試論智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

劉文杰

（許繼電氣電網(wǎng)保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)公司）

試論智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

劉文杰

（許繼電氣電網(wǎng)保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)公司）

智能電網(wǎng)建設(shè)目前已成為我國重要發(fā)展項(xiàng)目之一，作為智能電網(wǎng)建設(shè)中的關(guān)鍵和重頭戲，智能變電站的建設(shè)改造任務(wù)顯得尤為重要，智能變電站的建立在某種程度上可以推動(dòng)我國電網(wǎng)智能化的出現(xiàn)。所以本文立足于我國現(xiàn)階段通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，指出其中的特點(diǎn)和不足，并提出相應(yīng)解決措施，矢志為我國智能變電站的建設(shè)和電網(wǎng)智能化的實(shí)現(xiàn)提供實(shí)際有效的理論依據(jù)，推動(dòng)電網(wǎng)智能化在我國的開展落實(shí)。

智能變電站；通信網(wǎng)絡(luò)

0 引言

隨著社會進(jìn)步和繁榮，我國各行各業(yè)對電力的需求也在逐步提升，更多的需求也為智能電網(wǎng)建設(shè)帶來更多挑戰(zhàn)，智能變電站在用電、送電、配電和調(diào)度方面，都起著至關(guān)重要的作用，其聯(lián)系各個(gè)環(huán)節(jié)，是使各個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣的重要支撐，起著重要的紐帶作用，在電網(wǎng)運(yùn)行過程中起著不可替代的重要作用。然而，現(xiàn)在的智能變電站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較為僵化死板，仍然存在著重要的現(xiàn)實(shí)問題，所以，如何進(jìn)一步加強(qiáng)智能變電站的技術(shù)研究，是我國當(dāng)前智能電網(wǎng)項(xiàng)目中的重要課題。

1 發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提升，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)也在不斷發(fā)展，這也促使我國的變電站更多的趨向于智能方向發(fā)展，尤其是在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大環(huán)境的沖擊下，我國智能變電站的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了較大的發(fā)展。通常情況下，電力通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的整個(gè)過程中，變電站是網(wǎng)絡(luò)通信得以順利實(shí)行的重要節(jié)點(diǎn)，變電站的合理推行，能夠維護(hù)通信網(wǎng)的安全穩(wěn)定，促進(jìn)電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，提高運(yùn)行效率和運(yùn)行速度。在實(shí)際工作過程中，電力通信網(wǎng)絡(luò)一般會分為兩部分，一部分是骨干通信網(wǎng)，一部分是中低壓通信網(wǎng)。這兩部分的劃分依據(jù)是電網(wǎng)通信的覆蓋范圍。

（1）骨干通信網(wǎng)

隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，當(dāng)前，我國的電力與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)有了較大的區(qū)別。我國電力部門將通信網(wǎng)絡(luò)劃分為四個(gè)層次，由點(diǎn)到面，按照區(qū)域行政規(guī)劃的方式進(jìn)行區(qū)分，骨干通信網(wǎng)是指在四個(gè)層級中，覆蓋可達(dá)到110（66）kV以上電壓地區(qū)的部門，骨干通信網(wǎng)在整體電力通信網(wǎng)絡(luò)中，起到調(diào)度控制的作用。目前來看，我國社會深度發(fā)展，電力系統(tǒng)的運(yùn)用也更加完善，各個(gè)層級電力系統(tǒng)互相協(xié)調(diào)，相互作用，共同促進(jìn)我國電力系統(tǒng)的完善和發(fā)展，人們生活水平不斷提高，用電需求增加，也對電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展提出更多挑戰(zhàn)。目前，我國電纜使用狀況良好，電纜使用總長度已經(jīng)達(dá)到59.24萬km，覆蓋范圍較廣，覆蓋深度強(qiáng)[1]。隨著社會進(jìn)一步發(fā)展，城市化規(guī)模越來越大，通信系統(tǒng)的發(fā)展總體來說是機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存的?，F(xiàn)階段，我國省級、跨區(qū)級、縣級通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸率逐漸趨于每秒2.5Gbit和每秒10Gbit，速度加快，信號傳輸穩(wěn)定，傳輸內(nèi)容損失率低，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的城市，甚至已經(jīng)出現(xiàn)波分復(fù)用技術(shù)，這一技術(shù)隨著我國科技進(jìn)步和需求增大，將在國內(nèi)得到更大范圍內(nèi)的使用。但由于我國在通信系統(tǒng)方面起步晚，發(fā)展時(shí)間短，因此，在承載超大容量數(shù)據(jù)這一塊，我國的骨干通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)呈現(xiàn)出頹態(tài)，逐漸暴露一些缺陷和弱點(diǎn)，需要科技工作者進(jìn)一步加強(qiáng)與完善[2]。

