南方電網(wǎng)未來(lái)電力通信系統(tǒng)發(fā)展及應(yīng)用分析
摘要:電力通信已成為電力系統(tǒng)的有機(jī)組成部分,然而目前并沒(méi)有成熟的通信架構(gòu)和相應(yīng)的通信技術(shù)能滿(mǎn)足智能電網(wǎng)對(duì)于通信的新需求。南方電網(wǎng)電力通信業(yè)務(wù)已廣泛應(yīng)用各種通信技術(shù),隨著電網(wǎng)向智能電網(wǎng)的發(fā)展和企
摘要:電力通信已成為電力系統(tǒng)的有機(jī)組成部分,然而目前并沒(méi)有成熟的通信架構(gòu)和相應(yīng)的通信技術(shù)能滿(mǎn)足智能電網(wǎng)對(duì)于通信的新需求。南方電網(wǎng)電力通信業(yè)務(wù)已廣泛應(yīng)用各種通信技術(shù),隨著電網(wǎng)向智能電網(wǎng)的發(fā)展和企業(yè)信息化發(fā)進(jìn)一步發(fā)展,對(duì)電力通信提出了高帶寬、高可靠性、容災(zāi)、廣覆蓋等新的需求。南方電網(wǎng)各環(huán)節(jié)均已建立較成熟的業(yè)務(wù)信息系統(tǒng),已建成先進(jìn)可靠的電力通信網(wǎng)絡(luò),與未來(lái)電網(wǎng)對(duì)通信的要求相比,還存在信息化發(fā)展不平衡、缺乏支持智能電網(wǎng)運(yùn)行的通信網(wǎng)絡(luò)等問(wèn)題。南方電網(wǎng)未來(lái)五至十年電力通信系統(tǒng)發(fā)展應(yīng)以提高網(wǎng)絡(luò)可靠性、服務(wù)智能電網(wǎng)等為目標(biāo)。
0 引言
隨著電網(wǎng)的發(fā)展,電力通信廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)生產(chǎn)控制、管理、經(jīng)營(yíng)等各個(gè)環(huán)節(jié),并已成為電力系統(tǒng)的有機(jī)組成部分。同時(shí),隨著電力體制改革深化,電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行的要求進(jìn)一步提高,電力工業(yè)技術(shù)和通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,也推動(dòng)現(xiàn)代電網(wǎng)正在從半自動(dòng)人工控制逐步向全智能控制演進(jìn)。智能電網(wǎng)是當(dāng)前世界范圍內(nèi)從政府到企業(yè)乃至社會(huì)公眾被廣泛關(guān)注的一個(gè)話(huà)題,是全球經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì),也是國(guó)際電力工業(yè)積極應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)的共同選擇。然而,目前并沒(méi)有成熟的通信架構(gòu)和相應(yīng)的通信技術(shù)能滿(mǎn)足智能電網(wǎng)對(duì)于通信的這種要求。
因此,針對(duì)智能電網(wǎng)的需求,以及電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)國(guó)家《2006-2020年國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》提出的發(fā)展目標(biāo)給電力通信帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn),研究新的通信架構(gòu)、應(yīng)用模式和通信技術(shù)來(lái)為電力系統(tǒng)服務(wù)顯得尤為迫切。因此,本文將分析南方電網(wǎng)的信息通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求及通信技術(shù)發(fā)展,對(duì)南方電網(wǎng)未來(lái)電力通信系統(tǒng)發(fā)展及應(yīng)用進(jìn)行深入分析。
1 電力通信業(yè)務(wù)及應(yīng)用現(xiàn)狀分析
南方電網(wǎng)電力通信業(yè)務(wù)根據(jù)其功能、特點(diǎn)主要分為電網(wǎng)運(yùn)行和企業(yè)管理兩大類(lèi)業(yè)務(wù)。
1.1 電網(wǎng)運(yùn)行類(lèi)業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀
南方電網(wǎng)遠(yuǎn)距離、大容量、超高壓輸電,交直流混合運(yùn)行,既有電觸發(fā)直流技術(shù),又有光觸發(fā)、可控串補(bǔ)、超導(dǎo)電纜等世界頂尖技術(shù),成為國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、聯(lián)系最緊密、科技含量最高的電網(wǎng)。在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái),特高壓輸電工程使得遠(yuǎn)距離直流輸電、交直流混合輸電、靈活輸電和緊湊性輸電將得到更加廣泛的在南方電網(wǎng)公司應(yīng)用,電網(wǎng)聯(lián)系更加緊密,大電網(wǎng)、超高壓、遠(yuǎn)距離的特征更加明顯。
目前南方電網(wǎng)公司在220kV及以上的系統(tǒng)保護(hù)全部實(shí)現(xiàn)微機(jī)化,新投220kV及以上線路保護(hù)通道采用光纖通道,逐步實(shí)現(xiàn)220kV及以上線路保護(hù)通道光纖化,500kV線路保護(hù)通道采用雙重化。"繼電保護(hù)及故障信息系統(tǒng)"已完成調(diào)通中心主站和部分地調(diào)的分站的建設(shè)。
南方電網(wǎng)公司下屬變電站基礎(chǔ)自動(dòng)化水平有了很大提高,新建變電站均按綜合自動(dòng)化建設(shè)。為適應(yīng)數(shù)字化變電站技術(shù)的發(fā)展,2008年開(kāi)始在南方電網(wǎng)多個(gè)地區(qū)開(kāi)展數(shù)字化繼電保護(hù)新技術(shù)研究和全數(shù)字化變電站的試點(diǎn)工程建設(shè)。
南方電網(wǎng)下屬各電網(wǎng)已完整地建立了覆蓋各級(jí)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了包括基于PMU相角測(cè)量單元在內(nèi)的廣域數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控、自動(dòng)發(fā)電控制、無(wú)功電壓控制等功能,并系統(tǒng)地裝設(shè)了安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)及裝置以及備自投裝置等各種類(lèi)型的安穩(wěn)和自動(dòng)裝置,建立起完整、有效的南方電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的第二道、第三道防線。
上述二次防御設(shè)備領(lǐng)域的有效實(shí)行,很大程度上依賴(lài)于通信技術(shù)的進(jìn)步,并且電網(wǎng)安全防御系統(tǒng)各站之間的傳輸通道的性能直接關(guān)系到其功能的發(fā)揮,電網(wǎng)急需要一種高速、高可靠、高穩(wěn)定性的通信方案,滿(mǎn)足電力系統(tǒng)運(yùn)行、控制以及管理實(shí)時(shí)通信要求,并適應(yīng)電力系統(tǒng)通信網(wǎng)的發(fā)展。
1.2 管理信息業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀
管理業(yè)務(wù)是屬于安全區(qū)域III區(qū)和IV區(qū)的信息類(lèi)業(yè)務(wù),從企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的角度來(lái)看包括管理事務(wù)支持類(lèi)、管理信息支持類(lèi)和管理決策支持類(lèi)。南方電網(wǎng)公司信息化的目標(biāo)是通過(guò)建設(shè)覆蓋生產(chǎn)業(yè)務(wù)和管理業(yè)務(wù)的計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)和管理業(yè)務(wù)的自動(dòng)化以及管理決策的智能化,提高企業(yè)運(yùn)行的效率和管理的質(zhì)量,為實(shí)現(xiàn)企業(yè)持續(xù)發(fā)展的經(jīng)營(yíng)管理目標(biāo)服務(wù)。
