智能配电网通信要求和具体技术分析

山西省长治市国网长治信通公司 王 荣

智能配电网通信要求和具体技术分析

山西省长治市国网长治信通公司 王 荣

在智能配电网中,对于信息通信有着极高的要求,通信网的建设是构建和发展智能配电网的基础条件,尤其是在分布式电源、智能配网设备不断应用的基础上,配网通信的业务需求出现了很大的变化。本文立足智能配电网通信业务的需求,分析了基本的通信要求,同时对满足通信要求的关键技术了阐述,希望能够为智能配电网通信系统的建设提供参考。

智能配电网;通信要求;技术

前言

智能配电网属于智能电网中的关键环节,与传统配电网相比,具有良好的自愈能力,更高的安全性和电能质量,能够支持分布式电源的大量接入,可以实现与用户的互动,同时为配电及用电管理的信息化奠定良好的基础。在智能配电网中,业务类型众多,不用的业务在覆盖面、通信需求等方面存在着一定的差异,需要技术人员做好深入的分析和研究。

1.智能配电网通信的业务需求

配电通信网是构成智能配电网的重要组成部分,也是智能配电网得以实现和完善的基础与前提。构建成熟可靠、经济合理的通信网,满足智能电网发展环节对于信息传输的需求,为电力智能化设备及系统的运行提供通信保障,是智能配电通信网的建设目标。从当前我国智能配电网的发展现状分析,配电通信网具备几个比较关键的业务需求:一是ADO通信需求,包括纵联网络保护通信需求、高级配电自动化通信需求和分布式电源通信需求,其对于通信速率的要求较高,一般情况下应该选择以太网作为通道接口,配合光纤通信平台;二是AMI通信需求,包括负荷需求侧管理通信需求以及智能电表通信需求,同样可以选择以太网作为通道接口,不过其本身的信息流量较小,从降低成本的角度,可以选择载波、无线宽带等作为通信平台;三是AAM通信需求,主要是针对智能配电网中设备或者线路的运行状态进行实时在线监测,以保证良好的运行效果和较高的检修效率,保障配电网的运行安全,对于设备状态监测信息的控制和传输,可以选择的通信平台为无线网,可以通过租用公网无线的方式来满足通信要求[1]。

2.智能配电网通信的具体要求

在智能配电网通信网络的建设环节,不仅需要满足上述业务需求,还必须满足一些具体的要求,保证配电通信网的安全、稳定、可靠运行。

2.1 安全性

电力行业属于高危行业,其本身就存在着很大的安全风险,因此,在进行配网通信网的构建时,必须首先考虑安全性的要求。结合我国现行的相关规定和要求,在进行电力二次系统的建设过程中,需要做好安全防护工作,坚持网络专用、安全分区、纵向认证、横向隔离的基本原则。应该明确智能配电网中电力监控系统的辐射范围,将配网自动化、负荷控制、纵联保护等全部纳入其中,结合专用网络的生产控制大区,作为承载电力监控系统的平台,尽可能消除安全隐患。

2.2 经济性

配网本身结构复杂,设备数量多,配电通信网的设计必须立足智能配网业务的具体需求和发展情况,将通信节点分为覆盖和保障两种不同的类型,选择针对性的通信方式,在充分满足业务通行需求的前提下,对通信的成本进行控制,提升智能配电网通信的经济性[2]。

2.3 可靠性

在智能配电网中,通信的可靠性非常关键,直接影响着通信的效果,影响了配网的正常运行。因此,信息传输通道必须设置备用,而且确保其具备一定的自愈功能,将通信设备的可靠性提升到工业级,设置不间断电源,做好机房环境的建设,为通信的可靠性奠定良好的基础条件。

3.智能配电网通信的关键技术

从智能配电网通信的业务需求以及系统的具体通信要求考虑,在进行通信网设计及构建时,应该合理选择通信技术,提升通信的效率和质量,降低通信成本,进而推动智能配电网的稳定健康发展。

