陳祖彬

摘要：隨著科技的快速進(jìn)步與發(fā)展，電力系統(tǒng)在社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中扮演著不可或缺的角色，如人們的日常生活、娛樂活動(dòng)等。但是電力系統(tǒng)發(fā)展緩慢與人們對(duì)電力系統(tǒng)的高要求是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展基本矛盾，這種狀態(tài)還會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。尤其是電力信息通信，必須迫切的更新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并應(yīng)用于電力生產(chǎn)中。因此，本文主要針對(duì)新形勢(shì)下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力信息通信中的應(yīng)用進(jìn)行研究分析，從而提升電力信息通信質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：新形勢(shì)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；電力信息通信

新時(shí)代下，智能變電站采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量、監(jiān)測(cè)等基本功能，同時(shí)還支持電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能。變電站二次系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)通信系統(tǒng)提出了新要求，信息通信系統(tǒng)的發(fā)展又促進(jìn)了變電站二次系統(tǒng)的發(fā)展。因此，必須對(duì)新形勢(shì)下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力信息中的應(yīng)用問題進(jìn)行可行性研討分析，從而保證電力信息通信的可靠性。

1.電力信息通信網(wǎng)絡(luò)的涵義和特點(diǎn)

電力信息通信是電力系統(tǒng)的紐帶，與電力發(fā)電、輸電、以及變電等幾個(gè)環(huán)節(jié)共同組成電力系統(tǒng)。我國(guó)的電力通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要分為以下幾種：分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；戰(zhàn)略防御系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等等。電力系統(tǒng)為人們生活和社會(huì)發(fā)展提供基本保證，電力通信系統(tǒng)中對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的要求較高，專業(yè)性較強(qiáng)。另外，電力通信系統(tǒng)涉及到的信息種類頗多，信息交流頻繁。

電力信息通信網(wǎng)絡(luò)之所以能被廣泛使用，離不開其固有的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在：首先，靈活性強(qiáng)、可靠性高，較公共通信網(wǎng)絡(luò)具有更高的可靠性，自動(dòng)化程度更高，能及時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)情況；其次，具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，依靠多種途徑傳播網(wǎng)絡(luò)信息，常見的有話音信號(hào)及計(jì)算機(jī)信息；然后，采用雙網(wǎng)絡(luò)，提供備用支撐，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)信息、電力監(jiān)測(cè)信號(hào)出現(xiàn)問題時(shí)，電力通信網(wǎng)絡(luò)可以發(fā)揮重要，切換網(wǎng)絡(luò)，恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)信息和監(jiān)測(cè)信號(hào)；最后，電力網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，決定了其更具拓展性，有復(fù)雜的接口與不同的通信手段連接，能進(jìn)行電力線延伸，可以將光纖、微波與其它類型之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

2.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力信息通信中的運(yùn)行現(xiàn)狀

2.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)安排不合理

目前我國(guó)的社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀中，電力通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)很多采用的是星形或樹狀結(jié)構(gòu)，使得傳輸效率差，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，共享資源能力也有限，

可靠性不高。大多網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)只能實(shí)現(xiàn)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，而單向運(yùn)轉(zhuǎn)在傳輸百萬公里以上的中國(guó)電網(wǎng)上是最浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源的，因此，急需建立高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成的通信網(wǎng)絡(luò)，這是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。通信網(wǎng)絡(luò)的建立才能夠?qū)崿F(xiàn)智能電網(wǎng)的自愈能力、駕馭能力、能夠提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。由于電力通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)安排不合理，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)通信系統(tǒng)的運(yùn)行不穩(wěn)定【1】。

2.2網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸質(zhì)量不佳

信息傳輸質(zhì)量直接決定電力通信網(wǎng)絡(luò)能否良好運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)越好則電力通信系統(tǒng)可靠性越高。但是，就我國(guó)現(xiàn)階段通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展水平來看，通信質(zhì)量并得不到很好的保證。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還存在不足，直接影響信號(hào)傳輸功能。同時(shí)在外界因素的影響下，這些信號(hào)在傳輸過程中會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)亂、丟失等現(xiàn)象，條件允許的情況下可以對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)保護(hù)。其次通信網(wǎng)絡(luò)使用的材料也會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸產(chǎn)生影響，目前電纜主要是由銅線制成的，由于銅線電纜具有節(jié)點(diǎn)量相對(duì)較多，承受能力有限等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易斷裂，從而中斷網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸。另外銅線構(gòu)成的電纜在網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸速度上較慢，容易出現(xiàn)延時(shí)，也就不能算作實(shí)時(shí)監(jiān)控，失去了數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊饬x。

3.新形勢(shì)下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力信息通信中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)通信為電力系統(tǒng)正常運(yùn)行提供全面的支撐，如調(diào)度和站用內(nèi)線電話，2M及光纖通信等。其主要作用是為保護(hù)、自動(dòng)化等設(shè)備提供優(yōu)質(zhì)可用的通道，供站與站之間的設(shè)備進(jìn)行通信，并將站內(nèi)信號(hào)上傳到局端。