a、管理事務(wù)支持類(lèi)
管理事務(wù)支持類(lèi)的應(yīng)用系統(tǒng),以提高管理業(yè)務(wù)中事務(wù)處理的效率和質(zhì)量為目標(biāo)。目前南方電網(wǎng)公司在電力生產(chǎn)、電力營(yíng)銷(xiāo)以及企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理業(yè)務(wù)的信息類(lèi)應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)覆蓋了電網(wǎng)公司主要的管理事務(wù)工作范圍,各分、子公司也基本上實(shí)現(xiàn)了管理事務(wù)處理工作的信息化。
b、管理信息支持類(lèi)
管理信息支持類(lèi)的應(yīng)用系統(tǒng),是以提高企業(yè)整體管理效率和管理水平為目標(biāo)而建設(shè)的。南方電網(wǎng)公司大部分管理信息支持類(lèi)的應(yīng)用系統(tǒng),是在對(duì)應(yīng)支持管理事務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)基礎(chǔ)上擴(kuò)充管理信息支持功能而成的,這部分?jǐn)U充的功能包括:管理報(bào)表功能、綜合查詢(xún)功能和管理分析功能等。南方電網(wǎng)公司近年來(lái)以企業(yè)應(yīng)用集成(EAI)和企業(yè)信息門(mén)戶(hù)(EIP)技術(shù)開(kāi)發(fā)的許多管理信息支持類(lèi)的應(yīng)用系統(tǒng),為提升南網(wǎng)公司企業(yè)管理的整體水平發(fā)揮了重要的作用。
c、管理決策支持類(lèi)
管理決策支持類(lèi)的應(yīng)用系統(tǒng),以企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心建設(shè)為核心,圍繞數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的建設(shè),依據(jù)不同的企業(yè)管理決策主題,開(kāi)發(fā)基于不同決策模型的管理決策支持系統(tǒng),輔助企業(yè)各級(jí)管理人員提高管理決策的水平。目前南方電網(wǎng)公司管理決策支持類(lèi)的應(yīng)用系統(tǒng),多數(shù)是從管理信息支持類(lèi)的應(yīng)用系統(tǒng)中擴(kuò)充而來(lái)的,屬于戰(zhàn)術(shù)層面的輔助管理決策支持系統(tǒng);而支持戰(zhàn)略層面輔助管理決策支持系統(tǒng)還極少,即便一些分子公司己建或在建的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng),也還處在不成熟的階段,管理決策支持的范圍和能力十分有限。
2 南方電網(wǎng)通信現(xiàn)狀分析
南方電網(wǎng)電力通信網(wǎng)以發(fā)展光通信為主,在此基礎(chǔ)上發(fā)展數(shù)據(jù)網(wǎng)、語(yǔ)音交換網(wǎng)、時(shí)鐘同步網(wǎng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)和電力系統(tǒng)獨(dú)有的電力載波等作為電網(wǎng)的主要通信手段,并采用衛(wèi)星通信、公網(wǎng)通信作為應(yīng)急通信或輔助通信手段。
近年電力通信蓬勃發(fā)展,南方電網(wǎng)在通信技術(shù)體制、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模發(fā)生了根本性的變革,光纖、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)等寬帶通信技術(shù)發(fā)展迅速,成為主流。微波、載波等載帶通信技術(shù)逐步萎縮。目前,繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置、自動(dòng)化已普遍使用光通信技術(shù),通道的可靠性極大的提高,掙脫了帶寬、時(shí)延、可靠性等原有通信條件的束縛,跨區(qū)域的控制成為可能,跨系統(tǒng)的監(jiān)視、分析成為現(xiàn)實(shí)。電流差動(dòng)保護(hù)、新EMS系統(tǒng)等新的電網(wǎng)控制技術(shù)得以廣泛推廣。電力通信與電網(wǎng)生產(chǎn)更加緊密,更加融合。
目前傳輸網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、程控交換網(wǎng)、視頻會(huì)議等系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)、省、地三級(jí)互聯(lián),部分地區(qū)已經(jīng)延伸到縣級(jí)單位。通信資源得以共享,有效緩解了同一變電站重復(fù)建設(shè)三四套甚至更多的通信系統(tǒng),大大節(jié)約了建設(shè)成本。同時(shí)也極大擴(kuò)展了各應(yīng)用系統(tǒng)的控制范圍,目前南方電網(wǎng)公司本部自動(dòng)化系統(tǒng)、電力市場(chǎng)系統(tǒng)可以采集所有500KV及以上廠站的信息,南方電網(wǎng)公司本部的視頻會(huì)議信號(hào)可實(shí)時(shí)傳送到省、地,甚至縣,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了直調(diào)系統(tǒng)和骨干網(wǎng)的范疇。體現(xiàn)了南方電網(wǎng)公司一盤(pán)棋,一體化、現(xiàn)代化的信息化發(fā)展思想。
公網(wǎng)通信在南方電網(wǎng)的應(yīng)用主要在應(yīng)急通信、農(nóng)網(wǎng)信息化、配網(wǎng)自動(dòng)化及營(yíng)銷(xiāo)自動(dòng)化以及日常辦公。在應(yīng)急通信中通過(guò)租用光纖、電路資源作為電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制業(yè)務(wù)的備用通道;通過(guò)租用電路資源實(shí)現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)信息化;通過(guò)租用公網(wǎng)GPRS/CDMA無(wú)線通信資源解決配變監(jiān)測(cè)、大客戶(hù)負(fù)控、低壓集抄等通信問(wèn)題;以及實(shí)現(xiàn)辦公互聯(lián)網(wǎng)接入、辦公電話(huà)外線、傳真、移動(dòng)電話(huà)等。然而,由于公網(wǎng)通信主要面向社會(huì)大眾,還沒(méi)有制定專(zhuān)門(mén)針對(duì)電力企業(yè)工業(yè)化控制和信息安全需要的技術(shù)服務(wù),目前使用中還存在網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、需求及故障處理滯后等一些技術(shù)和管理方面的問(wèn)題。
3 電力通信業(yè)務(wù)發(fā)展及其對(duì)通信的新需求
3.1 電力運(yùn)行業(yè)務(wù)的發(fā)展
綠色環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)今世界的一大主題。綠色電網(wǎng)體現(xiàn)在更多的應(yīng)用可再生能源、電網(wǎng)設(shè)備與環(huán)境和人的和諧、更高的電能質(zhì)量和能源使用效率等方面。以超(特)高壓遠(yuǎn)距離輸電和智能電網(wǎng)為特征的現(xiàn)代化電網(wǎng)架構(gòu)正體現(xiàn)了這一目標(biāo)。同時(shí),綠色電網(wǎng)的目標(biāo)還呈現(xiàn)出電網(wǎng)技術(shù)的以下發(fā)展趨勢(shì):輸變電設(shè)備的緊湊型、數(shù)字化、無(wú)污染、組合化和高可靠性;配、用電設(shè)備智能化、自動(dòng)化和互動(dòng)化;電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)維更加注重抗災(zāi)容災(zāi)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、狀態(tài)檢修與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行更加注重節(jié)能、自動(dòng)化和一體化智能調(diào)度;配網(wǎng)運(yùn)行更加注重供電可靠性和電能質(zhì)量。圍繞綠色電網(wǎng)的目標(biāo),高效儲(chǔ)能、FACTS與定制電力技術(shù)、可再生能源發(fā)電、分布式發(fā)電等技術(shù)將得到更大的發(fā)展。