（2）中低壓接入網(wǎng)

骨干通信網(wǎng)主要指覆蓋范圍在110（66）kV以上的地區(qū)和用戶，與之相對應(yīng)的，中低壓接入網(wǎng)的覆蓋范圍即為110（66）kV以下的地區(qū)和用戶，和骨干通信網(wǎng)的作用類似，中低壓接入網(wǎng)主要起調(diào)度的作用，是一個(gè)場站、地區(qū)甚至個(gè)人的調(diào)度場所。一般來說，在進(jìn)行中低壓接入網(wǎng)端口連接時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

1）首先，在電力通信網(wǎng)絡(luò)工作運(yùn)行時(shí)，中低壓接入網(wǎng)可以承載配電自動(dòng)化、中壓電力線載波等情況，另一方面，可以承接無線公網(wǎng)的運(yùn)用，適用范圍較廣泛，使用場所也更加多元；

2）其次，在電力通信網(wǎng)絡(luò)合理運(yùn)行的過程中，難免會出現(xiàn)收集用戶用電信息等業(yè)務(wù)工作，為了滿足這一需求，在遠(yuǎn)程通道中，科技工作者經(jīng)常采用光纖、無線公網(wǎng)等方式進(jìn)行信息收集；而本地服務(wù)則一般采用短距無線的方式進(jìn)行信息采集。目前，我國在中低壓通信網(wǎng)方面投入較大，投入成本較高，耗費(fèi)了大量資金和人力物力，但是由于中低壓通信網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋更大范圍，更適合社會化需求，因此短期內(nèi)必須繼續(xù)采用這一方法。我國在中低壓通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理方面仍存在漏洞和缺憾，缺少一套行之有效的管理措施，管理體制僵化，急需改革，這些都對電力通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起到不利影響，甚至在一定程度上拖慢了我國電網(wǎng)設(shè)施的完善和發(fā)展。

2 應(yīng)用研究

（1）中低壓接入網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)用研究

我國電網(wǎng)系統(tǒng)中，中低壓接入系統(tǒng)由于涉及范圍廣，覆蓋面較大，因此，分管的位置相對來說較為分散，給通信技術(shù)的管理和應(yīng)用帶來一些阻礙，針對這一情況，我國科技人員計(jì)劃從以下幾個(gè)方面入手進(jìn)行管理：

從當(dāng)前我國的運(yùn)用現(xiàn)狀來看，中低壓接入網(wǎng)的通信技術(shù)主要包括PON技術(shù)、TD-LTE技術(shù)以及PLC技術(shù)三種，其中，PLC技術(shù)是當(dāng)中最為主要的關(guān)鍵，在各級傳輸信號網(wǎng)絡(luò)中都會運(yùn)用。這種技術(shù)以電纜為媒，搭載波長，主要輸送數(shù)據(jù)和語音信號。這種傳輸方式運(yùn)用簡單，操作無負(fù)擔(dān)，對一些行業(yè)來說，采用這一方式進(jìn)行操作工作，能夠提升電網(wǎng)搭載信息的使用效率，完善電力線性道在電網(wǎng)工作中的基本目標(biāo)和基本要求，提高數(shù)據(jù)傳輸能力，增強(qiáng)傳輸質(zhì)量，降低傳輸過程遺漏或數(shù)據(jù)缺失的可能[3]。

（2）骨干通信網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究

在我國的通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，需要注意的是骨干通信網(wǎng)絡(luò)是我國電力通信網(wǎng)絡(luò)中極為重要的一環(huán)，不可或缺，不可忽視。為了進(jìn)一步加強(qiáng)骨干通信網(wǎng)在我國電力部門的具體運(yùn)用和實(shí)施，筆者根據(jù)當(dāng)前實(shí)際情況提出一些方案供參考：

