馬宏輝

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司宿遷供電分公司 江蘇 宿遷 223800

引言

智能化電網(wǎng)的存在不僅降低了因手抄電表所造成的人力損耗，更為居民提供了更多的便捷，而這些主要依靠于智能化電網(wǎng)的重要組成部分（即電力通信、電力控制、調(diào)度自動化）在發(fā)電、變電、送電及配電等環(huán)節(jié)的相互協(xié)同調(diào)度，其中電力通信更是在維持和保護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定性上發(fā)揮著不可或缺的作用?；谏鲜龇治龊同F(xiàn)實(shí)情況，智能化電網(wǎng)憑借著自身優(yōu)勢深得民心，因此，電網(wǎng)企業(yè)要想發(fā)展迅猛，只能促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)向著科學(xué)化、現(xiàn)代化、智能化方向更新，而加大對其的關(guān)注力度，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的建設(shè)方案、合理應(yīng)用通信技術(shù)更是必然趨勢[1]。

1 智能電網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀

造成系統(tǒng)出現(xiàn)故障的因素有很多，目前來看，部分電力系統(tǒng)仍然應(yīng)用老式繼電器，這種繼電器存在很多弊端，其保護(hù)設(shè)備的反應(yīng)速度非常慢，難以對動作可靠性加以保障，無法達(dá)到提供快速保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，若電力系統(tǒng)的故障嚴(yán)重，極易擴(kuò)散故障范圍，造成嚴(yán)重后果。此外，電網(wǎng)系統(tǒng)配電自動化終端也容易出現(xiàn)一些故障，如接線錯誤、上下線不穩(wěn)定或離線等狀況，導(dǎo)致配電自動化終端無法正常進(jìn)行在線工作，對主站故障識別造成嚴(yán)重影響。電力系統(tǒng)電網(wǎng)故障處理中，配電自動化所發(fā)出的通信信號，會對配電自動化與繼電保護(hù)配合產(chǎn)生直接影響，也是造成兩者配合不和諧的主要原因之一。例如：光纖受外力破壞斷掉、無線模塊受損、無線信號差和光纖接線不穩(wěn)定等。因此，要基于配電自動化與繼電保護(hù)配合的原則，來實(shí)施對電力電網(wǎng)故障的處理方法。

2 智能電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)勢[2]

電力行業(yè)既是我國社會基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是國家規(guī)劃未來重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。同時，電網(wǎng)工程的建設(shè)密切關(guān)系著國家中長期能源資源結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃。在我國電力需求不斷增長的背景下，我國基礎(chǔ)電力工業(yè)的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)入了關(guān)鍵時期。為了適應(yīng)國家現(xiàn)代化發(fā)展的戰(zhàn)略部署，需要建立具有中國特色的大規(guī)模智能電網(wǎng)。輸變電設(shè)備維護(hù)技術(shù)的智能化已經(jīng)逐漸成為國家電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行和管理不可或缺的核心環(huán)節(jié)。作為電網(wǎng)企業(yè)重要的能源構(gòu)成要素，智能輸變電技術(shù)在線路發(fā)生電氣故障時起著關(guān)鍵作用，及時引入智能輸變電技術(shù)，不僅能有效避免潛在的電力經(jīng)濟(jì)損失，還能減少因電力系統(tǒng)故障造成的社會影響，對保證國家電網(wǎng)線路的正常高效運(yùn)行至關(guān)重要。隨著當(dāng)前社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步，電網(wǎng)的負(fù)荷需求不斷增加。高耗能電力資源的需求大幅增加，電網(wǎng)常面臨諸如“功率倒流”和“功率繞送”等問題。

3 加強(qiáng)智能電網(wǎng)運(yùn)行措施

3.1 質(zhì)量優(yōu)化措施

在城市智能電網(wǎng)工程的初期投資建設(shè)管理中，通常通過優(yōu)化配置技術(shù)系統(tǒng)來進(jìn)行質(zhì)量評價。該技術(shù)系統(tǒng)合理區(qū)分電能功率水平，并在開展各種功能的電能評估匹配方面發(fā)揮積極的支撐作用。為了確保供電系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)營，在綜合考慮實(shí)際建設(shè)情況的基礎(chǔ)上，采用更科學(xué)、合理的配置方法。這種方法既能提高供電線路的質(zhì)量和性能，也能建設(shè)更完善、節(jié)能高效的供電線路系統(tǒng)。通過優(yōu)化配置，確保供電運(yùn)營工作長期保持協(xié)調(diào)有序和穩(wěn)定進(jìn)行。此外，在智能電網(wǎng)開發(fā)建設(shè)運(yùn)行過程中，為保證每種技術(shù)都發(fā)揮出自身優(yōu)勢，滿足企業(yè)日常工作的技術(shù)需求，有必要從生產(chǎn)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益等整體層面對智能電網(wǎng)產(chǎn)品的關(guān)鍵特性進(jìn)行分析和評價。