此外,繼電保護(hù)、安穩(wěn)裝置業(yè)務(wù)提出接口光纖化、統(tǒng)一時(shí)間標(biāo)識(shí)的新要求。在十二五期間,繼電保護(hù)通信業(yè)務(wù)將推廣采用光纖通道,同時(shí)要求裝置能通過(guò)以太網(wǎng)接入站內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)和繼電保護(hù)信息系統(tǒng),應(yīng)能接受站內(nèi)對(duì)時(shí)系統(tǒng)統(tǒng)一提供同步時(shí)鐘信號(hào),其實(shí)時(shí)性要求保持與當(dāng)前要求一致,保護(hù)信號(hào)的傳輸延時(shí)要求在12毫秒以?xún)?nèi);可靠性要求為500千伏線路每套主保護(hù)和220千伏線路兩套主保護(hù)均采用兩條完全獨(dú)立的通信通道。具有光纖通道的線路,其主保護(hù)優(yōu)先考慮采用光纖電流差動(dòng)保護(hù);正在開(kāi)展保護(hù)裝置直接通過(guò)光口接入通信通道的研究,預(yù)計(jì)今后設(shè)備間將統(tǒng)一采用2M光接口。
在十二五期間,安穩(wěn)裝置在主站、子站及執(zhí)行站之間通信技術(shù)采用復(fù)用2Mb/s光纖通道。實(shí)時(shí)性要求保持與目前要求一致,信號(hào)的傳輸延時(shí)要求在30毫秒以?xún)?nèi);可靠性要求為每套穩(wěn)控系統(tǒng)采用兩路完全獨(dú)立的傳輸通道。
變電站數(shù)字化、智能化的趨勢(shì)可以看出,南方電網(wǎng)電力通信將從站間通信延伸到站內(nèi)通信。變電站內(nèi)部通信物理層逐步向單模光纖發(fā)展,統(tǒng)一采用LC接頭;高速、大容量的傳輸設(shè)備成為變電站通信的發(fā)展方向,逐步取消PCM設(shè)備及低速接口。
配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遙信、遙測(cè)、遙控?cái)?shù)據(jù)要求帶寬很小,但數(shù)量龐大。按照網(wǎng)公司城農(nóng)網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃,預(yù)計(jì)在十二五期間將有72萬(wàn)個(gè)配網(wǎng)站點(diǎn)需要通信支持。配電網(wǎng)設(shè)備大多安裝在線路上和配電房掛式柜中,操作空間狹窄,要求配電網(wǎng)通信設(shè)備能夠便于安裝和調(diào)試,減少日常維護(hù)量;又因配電網(wǎng)通信覆蓋面廣,通信設(shè)備必須具有遠(yuǎn)程管理功能。同時(shí),配電網(wǎng)通信設(shè)備大多安裝在室外,自然環(huán)境惡劣,要求設(shè)備具有工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn),能夠承受要求較高的溫度、濕度并具有防雷能力。
這些技術(shù)的共同點(diǎn)是:數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)更短,將縮短至毫秒量級(jí);帶寬更高,將達(dá)到幾兆甚至是幾十兆;路徑要可控、通信路由要更可靠,電網(wǎng)控制業(yè)務(wù)的路由必須是全程全網(wǎng)的管控,通信傳輸?shù)臅r(shí)間參數(shù)將成為電網(wǎng)控制業(yè)務(wù)的關(guān)鍵參數(shù);覆蓋范圍更廣,將覆蓋至10kV甚至是220/380V電網(wǎng);統(tǒng)一的時(shí)間、頻率系統(tǒng),電網(wǎng)控制業(yè)務(wù)、通信設(shè)備失去時(shí)間、頻率將無(wú)法工作,后果不堪設(shè)想;此外,通信設(shè)備需要在更加苛刻的環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。這些變化對(duì)電力通信提出了更加嚴(yán)格的要求。
3.2 企業(yè)管理信息類(lèi)業(yè)務(wù)發(fā)展對(duì)通信技術(shù)新需求
隨著南方電網(wǎng)公司信息化進(jìn)程的不斷深入,朝著企業(yè)管理信息類(lèi)和企業(yè)決策支持類(lèi)的應(yīng)用方向發(fā)展。
從南方電網(wǎng)公司近期信息類(lèi)業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)看,信息化應(yīng)用深入發(fā)展的方向可以概括為:網(wǎng)級(jí)集中的業(yè)事務(wù)處理、企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心支持的輔助決策、高帶寬下的移動(dòng)辦公、虛擬與現(xiàn)實(shí)互聯(lián)的應(yīng)用等四個(gè)方面。南方電網(wǎng)企業(yè)管理的發(fā)展方向主要是集中化發(fā)展,即信息業(yè)務(wù)按照"統(tǒng)一架構(gòu)、二級(jí)中心、多層應(yīng)用"的思想,在南方電網(wǎng)公司總部、各分子公司本部分別建立的數(shù)據(jù)中心,地市公司建立綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)。企業(yè)數(shù)據(jù)中心、同城災(zāi)備中心、異地災(zāi)備中心,各分子公司本部數(shù)據(jù)中心、同城災(zāi)備中心與異地災(zāi)備中心間的數(shù)據(jù)同步復(fù)制,對(duì)帶寬要求極高,可達(dá)到1600-4000Mb/s、通信延時(shí)在幾毫秒內(nèi),通信誤碼率為≤10-3,需嚴(yán)格保證通信通道可用,嚴(yán)格保證信息不被惡意截獲和修改。
這類(lèi)業(yè)務(wù)應(yīng)用發(fā)展的共同點(diǎn)是:電力通信覆蓋面更廣,從各級(jí)電網(wǎng)公司、地區(qū)供電局至縣級(jí)單位、二級(jí)單位、變電站、供電所、營(yíng)業(yè)點(diǎn)等業(yè)務(wù)末端都需要保證通信暢順;通信帶寬要求高,能滿(mǎn)足從財(cái)務(wù)管理、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)幾兆大量數(shù)據(jù)到災(zāi)備中心幾千兆海量數(shù)據(jù)的傳輸要求;安全性、可靠性要求更高,由于該類(lèi)業(yè)務(wù)交互管理決策、電力銷(xiāo)售、生產(chǎn)計(jì)劃等數(shù)據(jù),對(duì)通信通道安全性、可靠性要求極高,一般采用電力通信專(zhuān)網(wǎng),若采用公網(wǎng)通信則要求有相應(yīng)的安全防范措施。這些都對(duì)電力通信提出了更加嚴(yán)格的要求。
4 智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展及其對(duì)通信的新需求
智能電網(wǎng)的核心理念是利用現(xiàn)代信息通信、控制等先進(jìn)技術(shù),提升電網(wǎng)的智能化水平,適應(yīng)可再生能源接入、雙向互動(dòng)等多元化電網(wǎng)服務(wù)要求,提供安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效的可持續(xù)電力供應(yīng)。電力通信網(wǎng)絡(luò)是智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ),通信是地理位置不同地點(diǎn)智能化系統(tǒng)之間信息溝通的主要手段,其性能決定了智能化系統(tǒng)的總體性能。實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng),關(guān)鍵要實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度和控制,其技術(shù)保證是要有高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成的通信系統(tǒng)。同時(shí)通信系統(tǒng)要和電網(wǎng)一樣深入到千家萬(wàn)戶(hù),才形成兩張緊密聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)-輸配電網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的目標(biāo)和主要特征。
