保護(hù)等功能的支撐，面臨很大的挑戰(zhàn)。

1 智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 “智能配電網(wǎng)”的概念

智能配電網(wǎng)是以穩(wěn)定的電網(wǎng)框架為基礎(chǔ)，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)的發(fā)電、儲(chǔ)能、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度等方面進(jìn)行智能監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)電力、信息、業(yè)務(wù)的高度融合。智能電網(wǎng)不僅僅意味著智能化控制，也包括對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行信息智能化處理和管理。只有真正做到信息智能管理，智能化控制才可實(shí)現(xiàn)。在智能電網(wǎng)的建設(shè)運(yùn)行過(guò)程中，所表現(xiàn)出的可觀測(cè)、可控制、自適應(yīng)及自愈性等特性，都離不開(kāi)信息及通信技術(shù)所提供的支持與保障。信息及通信技術(shù)作為新時(shí)期智能電網(wǎng)應(yīng)具備的核心技術(shù)之一，可以說(shuō)是決定整個(gè)智能電網(wǎng)運(yùn)行建設(shè)及其發(fā)展速度的最關(guān)鍵因素。

1.2 智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)存在的問(wèn)題

在建設(shè)智能電網(wǎng)的過(guò)程中，絕大多數(shù)變電站設(shè)備及發(fā)電機(jī)、電纜、線路等都有在線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。電力在線監(jiān)測(cè)是智能電網(wǎng)中不可缺少的重要部分。然而，受電力系統(tǒng)分布式及實(shí)時(shí)性的特性影響，各種監(jiān)測(cè)控制設(shè)備在信息獲取方面存在著一定的時(shí)延、路徑不確定性及數(shù)據(jù)包信息流丟失等問(wèn)題。

2 智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術(shù)發(fā)展必要性

2.1 成為衡量城市發(fā)展水平的重要因素

在工業(yè)4.0時(shí)代，建設(shè)智慧城市是未來(lái)城市發(fā)展的一個(gè)共同目標(biāo)。隨著世界經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，城市對(duì)清潔、高效、經(jīng)濟(jì)、安全的電力能源的需求日趨加劇。因此，在智慧城市的諸多建設(shè)工程中，智能電網(wǎng)也成為關(guān)鍵項(xiàng)目之一。

2.2 是改善民生的重要基礎(chǔ)設(shè)施

配電網(wǎng)是保障電力“落得下、用得上”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是改善民生的重要基礎(chǔ)設(shè)施。隨著國(guó)家電網(wǎng)公司加強(qiáng)配網(wǎng)建設(shè)管理，對(duì)供電安全性、可靠性、適應(yīng)性要求越來(lái)越高，對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)、接入管理、運(yùn)行檢修、安全協(xié)調(diào)控制等也提出了更高的要求。因此，業(yè)務(wù)需求和配電設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)配電通信系統(tǒng)的安全可靠、可視運(yùn)維、靈活接入也提出了更高的要求。因此可以說(shuō)，智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展是改善民生的重要基礎(chǔ)措施，應(yīng)予以必要的重視。

2.3 是工業(yè)化、信息化發(fā)展的需要

大力推進(jìn)信息化、工業(yè)化建設(shè)，是企業(yè)提高核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。早在“七五”時(shí)期，我國(guó)電力企業(yè)就開(kāi)始著手單項(xiàng)業(yè)務(wù)的信息化建設(shè)。幾十年一路走來(lái)，不懈耕耘。隨著業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，面臨的挑戰(zhàn)也越來(lái)越棘手：①?lài)?guó)產(chǎn)化、自主化、硬件平臺(tái)越來(lái)越豐富，運(yùn)維也越來(lái)越復(fù)雜。②系統(tǒng)越來(lái)越多，硬件越來(lái)越多，數(shù)據(jù)中心越修越大，利用率卻“居低不上”。③平臺(tái)不是不大，而是不“齊”，在借助平臺(tái)解決共性問(wèn)題的同時(shí)也帶來(lái)了額外的負(fù)擔(dān)。業(yè)務(wù)應(yīng)用的功能通常需要依賴(lài)平臺(tái)多個(gè)組件提供的服務(wù)，但是存在各組件接口標(biāo)準(zhǔn)不一致、系統(tǒng)需單獨(dú)與各組件獨(dú)立集成（配置），監(jiān)控信息分散于各組件系統(tǒng)內(nèi)等問(wèn)題，影響系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與運(yùn)維效率。④雖然系統(tǒng)越來(lái)越多，信息化覆蓋度越來(lái)越高，但企業(yè)級(jí)應(yīng)用卻難以建成，企業(yè)信息化變成“以部門(mén)為戰(zhàn)”，基層人員工作量繁重，業(yè)務(wù)應(yīng)用重復(fù)建設(shè)、數(shù)據(jù)不一致情況嚴(yán)重。這些問(wèn)題都需要智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術(shù)的大力實(shí)施才能有效解決。

