鄒曉明

摘要：隨著智能配電網(wǎng)的快速發(fā)展以及電力服務(wù)民生理念的深入人心，對其重要組成部分并起到關(guān)鍵支撐作用的通信系統(tǒng)提出了越來越高的要求。本文就智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用展開探討。分析了智能配電網(wǎng)通信網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，比較了EPON、PLC技術(shù)、電力無線寬帶、工業(yè)以太網(wǎng)等組網(wǎng)技術(shù)，為智能配電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng)；通信技術(shù)；組網(wǎng)方式

引言

智能電網(wǎng)作為電網(wǎng)體系技術(shù)革新的新動向，是改變電力系統(tǒng)未來面貌的發(fā)展新模式之一。我國電力企業(yè)近年來持續(xù)推動電力系統(tǒng)朝著智能化發(fā)展，其中輸電、變電領(lǐng)域經(jīng)過多年建設(shè)，已經(jīng)具備一定的基礎(chǔ)，但是處于智能電網(wǎng)末端的配電網(wǎng)，由于其規(guī)模巨大、分布廣、環(huán)境惡劣、變動頻繁等特點，發(fā)展較為滯后，是今后的建設(shè)重點。隨著自動化技術(shù)和電力設(shè)備智能化水平的提高，電力系統(tǒng)對通信網(wǎng)絡(luò)的安全性、可靠性、易運維等方面也提出更高的要求，配網(wǎng)通信系統(tǒng)已逐漸成為整個智能電網(wǎng)建設(shè)的重點環(huán)節(jié)。

1智能配電網(wǎng)通信網(wǎng)業(yè)務(wù)需求分析

智能配電網(wǎng)的業(yè)務(wù)主要有4種，第一種是保護(hù)類的智能配電方式，它對于通信安全有著很高的要求，因為該種通信方式不能更改路由，所以很容易影響到配電網(wǎng)的運行；第二種是控制類業(yè)務(wù)，它對于通信安全也有很高的要求，與保護(hù)類的配電方式相比，它的時延標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到秒級，同時它也可以通過切換路由來滿足日常的突發(fā)情況；第三種是信息檢測類，該種方式即使出現(xiàn)故障也不會對配電網(wǎng)造成很大的影響；第四種是視頻類業(yè)務(wù)，它對于帶寬有著很高的要求，網(wǎng)速需要高于2Mbit/s。這4種業(yè)務(wù)對于配電網(wǎng)都起到一定的推動作用，在開展具體工作時要合理選擇。

2智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 EPON組網(wǎng)技術(shù)

EPON組網(wǎng)技術(shù)是指基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)，是一種點對點的技術(shù)，可以有效節(jié)約寬帶資源和光纜資源，EPON組網(wǎng)技術(shù)使用的設(shè)備具有很高的安全性，可以很快地建立網(wǎng)絡(luò)，而且需要的成本也非常低。另外，EPON組網(wǎng)技術(shù)可以靈活便捷的組成很多種拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，比如，樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等。EPON組網(wǎng)技術(shù)主要需要以下幾種設(shè)備：（1）光纜終端設(shè)備，主要用來進(jìn)行光纖干線的連接，上行速率是10Gb/s，下行速率是1.25Gb/s，單機(jī)可以支持128個PON口以及8192個ONU口，每個用戶可以支持八個優(yōu)先級的業(yè)務(wù)。（2）分光器，EPON組網(wǎng)技術(shù)的分光器可以支持1：64的分光比。（3）光節(jié)點，光節(jié)點可以支持雙PON口，進(jìn)行微秒級別的切換，主要包括多個橋接收放大器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備、光接收機(jī)以及上行發(fā)射機(jī)。光節(jié)點主要有以下功能：可以進(jìn)行OLT發(fā)送廣播數(shù)據(jù)的接收；可以接收并響應(yīng)OLT發(fā)出的指令；可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的緩存。（4）饋線遠(yuǎn)方終端，主要是指安裝在配電網(wǎng)饋線回路的開關(guān)柜以及柱上開關(guān)等位置的遠(yuǎn)方終端，具備故障電流的檢測、遙信以及遙控等功能。（5）站控終端，主要是指安裝在配電網(wǎng)饋線回路的配電所以及開閉所等位置的遠(yuǎn)方終端，具備故障電流的檢測、遙信以及遙控等功能。（6）配電變壓器遠(yuǎn)方終端，主要用來進(jìn)行配電變壓器多種運行參數(shù)的測量以及監(jiān)控。

2.2 PLC技術(shù)

PLC是指電力線載波通信，是電力系統(tǒng)特有的通信方式。它利用電力線纜作為傳輸媒介，并通過載波方式傳輸語音和數(shù)據(jù)信息。PLC技術(shù)優(yōu)點是在少量鋪放線路的同時具有較廣的覆蓋率，這一點有利于減少投資。在智能配電網(wǎng)中的建設(shè)問題上，PLC技術(shù)擁有十分大的潛力有待開發(fā)。該技術(shù)的通信信道有三個特點：第一是信道頻率響應(yīng)不平坦，因為低壓電網(wǎng)的負(fù)載不同導(dǎo)致頻率不同而造成的；第二其通信上負(fù)載頻繁斷開，使頻率響應(yīng)不斷變化，加之收地點影響而無法有效預(yù)測；第三是設(shè)備噪聲問題，使干擾較大。