目前文獻(xiàn)大都說(shuō)明通信對(duì)于智能電網(wǎng)的重要性以及通信應(yīng)該覆蓋到的范圍,并沒(méi)有說(shuō)明這樣的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該如何能實(shí)現(xiàn)。但基本上有以下共識(shí):
"智能電網(wǎng)中的各主體之間需要實(shí)現(xiàn)充分的信息共享、交互,因此,智能電網(wǎng)環(huán)境下的電力通信系統(tǒng)必須具備"范圍廣"和"數(shù)量大"的特點(diǎn)。因此,建設(shè)面向21世紀(jì)電網(wǎng)的最大調(diào)整在于發(fā)展廣域互聯(lián)的通信設(shè)施。"
"智能電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需要一個(gè)由光纖作為通信介質(zhì)組成的多層結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò),包括廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)、家庭區(qū)域網(wǎng),各層次之間是包含與被包含的關(guān)系。"
綜合以上內(nèi)容,智能電網(wǎng)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的需求就是建設(shè)一個(gè)與電網(wǎng)同覆蓋的電力泛在、雙向、實(shí)時(shí)、互動(dòng)的通信網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)是要在現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡(luò)中不斷發(fā)展、完善,是現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡(luò)的繼承與發(fā)展。
5 需要解決的問(wèn)題與研究?jī)?nèi)容
南方電網(wǎng)各環(huán)節(jié)均已建立較成熟的業(yè)務(wù)信息系統(tǒng),已建成先進(jìn)可靠的電力通信網(wǎng)絡(luò),形成了以光纖通信為主,微波、載波、衛(wèi)星等多種通信方式并存,分層分級(jí)自愈環(huán)網(wǎng)為主要特征的電力專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)。傳輸媒介光纖化,業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)化,運(yùn)行監(jiān)視和管理正在逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和信息化。
但是,與未來(lái)電網(wǎng)對(duì)通信的要求相比,目前電力通信系統(tǒng)還存在以下急需解決的問(wèn)題:信息化發(fā)展不平衡;信息資源的集成和整合需要進(jìn)一步加強(qiáng);信息系統(tǒng)的應(yīng)用深度和實(shí)用化水平有待提高;配電側(cè)和面向用戶(hù)側(cè)的通信網(wǎng)絡(luò)資源不足;電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需要進(jìn)一步優(yōu)化;通信信息資源需要優(yōu)化整合;缺少抵御極端天氣的電力應(yīng)急通信方案和通信抗災(zāi)體系;通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬和可靠性、安全性需要進(jìn)一步提高。
針對(duì)上述問(wèn)題,南方電網(wǎng)未來(lái)電力系統(tǒng)通信技術(shù)發(fā)展應(yīng)以滿(mǎn)足智能電網(wǎng)各階段建設(shè)和發(fā)展的需求為出發(fā)點(diǎn),不斷應(yīng)用先進(jìn)成熟的通信技術(shù),完善高速可靠的輸電通信網(wǎng)、建設(shè)實(shí)用的配用電通信網(wǎng)、重點(diǎn)保障應(yīng)急通信網(wǎng)。
所以,南方電網(wǎng)未來(lái)五至十年電力系統(tǒng)通信發(fā)展建議重點(diǎn)開(kāi)展以下工作:
1. 以從根本上提高電力通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性、冗余度和安全性為目標(biāo),重點(diǎn)研究電力通信系統(tǒng)的規(guī)劃及其應(yīng)用技術(shù),深入研究電力通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性、資源優(yōu)化和安全等領(lǐng)域,特別加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和資源的優(yōu)化研究;加強(qiáng)應(yīng)急通信技術(shù)的研究和應(yīng)用技術(shù)。
2. 以實(shí)現(xiàn)通信監(jiān)管一體化為目標(biāo),全面深入開(kāi)展通信系統(tǒng)的信息化研究及應(yīng)用工作,實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)設(shè)備和資源的數(shù)字化管理。
3. 以實(shí)現(xiàn)通信運(yùn)維工作的數(shù)字化轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo),深入開(kāi)展通信運(yùn)維方面的研究和應(yīng)用工作,包括通信運(yùn)行管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用、通信資源管理和優(yōu)化、通信監(jiān)控和通信網(wǎng)絡(luò)的電子運(yùn)維等領(lǐng)域。
4. 以全面獲取通信網(wǎng)絡(luò)信息及其評(píng)價(jià)為目標(biāo),加強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀的評(píng)估技術(shù)的研究及應(yīng)用工作。
5. 以服務(wù)智能電網(wǎng)為目標(biāo),加強(qiáng)通信新技術(shù)的應(yīng)用研究工作。研究智能電網(wǎng)下新型通信介質(zhì)、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳輸、通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、通信資源管理技術(shù)和通信資源優(yōu)化等領(lǐng)域及其應(yīng)用技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
[1]中國(guó)南方電網(wǎng)電力調(diào)度通信中心.中國(guó)南方電網(wǎng)二OO九年電力通信網(wǎng)運(yùn)行方式[R].廣州:中國(guó)南方電網(wǎng)電力調(diào)度通信中心,2009.
[2]《"數(shù)字南方電網(wǎng)"專(zhuān)題研究報(bào)告》,中國(guó)南方電網(wǎng),2007年4月
[3]顧毅華,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展和前景,硅谷,2009年第3期
[4]苗新,陳希,張愷,等.固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)相融合的近程電力應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)[J].電網(wǎng)技術(shù),2009,33(S1).
[5]張伯明《智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化發(fā)展方向及關(guān)鍵技術(shù)研究報(bào)告》2009.12
[6]苗新,張愷,田世明,等.支撐智能電網(wǎng)的信息通信體系[J].電網(wǎng)技術(shù),2009,33(17):8-13.