3 智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術(shù)發(fā)展方向

3.1 工業(yè)化、信息化、智能化逐漸融合

智能配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。通常110 kV及以下的電力網(wǎng)絡(luò)屬于配電網(wǎng)絡(luò)，配電網(wǎng)是整個(gè)電力系統(tǒng)與分散的用戶直接相連的部分。智能配網(wǎng)系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進(jìn)行信息集成，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運(yùn)行及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、用電和配電管理的智能化，使“三化”逐漸融合發(fā)展。

3.2 完善以太網(wǎng)的作用

隨著工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、光纖技術(shù)、信息處理技術(shù)的發(fā)展以及向電力領(lǐng)域的滲透，在當(dāng)前技術(shù)條件支持背景作用之下，工業(yè)以太網(wǎng)通信在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中所表現(xiàn)出的包括可靠性高、靈活性高、維護(hù)性高及擴(kuò)展性高在內(nèi)的多種應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，對(duì)于優(yōu)化整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)各種設(shè)備元件的連接和信息傳輸方面都有著重要突破。目前，工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)作為最為重要的電網(wǎng)通信設(shè)備解決方案，使電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)也得以快速發(fā)展，并逐步走向?qū)嵱没A段。而且工業(yè)交換機(jī)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化早已完成，包括底層協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)冗余協(xié)議、管理協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)精確時(shí)鐘傳輸協(xié)議等，不同廠商產(chǎn)品互通性好，還可以實(shí)現(xiàn)混合組網(wǎng)。同時(shí)，工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)主要采用分段冗余、相交環(huán)、相切環(huán)等混合組網(wǎng)方式，提高了組網(wǎng)的可靠性，多種光電口靈活配置，高度集成，一體化方案設(shè)計(jì)更為電網(wǎng)建設(shè)提供了便利。工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)在數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)管理、運(yùn)行維護(hù)、安全監(jiān)控、計(jì)量及用戶交互等方面發(fā)揮巨大作用。因此，有必要完善以太網(wǎng)在智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術(shù)的作用。

3.3 加強(qiáng)信息安全智能的構(gòu)建

加強(qiáng)能源信息通信系統(tǒng)的安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，就是根據(jù)信息重要程度、通信方式和服務(wù)對(duì)象的不同，科學(xué)配置安全策略。依托先進(jìn)密碼、身份認(rèn)證、加密通信等技術(shù)，建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)下的用戶、數(shù)據(jù)、設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)之間信息傳遞、保存、分發(fā)的信息通信安全保障體系，確保能源互聯(lián)網(wǎng)安全、可靠運(yùn)行，提升能源互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和信息安全事件監(jiān)測(cè)、預(yù)警和應(yīng)急處置能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

作為關(guān)系國(guó)家能源安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的公共事業(yè)機(jī)構(gòu)，電力企業(yè)所在的整個(gè)行業(yè)都正面臨著人類(lèi)對(duì)能源的需求越來(lái)越大，能源危機(jī)日益突出，積極尋求安全、可負(fù)擔(dān)和環(huán)保的能源供應(yīng)問(wèn)題，提升“發(fā)、輸、變、配、用”電力全環(huán)節(jié)的能源效率已成為現(xiàn)代智能網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的共識(shí)。

參考文獻(xiàn)

[1]牛高.智能配電網(wǎng)通信技術(shù)發(fā)展綜述[J].計(jì)算機(jī)光盤(pán)軟件與應(yīng)用，2013（03）：87-89.

〔編輯：劉曉芳〕