2.3電力無線寬帶組網(wǎng)技術(shù)

目前，世界上使用比較廣泛的電力無線寬帶組網(wǎng)技術(shù)主要有全球微波互聯(lián)接入技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及3G/4G寬帶移動通信技術(shù)。我國在智能配電網(wǎng)中使用的電力無線寬帶組網(wǎng)技術(shù)主要是TD-LTE技術(shù)及公網(wǎng)GPRS。公網(wǎng)GPRS由于缺乏網(wǎng)絡(luò)自主性，且網(wǎng)絡(luò)安全存在隱患，目前作為專網(wǎng)、專線的補(bǔ)充手段。無線LTE專網(wǎng)建設(shè)速度快，一次可以接入1萬多個用戶，具有支持的信息機(jī)密技術(shù)較多、業(yè)務(wù)應(yīng)用接口較多以及組網(wǎng)非常靈活的特點，可以進(jìn)行智能配電網(wǎng)的應(yīng)急通信、配電網(wǎng)自動化、接入現(xiàn)場作業(yè)終端以及信息采集和傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)，同時滿足電力業(yè)務(wù)信息安全及服務(wù)質(zhì)量的要求，但是也存在信號容易受環(huán)境影響、站址選擇受限，無線頻率不理想，且有一定的不確定性，投資成本較高。

2.4 工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)技術(shù)

使用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)與光纖組成IP網(wǎng)絡(luò)，鏈路帶寬大，可以滿足點各類電力業(yè)務(wù)接入需要。工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)采用工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的環(huán)境適應(yīng)性，滿足配網(wǎng)設(shè)備各種現(xiàn)場需求，同時具備環(huán)網(wǎng)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，并針對工業(yè)傳輸信息長度較短、交換頻繁、周期信息較多、非周期信息較少的特點做出了優(yōu)化。

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

3.1工業(yè)化、信息化、智能化三者的融合

智能配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)中的重要環(huán)節(jié)之一。一般來說。110kV及以下的電力網(wǎng)絡(luò)是屬于配電網(wǎng)絡(luò)的，配電網(wǎng)它會將電力系統(tǒng)與分散的用戶連接起來。它充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)、離線數(shù)據(jù)以及配電網(wǎng)數(shù)據(jù)等進(jìn)行信息的整合，使得配電網(wǎng)在開展工作的時候可以被有效地監(jiān)測、保護(hù)，從而避免一些不必要的問題產(chǎn)生。

3.2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、可靠運行，提升能源互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和信息安全事件監(jiān)測、預(yù)警和應(yīng)急處置能力。

3.3完善以太網(wǎng)的作用

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，通過對于科學(xué)技術(shù)的利用，工業(yè)以太網(wǎng)通信在運行過程中所表現(xiàn)的可靠性高、靈活性高等優(yōu)勢對于整個智能配電網(wǎng)的發(fā)展都是十分重要的。在工業(yè)方面將以太網(wǎng)交換機(jī)作為電網(wǎng)通信設(shè)備解決方案的首要選擇，它可以在促進(jìn)電力設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的同時使其走向?qū)嵱没碾A段。很多企業(yè)的工業(yè)交換機(jī)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化早已完成，它主要有底層協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)冗余協(xié)議以及管理協(xié)議等內(nèi)容，如果采取的是不同廠家的產(chǎn)品，而且他們的互通性較好還可以實現(xiàn)混合組網(wǎng)。工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)采用的是分段冗余、相切環(huán)等混合組網(wǎng)的方式，這種方式進(jìn)一步提高了組網(wǎng)的可靠性，同時這樣的設(shè)計方案為電網(wǎng)建設(shè)提供了很多便捷。工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)在生產(chǎn)管理、運行維護(hù)等方面產(chǎn)生了很大的作用，這也要求我們不斷對其進(jìn)行優(yōu)化升級來提高其技術(shù)。

結(jié)語

通過以上的分析，建議智能配電網(wǎng)采用工業(yè)以太網(wǎng)組網(wǎng)，末端以PLC技術(shù)作為延伸接入，并以無線公網(wǎng)作為分散補(bǔ)充的方式構(gòu)建通信系統(tǒng)，以保證高帶寬、高安全、全覆蓋的技術(shù)支撐。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展以及電力服務(wù)的日益優(yōu)質(zhì)，通信組網(wǎng)技術(shù)的深入研究是必不可少的，要盡快在建設(shè)和運維等實踐找到適合智能電網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)是目前配電網(wǎng)發(fā)展的迫切要求。

參考文獻(xiàn)

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