[7]杜志杰.電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)研究.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2008,No.25
[8]黃盛等,數(shù)字電網(wǎng)技術(shù)與電力通信平臺(tái),《電力系統(tǒng)通信》,2008年6月
[9]崔毅敏等,淺談智能電網(wǎng)和智能網(wǎng)絡(luò),《電力信息化》2008年第6卷第11期
[10]王建設(shè),電力企業(yè)信息化的建設(shè)與管理初探,《電力信息化》2009年第7卷第2期
0 引言
隨著電網(wǎng)的發(fā)展,電力通信廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)生產(chǎn)控制、管理、經(jīng)營(yíng)等各個(gè)環(huán)節(jié),并已成為電力系統(tǒng)的有機(jī)組成部分。同時(shí),隨著電力體制改革深化,電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行的要求進(jìn)一步提高,電力工業(yè)技術(shù)和通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,也推動(dòng)現(xiàn)代電網(wǎng)正在從半自動(dòng)人工控制逐步向全智能控制演進(jìn)。智能電網(wǎng)是當(dāng)前世界范圍內(nèi)從政府到企業(yè)乃至社會(huì)公眾被廣泛關(guān)注的一個(gè)話(huà)題,是全球經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì),也是國(guó)際電力工業(yè)積極應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)的共同選擇。然而,目前并沒(méi)有成熟的通信架構(gòu)和相應(yīng)的通信技術(shù)能滿(mǎn)足智能電網(wǎng)對(duì)于通信的這種要求。
因此,針對(duì)智能電網(wǎng)的需求,以及電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)國(guó)家《2006-2020年國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》提出的發(fā)展目標(biāo)給電力通信帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn),研究新的通信架構(gòu)、應(yīng)用模式和通信技術(shù)來(lái)為電力系統(tǒng)服務(wù)顯得尤為迫切。因此,本文將分析南方電網(wǎng)的信息通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求及通信技術(shù)發(fā)展,對(duì)南方電網(wǎng)未來(lái)電力通信系統(tǒng)發(fā)展及應(yīng)用進(jìn)行深入分析。
1 電力通信業(yè)務(wù)及應(yīng)用現(xiàn)狀分析
南方電網(wǎng)電力通信業(yè)務(wù)根據(jù)其功能、特點(diǎn)主要分為電網(wǎng)運(yùn)行和企業(yè)管理兩大類(lèi)業(yè)務(wù)。
1.1 電網(wǎng)運(yùn)行類(lèi)業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀
南方電網(wǎng)遠(yuǎn)距離、大容量、超高壓輸電,交直流混合運(yùn)行,既有電觸發(fā)直流技術(shù),又有光觸發(fā)、可控串補(bǔ)、超導(dǎo)電纜等世界頂尖技術(shù),成為國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、聯(lián)系最緊密、科技含量最高的電網(wǎng)。在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái),特高壓輸電工程使得遠(yuǎn)距離直流輸電、交直流混合輸電、靈活輸電和緊湊性輸電將得到更加廣泛的在南方電網(wǎng)公司應(yīng)用,電網(wǎng)聯(lián)系更加緊密,大電網(wǎng)、超高壓、遠(yuǎn)距離的特征更加明顯。
目前南方電網(wǎng)公司在220kV及以上的系統(tǒng)保護(hù)全部實(shí)現(xiàn)微機(jī)化,新投220kV及以上線路保護(hù)通道采用光纖通道,逐步實(shí)現(xiàn)220kV及以上線路保護(hù)通道光纖化,500kV線路保護(hù)通道采用雙重化。"繼電保護(hù)及故障信息系統(tǒng)"已完成調(diào)通中心主站和部分地調(diào)的分站的建設(shè)。
南方電網(wǎng)公司下屬變電站基礎(chǔ)自動(dòng)化水平有了很大提高,新建變電站均按綜合自動(dòng)化建設(shè)。為適應(yīng)數(shù)字化變電站技術(shù)的發(fā)展,2008年開(kāi)始在南方電網(wǎng)多個(gè)地區(qū)開(kāi)展數(shù)字化繼電保護(hù)新技術(shù)研究和全數(shù)字化變電站的試點(diǎn)工程建設(shè)。
南方電網(wǎng)下屬各電網(wǎng)已完整地建立了覆蓋各級(jí)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了包括基于PMU相角測(cè)量單元在內(nèi)的廣域數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控、自動(dòng)發(fā)電控制、無(wú)功電壓控制等功能,并系統(tǒng)地裝設(shè)了安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)及裝置以及備自投裝置等各種類(lèi)型的安穩(wěn)和自動(dòng)裝置,建立起完整、有效的南方電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的第二道、第三道防線。
上述二次防御設(shè)備領(lǐng)域的有效實(shí)行,很大程度上依賴(lài)于通信技術(shù)的進(jìn)步,并且電網(wǎng)安全防御系統(tǒng)各站之間的傳輸通道的性能直接關(guān)系到其功能的發(fā)揮,電網(wǎng)急需要一種高速、高可靠、高穩(wěn)定性的通信方案,滿(mǎn)足電力系統(tǒng)運(yùn)行、控制以及管理實(shí)時(shí)通信要求,并適應(yīng)電力系統(tǒng)通信網(wǎng)的發(fā)展。
1.2 管理信息業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀
管理業(yè)務(wù)是屬于安全區(qū)域III區(qū)和IV區(qū)的信息類(lèi)業(yè)務(wù),從企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的角度來(lái)看包括管理事務(wù)支持類(lèi)、管理信息支持類(lèi)和管理決策支持類(lèi)。南方電網(wǎng)公司信息化的目標(biāo)是通過(guò)建設(shè)覆蓋生產(chǎn)業(yè)務(wù)和管理業(yè)務(wù)的計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)和管理業(yè)務(wù)的自動(dòng)化以及管理決策的智能化,提高企業(yè)運(yùn)行的效率和管理的質(zhì)量,為實(shí)現(xiàn)企業(yè)持續(xù)發(fā)展的經(jīng)營(yíng)管理目標(biāo)服務(wù)。
a、管理事務(wù)支持類(lèi)
管理事務(wù)支持類(lèi)的應(yīng)用系統(tǒng),以提高管理業(yè)務(wù)中事務(wù)處理的效率和質(zhì)量為目標(biāo)。目前南方電網(wǎng)公司在電力生產(chǎn)、電力營(yíng)銷(xiāo)以及企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理業(yè)務(wù)的信息類(lèi)應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)覆蓋了電網(wǎng)公司主要的管理事務(wù)工作范圍,各分、子公司也基本上實(shí)現(xiàn)了管理事務(wù)處理工作的信息化。
b、管理信息支持類(lèi)
管理信息支持類(lèi)的應(yīng)用系統(tǒng),是以提高企業(yè)整體管理效率和管理水平為目標(biāo)而建設(shè)的。南方電網(wǎng)公司大部分管理信息支持類(lèi)的應(yīng)用系統(tǒng),是在對(duì)應(yīng)支持管理事務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)基礎(chǔ)上擴(kuò)充管理信息支持功能而成的,這部分?jǐn)U充的功能包括:管理報(bào)表功能、綜合查詢(xún)功能和管理分析功能等。南方電網(wǎng)公司近年來(lái)以企業(yè)應(yīng)用集成(EAI)和企業(yè)信息門(mén)戶(hù)(EIP)技術(shù)開(kāi)發(fā)的許多管理信息支持類(lèi)的應(yīng)用系統(tǒng),為提升南網(wǎng)公司企業(yè)管理的整體水平發(fā)揮了重要的作用。