電力通信的主要設(shè)備：傳輸用的光端機(jī)（SDH），接入用的電端機(jī)（PCM），數(shù)據(jù)通信網(wǎng)設(shè)備等。

光端機(jī)是一種將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)?？蓪?shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有效管理、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)監(jiān)控、動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、不同廠商設(shè)備間的互通等多項(xiàng)功能，由于兼容性好，傳輸方式先進(jìn)，因此是當(dāng)今世界信息領(lǐng)域在傳輸技術(shù)方面的發(fā)展和應(yīng)用的熱點(diǎn)，在通信光傳輸網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)主要地位。在目前應(yīng)用的背景下，單條光路最大的使用帶寬容量是2.5G，常見于樞紐站點(diǎn)的傳輸。當(dāng)然，如果到了省級(jí)的層面，帶寬容量可能會(huì)高達(dá)10G以上。

在光纖通信系統(tǒng)中，電端機(jī)（PCM）是對(duì)連續(xù)變化的模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣、量化和編碼產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)，能實(shí)現(xiàn)64k音頻傳輸和2M數(shù)字傳輸?shù)幕ハ噢D(zhuǎn)換，在其內(nèi)部是通過時(shí)隙的一一對(duì)應(yīng)而完成的通信，一個(gè)2M方向可以分出32個(gè)時(shí)隙，其中0和16時(shí)隙是設(shè)備專用，不可用于業(yè)務(wù)傳輸。其它剩余的30個(gè)時(shí)隙可用于話路業(yè)務(wù)和自動(dòng)化設(shè)備的業(yè)務(wù)傳輸。在通信中的作用就是，將站內(nèi)的自動(dòng)化設(shè)備信號(hào)及話路信號(hào)進(jìn)行中轉(zhuǎn)，變?yōu)?M信號(hào)，通過一對(duì)2M收發(fā)線通過DDF連接至SDH傳輸設(shè)備。常用的維護(hù)操作就是依據(jù)方式的制定，登錄設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行修改時(shí)隙的操作，從而改變業(yè)務(wù)的走向。PCM電端機(jī)如下圖所示：

數(shù)據(jù)通信網(wǎng)設(shè)備主要是指交換機(jī)和路由器，路由器在電力通信的作用和光傳輸設(shè)備類似，一般是站內(nèi)的出口設(shè)備，即所有業(yè)務(wù)以網(wǎng)線的形式接入至路由器，再由路由器經(jīng)過特定的路由到達(dá)局端。路由器可以支持很多協(xié)議，并且提供的GE口既可以接光纜尾纖，也可以接網(wǎng)線，兼容性更好，且傳輸方式較PCM和光傳輸組合來講要簡(jiǎn)單很多，減少了很多中間節(jié)點(diǎn)，方便檢修人員更精確地定位故障點(diǎn)。當(dāng)然，它的缺點(diǎn)就是：當(dāng)光路發(fā)生故障時(shí)，不如SDH設(shè)備切換通道快，需要花費(fèi)一段時(shí)間才能計(jì)算好備用路由；且需要所有業(yè)務(wù)要以網(wǎng)線的方式接入至路由器。最近電力系統(tǒng)推行應(yīng)用的D5000系統(tǒng)，就是經(jīng)過由路由器組成的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的傳輸，而站內(nèi)的D5000設(shè)備就是以網(wǎng)線的形式接入至路由器。

只有熟悉電力信息通信設(shè)備，才能全面客觀認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力信息通信中的應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)電力可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，必須合理優(yōu)化電力信息通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同時(shí)還要對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行全面了解分析，并加以重視。掌握好新形勢(shì)下的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并將其合理的運(yùn)用在電力信息通信系統(tǒng)中，從而加快智能電網(wǎng)建設(shè)【2】。

4.基于網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)原理的電網(wǎng)自愈控制技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)采用對(duì)等式的通信網(wǎng)絡(luò)，發(fā)生故障時(shí)，線路上的開關(guān)控制器之間互相通信，收集相鄰開關(guān)的故障信息，分析定位得出故障的具體位置，進(jìn)而控制距離故障點(diǎn)最近的開關(guān)跳閘。

對(duì)等式網(wǎng)絡(luò)保護(hù)采用了一種全新的保護(hù)配合思路，能盡可能地縮小故障影響的用戶范圍，并避免了傳統(tǒng)保護(hù)中電流和時(shí)間級(jí)差配合實(shí)現(xiàn)困難的問題。

根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)的運(yùn)行方式，對(duì)等式網(wǎng)絡(luò)保護(hù)算法分為對(duì)等式網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的開環(huán)模式和對(duì)等式網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的閉環(huán)模式兩種。網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)可根據(jù)開關(guān)類型不同，整定不同的功能。因此，網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)具有很好的適用性。

網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)具有以下特點(diǎn)：保護(hù)快速性和選擇性；自動(dòng)隔離和轉(zhuǎn)供：在開環(huán)系統(tǒng)中完成故障區(qū)域隔離后，能夠根據(jù)自愈邏輯完成非故障區(qū)域的供電恢復(fù)；閉環(huán)系統(tǒng)中準(zhǔn)確隔離故障區(qū)段，故障處理結(jié)束，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，能夠自動(dòng)完成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的拓?fù)?；靈活—混合組網(wǎng)：針對(duì)不同開關(guān)類型可整定不同功能，支持?jǐn)嗦菲骱拓?fù)荷開關(guān)混合組網(wǎng)的線路模式。

5.結(jié)束語

對(duì)于新形勢(shì)下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力信息通信中應(yīng)用的問題進(jìn)行研究與分析，可以促使我們建立更強(qiáng)大的電力信息通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而提高電力信息通信的質(zhì)量與水平，加快國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，保障人們的用電需求。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：福建省電力有限公司信息通信分公司）