骨干組網(wǎng)方案。ONT技術(shù)是光轉(zhuǎn)網(wǎng)中一項(xiàng)新的技術(shù)，目前正在進(jìn)入投入使用的過程中，這一技術(shù)方案與原有的傳輸技術(shù)相比，具備DWDM和SDH技術(shù)的優(yōu)勢，使用過后，整個(gè)骨干組網(wǎng)絡(luò)的操作更加簡便，極大提高網(wǎng)絡(luò)的使用效率，加快實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸無障礙的目標(biāo)，對于一些大容量數(shù)據(jù)來說，使用這一技術(shù)，已經(jīng)有效降低數(shù)據(jù)的損耗程度和損耗率，因此，ONT技術(shù)正不斷被推行和應(yīng)用[4]。另一方面，為了提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用性和適配性，在ONT技術(shù)實(shí)施的基礎(chǔ)上，增加PTN+OTN+SDH的模式，滿足區(qū)域內(nèi)各行業(yè)的實(shí)際需要。在保證大容量數(shù)據(jù)的傳輸安全和傳輸效率的同時(shí)，確保簡單容量的數(shù)據(jù)在傳輸過程中不遺失，提高工作質(zhì)量和業(yè)務(wù)水平。例如，在骨干通信網(wǎng)中，有的業(yè)務(wù)工作對時(shí)間延長有要求，因此，使用SDH技術(shù)可以在不耽誤時(shí)間延長的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作管理；對于區(qū)域內(nèi)覆蓋來說，可以使用PTN這一技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化改革，確保簡單的信息容量在傳輸過程中可以保持高度精準(zhǔn)。采用層級分明，規(guī)劃恰當(dāng)?shù)墓芾泶胧?，是解決區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)信息不安全的重要手段之一。在這一狀態(tài)下，骨干通信網(wǎng)內(nèi)的各級技術(shù)得到大幅發(fā)展，業(yè)務(wù)的收斂和匯聚作用都得到有效體現(xiàn)[5]。采用這一方法，能夠有效發(fā)揮各層級的作用，提高網(wǎng)絡(luò)的利用率，還可以提升整體網(wǎng)絡(luò)的靈活性和輸送能力，推動(dòng)骨干通信的科學(xué)合理有序發(fā)展。

3 結(jié)束語

我國是發(fā)展中國家，人口眾多，因此，對于基礎(chǔ)設(shè)施的需求也就相對于發(fā)達(dá)國家更大一些，隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，電力成為了人民日常生活中不可或缺的一部分，不得不說，電力始終是一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定的重要保證，當(dāng)前我國進(jìn)入改革開放新時(shí)期，社會各行各業(yè)對電力發(fā)展抱有充分信心和極大期待，與此同時(shí)，我國電力部門也相應(yīng)面臨嚴(yán)肅的挑戰(zhàn)。作為我國支柱性能源，電網(wǎng)建設(shè)尤其是智能電網(wǎng)的建設(shè)在國內(nèi)的發(fā)展更需要提到重要層面，智能電網(wǎng)的有效實(shí)施，能夠在一定情況下促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)水平的提高。所以，必須進(jìn)一步加強(qiáng)變電站的通信應(yīng)用技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，進(jìn)行項(xiàng)目改進(jìn)和創(chuàng)新，不斷提高項(xiàng)目的總體效果和綜合實(shí)力，嚴(yán)格按照國家法律法規(guī)和相關(guān)規(guī)章制度進(jìn)行工作，促進(jìn)電網(wǎng)智能化水平的提高，推動(dòng)變電站通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量提升，為我國帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1]辛培哲，李雋，王玉東，等.智能配、用電網(wǎng)通信技術(shù)及組網(wǎng)方案[J].電力建設(shè)，2011（1）：22-26.

[2]李祥珍，齊淑清.電力線通信（PLC）技術(shù)的應(yīng)用及未來[R].北京：中國電力科學(xué)研究院，2003（3）：12-16.

[3] 陳偉，李強(qiáng).基于OPNET的數(shù)字變電站通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性仿真分析[J].電力科學(xué)與工程，2011(10).

[4] 周鄴飛,徐石明.智能變電站數(shù)據(jù)中心初探[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化， 2011(18).

[5] 易永輝,王雷濤,陶永健.智能變電站過程層應(yīng)用技術(shù)研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010(21).

[6] 李永亮,李剛. IEC61850第2版簡介及其在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用展望[J]. 電網(wǎng)技術(shù)，2010(4).

2017-04-06）