c、管理決策支持類(lèi)
管理決策支持類(lèi)的應(yīng)用系統(tǒng),以企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心建設(shè)為核心,圍繞數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的建設(shè),依據(jù)不同的企業(yè)管理決策主題,開(kāi)發(fā)基于不同決策模型的管理決策支持系統(tǒng),輔助企業(yè)各級(jí)管理人員提高管理決策的水平。目前南方電網(wǎng)公司管理決策支持類(lèi)的應(yīng)用系統(tǒng),多數(shù)是從管理信息支持類(lèi)的應(yīng)用系統(tǒng)中擴(kuò)充而來(lái)的,屬于戰(zhàn)術(shù)層面的輔助管理決策支持系統(tǒng);而支持戰(zhàn)略層面輔助管理決策支持系統(tǒng)還極少,即便一些分子公司己建或在建的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng),也還處在不成熟的階段,管理決策支持的范圍和能力十分有限。
2 南方電網(wǎng)通信現(xiàn)狀分析
南方電網(wǎng)電力通信網(wǎng)以發(fā)展光通信為主,在此基礎(chǔ)上發(fā)展數(shù)據(jù)網(wǎng)、語(yǔ)音交換網(wǎng)、時(shí)鐘同步網(wǎng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)和電力系統(tǒng)獨(dú)有的電力載波等作為電網(wǎng)的主要通信手段,并采用衛(wèi)星通信、公網(wǎng)通信作為應(yīng)急通信或輔助通信手段。
近年電力通信蓬勃發(fā)展,南方電網(wǎng)在通信技術(shù)體制、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模發(fā)生了根本性的變革,光纖、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)等寬帶通信技術(shù)發(fā)展迅速,成為主流。微波、載波等載帶通信技術(shù)逐步萎縮。目前,繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置、自動(dòng)化已普遍使用光通信技術(shù),通道的可靠性極大的提高,掙脫了帶寬、時(shí)延、可靠性等原有通信條件的束縛,跨區(qū)域的控制成為可能,跨系統(tǒng)的監(jiān)視、分析成為現(xiàn)實(shí)。電流差動(dòng)保護(hù)、新EMS系統(tǒng)等新的電網(wǎng)控制技術(shù)得以廣泛推廣。電力通信與電網(wǎng)生產(chǎn)更加緊密,更加融合。
目前傳輸網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、程控交換網(wǎng)、視頻會(huì)議等系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)、省、地三級(jí)互聯(lián),部分地區(qū)已經(jīng)延伸到縣級(jí)單位。通信資源得以共享,有效緩解了同一變電站重復(fù)建設(shè)三四套甚至更多的通信系統(tǒng),大大節(jié)約了建設(shè)成本。同時(shí)也極大擴(kuò)展了各應(yīng)用系統(tǒng)的控制范圍,目前南方電網(wǎng)公司本部自動(dòng)化系統(tǒng)、電力市場(chǎng)系統(tǒng)可以采集所有500KV及以上廠站的信息,南方電網(wǎng)公司本部的視頻會(huì)議信號(hào)可實(shí)時(shí)傳送到省、地,甚至縣,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了直調(diào)系統(tǒng)和骨干網(wǎng)的范疇。體現(xiàn)了南方電網(wǎng)公司一盤(pán)棋,一體化、現(xiàn)代化的信息化發(fā)展思想。
公網(wǎng)通信在南方電網(wǎng)的應(yīng)用主要在應(yīng)急通信、農(nóng)網(wǎng)信息化、配網(wǎng)自動(dòng)化及營(yíng)銷(xiāo)自動(dòng)化以及日常辦公。在應(yīng)急通信中通過(guò)租用光纖、電路資源作為電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制業(yè)務(wù)的備用通道;通過(guò)租用電路資源實(shí)現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)信息化;通過(guò)租用公網(wǎng)GPRS/CDMA無(wú)線通信資源解決配變監(jiān)測(cè)、大客戶(hù)負(fù)控、低壓集抄等通信問(wèn)題;以及實(shí)現(xiàn)辦公互聯(lián)網(wǎng)接入、辦公電話(huà)外線、傳真、移動(dòng)電話(huà)等。然而,由于公網(wǎng)通信主要面向社會(huì)大眾,還沒(méi)有制定專(zhuān)門(mén)針對(duì)電力企業(yè)工業(yè)化控制和信息安全需要的技術(shù)服務(wù),目前使用中還存在網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、需求及故障處理滯后等一些技術(shù)和管理方面的問(wèn)題。
3 電力通信業(yè)務(wù)發(fā)展及其對(duì)通信的新需求
3.1 電力運(yùn)行業(yè)務(wù)的發(fā)展
綠色環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)今世界的一大主題。綠色電網(wǎng)體現(xiàn)在更多的應(yīng)用可再生能源、電網(wǎng)設(shè)備與環(huán)境和人的和諧、更高的電能質(zhì)量和能源使用效率等方面。以超(特)高壓遠(yuǎn)距離輸電和智能電網(wǎng)為特征的現(xiàn)代化電網(wǎng)架構(gòu)正體現(xiàn)了這一目標(biāo)。同時(shí),綠色電網(wǎng)的目標(biāo)還呈現(xiàn)出電網(wǎng)技術(shù)的以下發(fā)展趨勢(shì):輸變電設(shè)備的緊湊型、數(shù)字化、無(wú)污染、組合化和高可靠性;配、用電設(shè)備智能化、自動(dòng)化和互動(dòng)化;電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)維更加注重抗災(zāi)容災(zāi)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、狀態(tài)檢修與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行更加注重節(jié)能、自動(dòng)化和一體化智能調(diào)度;配網(wǎng)運(yùn)行更加注重供電可靠性和電能質(zhì)量。圍繞綠色電網(wǎng)的目標(biāo),高效儲(chǔ)能、FACTS與定制電力技術(shù)、可再生能源發(fā)電、分布式發(fā)電等技術(shù)將得到更大的發(fā)展。
此外,繼電保護(hù)、安穩(wěn)裝置業(yè)務(wù)提出接口光纖化、統(tǒng)一時(shí)間標(biāo)識(shí)的新要求。在十二五期間,繼電保護(hù)通信業(yè)務(wù)將推廣采用光纖通道,同時(shí)要求裝置能通過(guò)以太網(wǎng)接入站內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)和繼電保護(hù)信息系統(tǒng),應(yīng)能接受站內(nèi)對(duì)時(shí)系統(tǒng)統(tǒng)一提供同步時(shí)鐘信號(hào),其實(shí)時(shí)性要求保持與當(dāng)前要求一致,保護(hù)信號(hào)的傳輸延時(shí)要求在12毫秒以?xún)?nèi);可靠性要求為500千伏線路每套主保護(hù)和220千伏線路兩套主保護(hù)均采用兩條完全獨(dú)立的通信通道。具有光纖通道的線路,其主保護(hù)優(yōu)先考慮采用光纖電流差動(dòng)保護(hù);正在開(kāi)展保護(hù)裝置直接通過(guò)光口接入通信通道的研究,預(yù)計(jì)今后設(shè)備間將統(tǒng)一采用2M光接口。
在十二五期間,安穩(wěn)裝置在主站、子站及執(zhí)行站之間通信技術(shù)采用復(fù)用2Mb/s光纖通道。實(shí)時(shí)性要求保持與目前要求一致,信號(hào)的傳輸延時(shí)要求在30毫秒以?xún)?nèi);可靠性要求為每套穩(wěn)控系統(tǒng)采用兩路完全獨(dú)立的傳輸通道。
變電站數(shù)字化、智能化的趨勢(shì)可以看出,南方電網(wǎng)電力通信將從站間通信延伸到站內(nèi)通信。變電站內(nèi)部通信物理層逐步向單模光纖發(fā)展,統(tǒng)一采用LC接頭;高速、大容量的傳輸設(shè)備成為變電站通信的發(fā)展方向,逐步取消PCM設(shè)備及低速接口。