3.1 关键技术

(1)电力线通信技术:电力线通信属于传统技术,一般指宽带电力线通信技术,数据传输速率最高可以达到100Mbit/s,基本上能够满足任何电力业务通信的需求。不过,这种通信技术无法使用TCP/IP通信协议,想要实现与其他通信网络的相互连接非常困难,同时在实际应用环节存在着信号衰减、负荷巨大、载波频率低等问题,需要技术人员的深入研究,合理选择通信标准,在实现不同通信网络有效互联的同时,提升通信的速度和质量[3]。

(2)光纤以太网通信技术:可以分为光纤复合架空地线技术以及自承式光缆技术两种,前者主要设计将光纤单元融入到了传统的相线结构中,有效避免了路由协调以及电磁兼容等问题,施工更加便利;后者则能够显著降低安装成本,不过考虑到架空作业问题,比较适用于既有线路的改造,从而避免停电作业的情况。

(3)无线通信技术:在信息化技术飞速发展的带动下,无线通信已经能够实现图像、语音、视频等多媒体信息的可靠传输,其在实际应用中最为关键的问题,就是信息速率、传输环境以及信号干扰等。就目前而言,在智能配电网中应用无线通信技术,能够有效减少自然灾害的影响,确保在台风、暴雨等恶劣天气下的正常通信。

(4)EPON通信技术:EPON指基于以太网无源光网络,能够适应智能配电网自动化点到多点的传输模式,不仅组网方式灵活,可靠性高,传输速度快,而且可以对现有的以太网技术进行兼容,维护简单,在配电自动化领域中得到了广泛的认可和应用,成为智能配电网通信技术的有限选择[4]。

3.2 技术方案

立足智能配电网的通信业务需求,以110kV智能变电站为例,对通信网的组网方案进行设计明确。通信网以光纤通信为重要节点的信息传输质量和速率提供保障,以无限通信实现对于通信区域的全面覆盖,以载波通信作为补充接入方案,能够有效满足智能配电网通信安全性、可靠性和经济性的具体要求。

在该通信技术方案中,以光纤覆盖纵联保护、配网自动化监测、分布式电源等重要节点,形成设备之间以及配电调度之间的光纤通信通道,采用155Mbit/s的SDH环网结构,或者100Mbit/s的工业以太环网,确保通信网具备相应的自愈功能。在光纤通信覆盖范围之外,可以采用无线通信,或者租用公网无线通信的方式,构建双向信息无线传输通道,实现对设备运行状态信息的实时监控,以及对智能电能表显示信息的确认。每一个无线接入点的流量均为5kbit/s,汇聚到变电站基站时,流量为12Mbi/s。另外,根据智能电能表到台区集中点的距离,可供选择的通信方式包括WiFi、载波以及RS-485电缆等,能够实现智能电能表的灵活接入[5]。

4.结语

总而言之,在信息化技术飞速发展的带动下,智能电网得到了迅猛发展,并且成为未来电网发展的一种必然趋势。不过就目前而言,在智能配电网中,通信网的建设尚且不够完善,在很大程度上制约着配网智能化的实现。针对这种情况,技术人员应该从实际出发,立足智能配电网通信的业务需求,从安全性、可靠性和经济性等方面进行考虑,合理选择通信技术,构建完善的通信系统,提升智能配电网通信的质量和速度,推动智能配电网的持续发展。

[1]黄盛。智能配电网通信业务需求分析及技术方案[J]。电力系统通信,2010,31(212):10-12.

[2]麦树权,吕华良。智能电网信息与通信技术关键问题分析与探究[J]。电子测试,2014,(s2):157-158.

[3]唐海国,冷华,朱吉然,龚汉阳。智能配电网 EPON 通信技术的应用分析[J]。供用电,2015,(9):74-78.

[4]周治中。关于智能配电网通信技术分析及应用[J]。中国电子商务,2013,(4):83.

[5]陈龙,周红,张鹏程。智能电网信息与通信技术关键问题分析[J]。黑龙江科技信息,2015,(8):102.