3.2 IDS系統(tǒng)應(yīng)用措施

IDS系統(tǒng)在配電自動化中扮演著重要的角色，由主站、子站和FTU單元構(gòu)成。該系統(tǒng)主要用于對配電系統(tǒng)中的終端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計、分析、設(shè)備狀態(tài)信息的檢測和評估，同時實(shí)現(xiàn)主系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享。隨著配電自動化與智能電網(wǎng)的融合，電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息得到了充分的采集和管理，從宏觀方面提高了信息的控制水平，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。為了實(shí)現(xiàn)智能化控制，IDS系統(tǒng)采用了大量的遠(yuǎn)程控制開關(guān)，實(shí)現(xiàn)了對區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程智能控制。同時利用傳感器技術(shù)、智能開關(guān)控制技術(shù)等實(shí)現(xiàn)了對配電的智能化控制，使企業(yè)的工作人員能夠快速對電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行掌控，保證了電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。配電自動化與智能電網(wǎng)的融合是電力企業(yè)發(fā)展的必然趨勢，通過統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)，能夠更好地管理電網(wǎng)系統(tǒng)，提高管理水平和效率，同時也為企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。在未來的發(fā)展中，IDS系統(tǒng)將繼續(xù)發(fā)揮重要作用，不斷推進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)的智能化建設(shè)，為人們提供更加可靠、安全、高效的電力服務(wù)。

3.3 健全作業(yè)安全機(jī)制

智能電網(wǎng)背景下，雖然可以依托現(xiàn)代科技減少一些不必要的人工付出，但是在推進(jìn)配電運(yùn)維一體化的過程中也要健全工人作業(yè)時的安全機(jī)制來保障運(yùn)維的安全水平。整個電網(wǎng)在運(yùn)行過程中難免會出現(xiàn)一些不同程度的故障，此時電網(wǎng)的穩(wěn)定性會受到一定的負(fù)面影響，甚至可能會發(fā)生難以控制的電力事故。為了避免這一問題，要派遣專業(yè)人員對于電網(wǎng)進(jìn)行定時定期定點(diǎn)的安全巡護(hù)以及檢查。在這一過程中要選擇合理的故障檢測方式來排除電網(wǎng)運(yùn)行中的安全隱患，同時保障工作人員自身的安全性。在當(dāng)下的運(yùn)維一體化過程中，常會用到的檢測方法是電子檢測法以及狀態(tài)檢測法。工作人員在進(jìn)行檢測時，由于會接觸大型電力設(shè)備，為了避免出現(xiàn)安全事故，在進(jìn)行作業(yè)之前相關(guān)電力公司要健全安全機(jī)制，對于工作環(huán)境進(jìn)行審核或者是派遣輪轉(zhuǎn)小組對于工作進(jìn)行排班，同時明確不同檢查工作的安全要點(diǎn)。對于安全機(jī)制而言，可以采用分段檢測以及整體化檢測，在保障工作人員安全的基礎(chǔ)上排除電網(wǎng)運(yùn)維一體化中的隱患，提升工作的安全性能和故障排除率。

4 電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

4.1 電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用，滿足了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對通信業(yè)務(wù)的需求，同時也緩解了云端計算壓力，配合云計算，能夠?qū)崿F(xiàn)云計算處理，邊緣計算節(jié)點(diǎn)可對一部分采集數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時控制類業(yè)務(wù)，將5G切片和邊緣計算結(jié)合起來，能夠打造出端到端的切片網(wǎng)絡(luò)，為不同的電力業(yè)務(wù)提供專有網(wǎng)絡(luò)通道的同時，實(shí)現(xiàn)差異化的數(shù)據(jù)處理，確保業(yè)務(wù)之間的安全隔離，切實(shí)降低服務(wù)響應(yīng)時延。在電力系統(tǒng)過往運(yùn)行過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以有效降低電力系統(tǒng)建設(shè)成本，尤其是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其構(gòu)建出了一個集成化網(wǎng)絡(luò)，讓電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、電力用戶之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，完成高質(zhì)量的負(fù)荷控制，對配網(wǎng)自動化和狀態(tài)檢測工作創(chuàng)造了最優(yōu)體系。而5G技術(shù)的加入讓泛在電力物聯(lián)網(wǎng)工作得到更好落實(shí)，真正意義上實(shí)現(xiàn)了全場景處理，在這個過程中，5G技術(shù)應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)層中，主要承擔(dān)數(shù)據(jù)流傳輸工作[3]。另外，5G網(wǎng)絡(luò)切片的應(yīng)用，可以將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和不同的電力業(yè)務(wù)場景相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)靈活的數(shù)據(jù)支持，打造出定制化的專用網(wǎng)絡(luò)。從5G網(wǎng)絡(luò)切片總體框架來看，網(wǎng)絡(luò)切片包括了核心網(wǎng)、承接網(wǎng)、接入網(wǎng)3個子切片，以5G終端和電力終端為最終的終端用戶，實(shí)現(xiàn)通信服務(wù)管理、網(wǎng)絡(luò)切片管理?，F(xiàn)如今，社會對電力行業(yè)的要求不斷提高，5G網(wǎng)絡(luò)切片在實(shí)際發(fā)展過程中，在變電站智能巡檢等業(yè)務(wù)上效果突出，可以實(shí)現(xiàn)高速率視頻數(shù)據(jù)回傳，即便是最惡劣的環(huán)境下也可以展開監(jiān)測和巡檢，電力部門也可以借助這一技術(shù)，結(jié)合自身應(yīng)用需求，打造出更加完善的電力安全系統(tǒng)，打造出強(qiáng)智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，滿足國家電網(wǎng)的要求，切實(shí)解決安全性問題。