配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遙信、遙測(cè)、遙控?cái)?shù)據(jù)要求帶寬很小,但數(shù)量龐大。按照網(wǎng)公司城農(nóng)網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃,預(yù)計(jì)在十二五期間將有72萬(wàn)個(gè)配網(wǎng)站點(diǎn)需要通信支持。配電網(wǎng)設(shè)備大多安裝在線路上和配電房掛式柜中,操作空間狹窄,要求配電網(wǎng)通信設(shè)備能夠便于安裝和調(diào)試,減少日常維護(hù)量;又因配電網(wǎng)通信覆蓋面廣,通信設(shè)備必須具有遠(yuǎn)程管理功能。同時(shí),配電網(wǎng)通信設(shè)備大多安裝在室外,自然環(huán)境惡劣,要求設(shè)備具有工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn),能夠承受要求較高的溫度、濕度并具有防雷能力。
這些技術(shù)的共同點(diǎn)是:數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)更短,將縮短至毫秒量級(jí);帶寬更高,將達(dá)到幾兆甚至是幾十兆;路徑要可控、通信路由要更可靠,電網(wǎng)控制業(yè)務(wù)的路由必須是全程全網(wǎng)的管控,通信傳輸?shù)臅r(shí)間參數(shù)將成為電網(wǎng)控制業(yè)務(wù)的關(guān)鍵參數(shù);覆蓋范圍更廣,將覆蓋至10kV甚至是220/380V電網(wǎng);統(tǒng)一的時(shí)間、頻率系統(tǒng),電網(wǎng)控制業(yè)務(wù)、通信設(shè)備失去時(shí)間、頻率將無(wú)法工作,后果不堪設(shè)想;此外,通信設(shè)備需要在更加苛刻的環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。這些變化對(duì)電力通信提出了更加嚴(yán)格的要求。
3.2 企業(yè)管理信息類(lèi)業(yè)務(wù)發(fā)展對(duì)通信技術(shù)新需求
隨著南方電網(wǎng)公司信息化進(jìn)程的不斷深入,朝著企業(yè)管理信息類(lèi)和企業(yè)決策支持類(lèi)的應(yīng)用方向發(fā)展。
從南方電網(wǎng)公司近期信息類(lèi)業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)看,信息化應(yīng)用深入發(fā)展的方向可以概括為:網(wǎng)級(jí)集中的業(yè)事務(wù)處理、企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心支持的輔助決策、高帶寬下的移動(dòng)辦公、虛擬與現(xiàn)實(shí)互聯(lián)的應(yīng)用等四個(gè)方面。南方電網(wǎng)企業(yè)管理的發(fā)展方向主要是集中化發(fā)展,即信息業(yè)務(wù)按照"統(tǒng)一架構(gòu)、二級(jí)中心、多層應(yīng)用"的思想,在南方電網(wǎng)公司總部、各分子公司本部分別建立的數(shù)據(jù)中心,地市公司建立綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)。企業(yè)數(shù)據(jù)中心、同城災(zāi)備中心、異地災(zāi)備中心,各分子公司本部數(shù)據(jù)中心、同城災(zāi)備中心與異地災(zāi)備中心間的數(shù)據(jù)同步復(fù)制,對(duì)帶寬要求極高,可達(dá)到1600-4000Mb/s、通信延時(shí)在幾毫秒內(nèi),通信誤碼率為≤10-3,需嚴(yán)格保證通信通道可用,嚴(yán)格保證信息不被惡意截獲和修改。
這類(lèi)業(yè)務(wù)應(yīng)用發(fā)展的共同點(diǎn)是:電力通信覆蓋面更廣,從各級(jí)電網(wǎng)公司、地區(qū)供電局至縣級(jí)單位、二級(jí)單位、變電站、供電所、營(yíng)業(yè)點(diǎn)等業(yè)務(wù)末端都需要保證通信暢順;通信帶寬要求高,能滿(mǎn)足從財(cái)務(wù)管理、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)幾兆大量數(shù)據(jù)到災(zāi)備中心幾千兆海量數(shù)據(jù)的傳輸要求;安全性、可靠性要求更高,由于該類(lèi)業(yè)務(wù)交互管理決策、電力銷(xiāo)售、生產(chǎn)計(jì)劃等數(shù)據(jù),對(duì)通信通道安全性、可靠性要求極高,一般采用電力通信專(zhuān)網(wǎng),若采用公網(wǎng)通信則要求有相應(yīng)的安全防范措施。這些都對(duì)電力通信提出了更加嚴(yán)格的要求。
4 智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展及其對(duì)通信的新需求
智能電網(wǎng)的核心理念是利用現(xiàn)代信息通信、控制等先進(jìn)技術(shù),提升電網(wǎng)的智能化水平,適應(yīng)可再生能源接入、雙向互動(dòng)等多元化電網(wǎng)服務(wù)要求,提供安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效的可持續(xù)電力供應(yīng)。電力通信網(wǎng)絡(luò)是智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ),通信是地理位置不同地點(diǎn)智能化系統(tǒng)之間信息溝通的主要手段,其性能決定了智能化系統(tǒng)的總體性能。實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng),關(guān)鍵要實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度和控制,其技術(shù)保證是要有高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成的通信系統(tǒng)。同時(shí)通信系統(tǒng)要和電網(wǎng)一樣深入到千家萬(wàn)戶(hù),才形成兩張緊密聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)-輸配電網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的目標(biāo)和主要特征。
目前文獻(xiàn)大都說(shuō)明通信對(duì)于智能電網(wǎng)的重要性以及通信應(yīng)該覆蓋到的范圍,并沒(méi)有說(shuō)明這樣的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該如何能實(shí)現(xiàn)。但基本上有以下共識(shí):
"智能電網(wǎng)中的各主體之間需要實(shí)現(xiàn)充分的信息共享、交互,因此,智能電網(wǎng)環(huán)境下的電力通信系統(tǒng)必須具備"范圍廣"和"數(shù)量大"的特點(diǎn)。因此,建設(shè)面向21世紀(jì)電網(wǎng)的最大調(diào)整在于發(fā)展廣域互聯(lián)的通信設(shè)施。"
"智能電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需要一個(gè)由光纖作為通信介質(zhì)組成的多層結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò),包括廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)、家庭區(qū)域網(wǎng),各層次之間是包含與被包含的關(guān)系。"
綜合以上內(nèi)容,智能電網(wǎng)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的需求就是建設(shè)一個(gè)與電網(wǎng)同覆蓋的電力泛在、雙向、實(shí)時(shí)、互動(dòng)的通信網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)是要在現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡(luò)中不斷發(fā)展、完善,是現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡(luò)的繼承與發(fā)展。
5 需要解決的問(wèn)題與研究?jī)?nèi)容
南方電網(wǎng)各環(huán)節(jié)均已建立較成熟的業(yè)務(wù)信息系統(tǒng),已建成先進(jìn)可靠的電力通信網(wǎng)絡(luò),形成了以光纖通信為主,微波、載波、衛(wèi)星等多種通信方式并存,分層分級(jí)自愈環(huán)網(wǎng)為主要特征的電力專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)。傳輸媒介光纖化,業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)化,運(yùn)行監(jiān)視和管理正在逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和信息化。
