智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術研究

1、    智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術研究    楊熹摘 要：智能電網(wǎng)已成為了我國智慧城市發(fā)展的重要基礎和驅動力。就智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術展開了論述。關鍵詞：智能配電網(wǎng)；通信組網(wǎng)；變電站設備；信息化：tm76 ：a doi：10.15913/ki.kjycx.2016.19.145電力需求的增長和低碳發(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)的實施使得一次、二次設備增多，電網(wǎng)規(guī)模擴大，現(xiàn)場和it設備間傳輸?shù)男畔⒘恳泊蟠笤黾?。波動性分布式電源的大?guī)模并網(wǎng)，儲能裝置以及主動負荷的接入將極大地影響供電可靠性和電能質量，使得電網(wǎng)的控制變得更加復雜，容易造成通信可靠

2、性問題。通信系統(tǒng)作為智能電網(wǎng)中智能量測、能量管理、自動控制及保護等功能的支撐，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，通過通信網(wǎng)絡技術和計算機信息技術，對電力系統(tǒng)的發(fā)電、儲能、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度等方面進行智能監(jiān)控，以實現(xiàn)電力、信息、業(yè)務的高度融合。智能電網(wǎng)不僅僅意味著智能化控制，也包括對電網(wǎng)運行信息智能化處理和管理。只有真正做到信息智能管理，智能化控制才可實現(xiàn)。在智能電網(wǎng)的建設運行過程中，所表現(xiàn)出的可觀測、可控制、自適應及自愈性等特性，都離不開信息及通信技術所提供的支持與保障。信息及通信技術作為新時期智能電網(wǎng)應具備

3、的核心技術之一，可以說是決定整個智能電網(wǎng)運行建設及其發(fā)展速度的最關鍵因素。1.2 智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)存在的問題在建設智能電網(wǎng)的過程中，絕大多數(shù)變電站設備及發(fā)電機、電纜、線路等都有在線監(jiān)測項目。電力在線監(jiān)測是智能電網(wǎng)中不可缺少的重要部分。然而，受電力系統(tǒng)分布式及實時性的特性影響，各種監(jiān)測控制設備在信息獲取方面存在著一定的時延、路徑不確定性及數(shù)據(jù)包信息流丟失等問題。2 智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術發(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時代，建設智慧城市是未來城市發(fā)展的一個共同目標。隨著世界經(jīng)濟與科學技術的高速發(fā)展，城市對清潔、高效、經(jīng)濟、安全的電力能源的需求日趨加劇。因此，在智慧城

4、市的諸多建設工程中，智能電網(wǎng)也成為關鍵項目之一。2.2 是改善民生的重要基礎設施配電網(wǎng)是保障電力“落得下、用得上”的關鍵環(huán)節(jié)，是改善民生的重要基礎設施。隨著國家電網(wǎng)公司加強配網(wǎng)建設管理，對供電安全性、可靠性、適應性要求越來越高，對網(wǎng)絡規(guī)劃設計、接入管理、運行檢修、安全協(xié)調(diào)控制等也提出了更高的要求。因此，業(yè)務需求和配電設備應用場景對配電通信系統(tǒng)的安全可靠、可視運維、靈活接入也提出了更高的要求。因此可以說，智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術的發(fā)展是改善民生的重要基礎措施，應予以必要的重視。2.3 是工業(yè)化、信息化發(fā)展的需要大力推進信息化、工業(yè)化建設，是企業(yè)提高核心競爭力的重要途徑。早在“七五”時期，我國電力企

5、業(yè)就開始著手單項業(yè)務的信息化建設。幾十年一路走來，不懈耕耘。隨著業(yè)務的不斷發(fā)展，面臨的挑戰(zhàn)也越來越棘手：國產(chǎn)化、自主化、硬件平臺越來越豐富，運維也越來越復雜。系統(tǒng)越來越多，硬件越來越多，數(shù)據(jù)中心越修越大，利用率卻“居低不上”。平臺不是不大，而是不“齊”，在借助平臺解決共性問題的同時也帶來了額外的負擔。業(yè)務應用的功能通常需要依賴平臺多個組件提供的服務，但是存在各組件接口標準不一致、系統(tǒng)需單獨與各組件獨立集成（配置），監(jiān)控信息分散于各組件系統(tǒng)內(nèi)等問題，影響系統(tǒng)開發(fā)與運維效率。雖然系統(tǒng)越來越多，信息化覆蓋度越來越高，但企業(yè)級應用卻難以建成，企業(yè)信息化變成“以部門為戰(zhàn)”，基層人員工作量繁重，業(yè)務應用重

6、復建設、數(shù)據(jù)不一致情況嚴重。這些問題都需要智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術的大力實施才能有效解決。3 智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術發(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)的關鍵環(huán)節(jié)之一。通常110 kv及以下的電力網(wǎng)絡屬于配電網(wǎng)絡，配電網(wǎng)是整個電力系統(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、通訊技術、計算機及網(wǎng)絡技術，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)結構和地理圖形進行信息集成，實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、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、光纖技術、信息處理技術的

7、發(fā)展以及向電力領域的滲透，在當前技術條件支持背景作用之下，工業(yè)以太網(wǎng)通信在運行過程當中所表現(xiàn)出的包括可靠性高、靈活性高、維護性高及擴展性高在內(nèi)的多種應用優(yōu)勢，對于優(yōu)化整個電網(wǎng)系統(tǒng)各種設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)交換機作為最為重要的電網(wǎng)通信設備解決方案，使電力設備在線監(jiān)測技術也得以快速發(fā)展，并逐步走向實用化階段。而且工業(yè)交換機協(xié)議的標準化早已完成，包括底層協(xié)議、網(wǎng)絡冗余協(xié)議、管理協(xié)議、網(wǎng)絡精確時鐘傳輸協(xié)議等，不同廠商產(chǎn)品互通性好，還可以實現(xiàn)混合組網(wǎng)。同時，工業(yè)以太網(wǎng)交換機主要采用分段冗余、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

8、成，一體化方案設計更為電網(wǎng)建設提供了便利。工業(yè)以太網(wǎng)交換機在數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)管理、運行維護、安全監(jiān)控、計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)技術的作用。3.3 加強信息安全智能的構建加強能源信息通信系統(tǒng)的安全基礎設施建設，就是根據(jù)信息重要程度、通信方式和服務對象的不同，科學配置安全策略。依托先進密碼、身份認證、加密通信等技術，建設能源互聯(lián)網(wǎng)下的用戶、數(shù)據(jù)、設備與網(wǎng)絡之間信息傳遞、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、可靠運行，提升能源互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡和信息安全事件監(jiān)測、預警和應急處置能力。4 結束語作為關系國家能源安全和國民經(jīng)濟命脈的公共事業(yè)機構，電力企業(yè)所在的整個行業(yè)都正面臨著人類對能源的需求越來越大，能源危機日益突出