4.2 分層技術(shù)

應(yīng)用分層技術(shù)，可以增加電力通信系統(tǒng)覆蓋面。在使用該項(xiàng)技術(shù)之前，應(yīng)該確定使用者群體的位置，科學(xué)選取環(huán)形、逐層分層等技術(shù)，具體使用哪種技術(shù)應(yīng)該結(jié)合覆蓋效果來確定。不同地方對覆蓋面的需求有差異，尚未產(chǎn)生相對固定的標(biāo)準(zhǔn)，在使用光通信技術(shù)時，應(yīng)該綜合思考各種情況，主動使用新型傳輸技術(shù)，以此保障系統(tǒng)覆蓋面，切實(shí)提升系統(tǒng)傳輸效果。分層技術(shù)能夠在本地電網(wǎng)中得到應(yīng)用，常用于格狀組網(wǎng)，在電網(wǎng)運(yùn)行與保護(hù)期間，無須應(yīng)用多個保護(hù)功能便可以完成有關(guān)業(yè)務(wù)。在本地電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，需借助電網(wǎng)關(guān)聯(lián)，確保業(yè)務(wù)傳輸?shù)陌踩耘c可靠性。電網(wǎng)各個成分之間的關(guān)系密切，如某環(huán)節(jié)發(fā)生問題，將影響業(yè)務(wù)傳輸。為切實(shí)保障電網(wǎng)的可靠性與安全性，防止出現(xiàn)業(yè)務(wù)流失問題，在工作期間，應(yīng)該充分結(jié)合通信技術(shù)處理相關(guān)問題。

4.3 保護(hù)輸電線路[4-5]

①光纖通信技術(shù)在繼電保護(hù)中高壓測量的應(yīng)用。繼電保護(hù)設(shè)施需要經(jīng)過TA、TV設(shè)施，通過在輸電線路上測量電壓、電流，才能夠應(yīng)用，保證輸電線路的健康運(yùn)行。為確保測量效果，可以應(yīng)用光纖通信設(shè)備測量輸電線路。其中，要用光纖把TA、TV設(shè)備和保護(hù)裝置聯(lián)系在一起，開展測量工作。在這種情況下，就容易排除外界電磁對測量結(jié)果的干擾，保障測量的精準(zhǔn)性。由此可見，光纖變流器代替了電磁式TA、TV設(shè)備，極大提升了電壓、電流測量水平。而根據(jù)電壓、電流數(shù)值就可以更好地了解輸電狀態(tài)，發(fā)揮計算機(jī)對輸電線路的保護(hù)作用。因此，要積極地使用光纖通信技術(shù)測量輸電線路的電壓、電流。②光纖通信系統(tǒng)的復(fù)用在繼電保護(hù)中的應(yīng)用。在光纖通信技術(shù)快速發(fā)展的背景下，使繼電保護(hù)應(yīng)用光纖以數(shù)字或模擬形式傳輸多路電流、電壓信號，對于提高電流縱差保護(hù)水平具有積極作用。所以，要深入地研究光纖通信技術(shù)，加大光纖通信技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用力度，提高電網(wǎng)運(yùn)行水平。③光纖通信用作于繼電保護(hù)的信號通道。在電力系統(tǒng)中，需要光纖通信電纜作為電力傳輸?shù)拿浇?，進(jìn)而更好地遠(yuǎn)距離傳輸電力，從而確保電力傳輸效果。遠(yuǎn)距離電力傳輸相較于近距離電力傳輸要求高。為提高電力遠(yuǎn)距離傳輸水平，要每隔一段距離的通道中設(shè)置繼電器。而光纖通信則是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的通道，為電力傳輸?shù)捻樌七M(jìn)奠定基礎(chǔ)。其中，在微博保護(hù)中，其則可以作為保護(hù)設(shè)施和發(fā)射塔幾十米甚至幾百米距離間的數(shù)據(jù)輸送線；在高頻保護(hù)中，其可作為繼電保護(hù)的載波機(jī)和控制室。

4 結(jié)束語

電力通信的傳輸技術(shù)和通信方式上的創(chuàng)新變革有賴于經(jīng)濟(jì)和科技水平，而智能化電網(wǎng)的普及同樣有賴于電力通信技術(shù)的應(yīng)用，因此要想電網(wǎng)企業(yè)和智能化長足進(jìn)步，認(rèn)識到電子通信在電網(wǎng)智能化普及中的重要作用舉足輕重。只有如此，電力通信技術(shù)才能在大量用電需求、智能化水平不斷提升的大環(huán)境之下助力于電網(wǎng)智能化水平的提升，其自身亦擁有廣闊前景。