但是,與未來(lái)電網(wǎng)對(duì)通信的要求相比,目前電力通信系統(tǒng)還存在以下急需解決的問(wèn)題:信息化發(fā)展不平衡;信息資源的集成和整合需要進(jìn)一步加強(qiáng);信息系統(tǒng)的應(yīng)用深度和實(shí)用化水平有待提高;配電側(cè)和面向用戶(hù)側(cè)的通信網(wǎng)絡(luò)資源不足;電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需要進(jìn)一步優(yōu)化;通信信息資源需要優(yōu)化整合;缺少抵御極端天氣的電力應(yīng)急通信方案和通信抗災(zāi)體系;通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬和可靠性、安全性需要進(jìn)一步提高。
針對(duì)上述問(wèn)題,南方電網(wǎng)未來(lái)電力系統(tǒng)通信技術(shù)發(fā)展應(yīng)以滿(mǎn)足智能電網(wǎng)各階段建設(shè)和發(fā)展的需求為出發(fā)點(diǎn),不斷應(yīng)用先進(jìn)成熟的通信技術(shù),完善高速可靠的輸電通信網(wǎng)、建設(shè)實(shí)用的配用電通信網(wǎng)、重點(diǎn)保障應(yīng)急通信網(wǎng)。
所以,南方電網(wǎng)未來(lái)五至十年電力系統(tǒng)通信發(fā)展建議重點(diǎn)開(kāi)展以下工作:
1. 以從根本上提高電力通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性、冗余度和安全性為目標(biāo),重點(diǎn)研究電力通信系統(tǒng)的規(guī)劃及其應(yīng)用技術(shù),深入研究電力通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性、資源優(yōu)化和安全等領(lǐng)域,特別加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和資源的優(yōu)化研究;加強(qiáng)應(yīng)急通信技術(shù)的研究和應(yīng)用技術(shù)。
2. 以實(shí)現(xiàn)通信監(jiān)管一體化為目標(biāo),全面深入開(kāi)展通信系統(tǒng)的信息化研究及應(yīng)用工作,實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)設(shè)備和資源的數(shù)字化管理。
3. 以實(shí)現(xiàn)通信運(yùn)維工作的數(shù)字化轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo),深入開(kāi)展通信運(yùn)維方面的研究和應(yīng)用工作,包括通信運(yùn)行管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用、通信資源管理和優(yōu)化、通信監(jiān)控和通信網(wǎng)絡(luò)的電子運(yùn)維等領(lǐng)域。
4. 以全面獲取通信網(wǎng)絡(luò)信息及其評(píng)價(jià)為目標(biāo),加強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀的評(píng)估技術(shù)的研究及應(yīng)用工作。
5. 以服務(wù)智能電網(wǎng)為目標(biāo),加強(qiáng)通信新技術(shù)的應(yīng)用研究工作。研究智能電網(wǎng)下新型通信介質(zhì)、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳輸、通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、通信資源管理技術(shù)和通信資源優(yōu)化等領(lǐng)域及其應(yīng)用技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
[1]中國(guó)南方電網(wǎng)電力調(diào)度通信中心.中國(guó)南方電網(wǎng)二OO九年電力通信網(wǎng)運(yùn)行方式[R].廣州:中國(guó)南方電網(wǎng)電力調(diào)度通信中心,2009.
[2]《"數(shù)字南方電網(wǎng)"專(zhuān)題研究報(bào)告》,中國(guó)南方電網(wǎng),2007年4月
[3]顧毅華,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展和前景,硅谷,2009年第3期
[4]苗新,陳希,張愷,等.固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)相融合的近程電力應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)[J].電網(wǎng)技術(shù),2009,33(S1).
[5]張伯明《智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化發(fā)展方向及關(guān)鍵技術(shù)研究報(bào)告》2009.12
[6]苗新,張愷,田世明,等.支撐智能電網(wǎng)的信息通信體系[J].電網(wǎng)技術(shù),2009,33(17):8-13.
[7]杜志杰.電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)研究.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2008,No.25
[8]黃盛等,數(shù)字電網(wǎng)技術(shù)與電力通信平臺(tái),《電力系統(tǒng)通信》,2008年6月
[9]崔毅敏等,淺談智能電網(wǎng)和智能網(wǎng)絡(luò),《電力信息化》2008年第6卷第11期
[10]王建設(shè),電力企業(yè)信息化的建設(shè)與管理初探,《電力信息化》2009年第7卷第2期
責(zé)任編輯:和碩涵
免責(zé)聲明:本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn),與本站無(wú)關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本站證實(shí),對(duì)本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾,請(qǐng)讀者僅作參考,并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
我要收藏
個(gè)贊
-
現(xiàn)貨模式下谷電用戶(hù)價(jià)值再評(píng)估
2020-10-10電力現(xiàn)貨市場(chǎng),電力交易,電力用戶(hù) -
PPT | 高校綜合能源服務(wù)有哪些解決方案?
2020-10-09綜合能源服務(wù),清潔供熱,多能互補(bǔ) -
深度文章 | “十三五”以來(lái)電力消費(fèi)增長(zhǎng)原因分析及中長(zhǎng)期展望
2020-09-27電力需求,用電量,全社會(huì)用電量
-
PPT | 高校綜合能源服務(wù)有哪些解決方案?
2020-10-09綜合能源服務(wù),清潔供熱,多能互補(bǔ) -
深度文章 | “十三五”以來(lái)電力消費(fèi)增長(zhǎng)原因分析及中長(zhǎng)期展望
2020-09-27電力需求,用電量,全社會(huì)用電量 -
我國(guó)電力改革涉及的電價(jià)問(wèn)題
-
電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用現(xiàn)狀及對(duì)策研究
2019-08-14電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用 -
《能源監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)》——能源系統(tǒng)工程之預(yù)測(cè)和規(guī)劃
-
《能源監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)》——能源系統(tǒng)工程之基本方法
-
貴州職稱(chēng)論文發(fā)表選擇泛亞,論文發(fā)表有保障
2019-02-20貴州職稱(chēng)論文發(fā)表 -
《電力設(shè)備管理》雜志首屆全國(guó)電力工業(yè) 特約專(zhuān)家征文
2019-01-05電力設(shè)備管理雜志 -
國(guó)內(nèi)首座蜂窩型集束煤倉(cāng)管理創(chuàng)新與實(shí)踐
-
人力資源和社會(huì)保障部:電線電纜制造工國(guó)家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)
-
人力資源和社會(huì)保障部:變壓器互感器制造工國(guó)家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)
-
《低壓微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置技術(shù)規(guī)范》T/CEC 150
2019-01-02低壓微電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范