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        智能配電網(wǎng)中通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用研究

        2021-11-19 17:04:21李寶海
        裝備維修技術(shù) 2022年2期
        關(guān)鍵詞:技術(shù)應(yīng)用

        李寶海

        摘 要:近年來,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,人們?nèi)粘I钯|(zhì)量不斷提升,從而對電力資源的實(shí)際需求逐漸增多。目前,智能電網(wǎng)已經(jīng)在很多的發(fā)達(dá)國家推廣應(yīng)用開來,但我國尚處于開發(fā)階段,起步較晚。如今面對能源緊缺的大環(huán)境,電力系統(tǒng)需要對通信技術(shù)開發(fā),因?yàn)槠淠芴岣唠娏鬏數(shù)膬r(jià)值,發(fā)揮重大的作用。本文主要對智能配電網(wǎng)中通信傳輸技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用研究,包括基本概念、電力系統(tǒng)構(gòu)成、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用研究等多個(gè)方面。

        關(guān)鍵詞:智能配電網(wǎng);通信傳輸;技術(shù)應(yīng)用

        電力供給是保障電力系統(tǒng)長期穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵因素。在目前能源緊缺的大形勢下,如何能夠保證能源的供給,是電力系統(tǒng)急需解決的問題。雖然可以創(chuàng)造新的能源,但是,如若能夠?qū)δ茉催M(jìn)行有效的利用,避免浪費(fèi),使其創(chuàng)造應(yīng)有的社會(huì)價(jià)值,相對來說是更為明智的舉措。為了實(shí)現(xiàn)這一目的,需要對智能配電網(wǎng)中的通信傳輸技術(shù)進(jìn)行研究,確保電網(wǎng)管理智能化。

        1智能配電網(wǎng)的概念

        現(xiàn)階段,由于我國信息化進(jìn)程不斷加快,計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、智能通信等先進(jìn)技術(shù)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,促使各領(lǐng)域生產(chǎn)水平逐漸提升。近年來,全球能源環(huán)境壓力越來越大,我國相關(guān)部門加強(qiáng)了對能源有效利用的重視程度,人們越來越重視社會(huì)可持續(xù)的健康發(fā)展,推崇節(jié)能減排的發(fā)展理念,因此,對于電網(wǎng)的未來要求更為嚴(yán)苛,只有切實(shí)保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性,才能更好地滿足新時(shí)代社會(huì)發(fā)展要求[1]。

        2電力通信網(wǎng)的構(gòu)成

        電力通信網(wǎng)具體包含微波傳輸、調(diào)度程控、行政程控、數(shù)據(jù)調(diào)度等多種網(wǎng)絡(luò)類型[2]。在智能配電過程中,電力通信網(wǎng)是電網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基本要素,能夠保障實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)現(xiàn)代化管理,在電力的生產(chǎn)中也起著至關(guān)重要的作用。該技術(shù)不僅能夠滿足廣大群眾日常生活中對用電系統(tǒng)的基本需求,也可以滿足一些電力部門對用電的特殊需求,能夠保證電力生產(chǎn)的正常高效進(jìn)行,保證配電資源利用的高效性,電力系統(tǒng)可以安全可靠的運(yùn)行。

        3電力通信線路及應(yīng)用

        電力通信線路分為有線信道、無線信道兩種類型。其中,有線信道包含實(shí)線、載波、光纖等多種通信線路?;谳d波通信,分為開放載波、有線載波、功率載波三種通信形式。而無線信道主要包含微波、衛(wèi)星、散射、短波等通信線路[3]。

        3.1有線通信

        3.1.1載波通信

        載波通信線路是一種較為特殊的通信方式,該線路在電力系統(tǒng)中應(yīng)用最早。它是在頻分復(fù)用的基礎(chǔ)上,構(gòu)建而成的通信模式體制。

        由于電力傳輸介質(zhì)有所差異,載波通信可劃分為開放式、對稱式、小型同軸電纜、中型同軸電纜、海底電纜以及電力線等通信線路。載波通信系統(tǒng)主要部件有:終端機(jī)、增音機(jī)和傳輸線路

        3.1.2光纖通信

        光纖通信線路包括光接收機(jī)、光纜傳輸線、光發(fā)射機(jī)、光直放站和各種無源光器件等傳播形式。

        作為現(xiàn)階段通信的重要組成部分,光纖通信技術(shù)在智能通信方面起著十分重要的作用??傊?,光纖通信也是一門新興的技術(shù)。近年來,它發(fā)展迅速,應(yīng)用廣泛。它不僅是世界新技術(shù)革命的重要標(biāo)志,也是未來信息社會(huì)傳遞信息的主要工具。

        3.2無線通信

        3.2.1微波通信

        微波通信的波長通常采用1m-0.1mm、頻率為0.3ghz-3thz的電磁波,包括地面微波中繼、衛(wèi)星、空間和微波波段移動(dòng)通信等多樣化類型,其具有頻帶寬、容量大、損傷小以及抗干擾力強(qiáng)等優(yōu)勢特點(diǎn)。該通信技術(shù)可廣泛應(yīng)用于點(diǎn)對點(diǎn)或廣播通信系統(tǒng)方面。在新時(shí)代背景下,我國微波通信在L、S、C和X波段,K波段的應(yīng)用方式仍處于開發(fā)階段。由于微波頻率較高,波長較短,其空氣傳播特性與光波通信技術(shù)相似,即在直線上順利運(yùn)行,若遇到障礙物時(shí)會(huì)被反射、阻擋。因此,在微波通信過程中,可以合理利用視距通信,超過視距后可以進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)。

        3.2.2衛(wèi)星通信

        衛(wèi)星通信是將人造衛(wèi)星作為中繼站發(fā)射電波,真正實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)地球站之間通信目的。衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要包含所有通信及保障通信設(shè)備,該系統(tǒng)是由空間子系統(tǒng)、通信地球站、跟蹤遙測指揮子系統(tǒng)和監(jiān)控管理子系統(tǒng)組成。

        3.2.3散射通信

        散射通信指的是借助對流層和電離層不均勻性引起的電磁波散射進(jìn)行的超視距通信,主要包含電離層、對流層散射通信以及流星余跡通信。當(dāng)散射電波能量朝多個(gè)方向進(jìn)行傳輸時(shí),超視距接收點(diǎn)信號(hào)能量會(huì)逐漸衰減。

        3.2.4短波通信

        短波通信是一種波長為100m~10m內(nèi),頻率范圍3兆赫~30兆赫的無線電通信技術(shù)。

        4智能配電網(wǎng)中通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

        4.1自愈性

        自愈性是保證電網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素,在有效減少人為干預(yù)因素的基礎(chǔ)上,自動(dòng)處理電網(wǎng)內(nèi)有問題的部件,使其恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài),最大程度減少斷電現(xiàn)象,為廣大用戶日常用電提供重要保障。除此之外,檢測裝置與分析裝置可以精確評估電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀況,當(dāng)出現(xiàn)故障問題時(shí),能夠快速進(jìn)行故障隔離和自我恢復(fù),從而有效避免大規(guī)模停電,因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)的自愈性,可避免很多意外發(fā)生。

        4.2協(xié)調(diào)性

        協(xié)調(diào)性可以達(dá)到與電力批發(fā)市場甚至零售市場的無縫連接;科學(xué)合理的市場設(shè)計(jì)方案,能夠有效提高電力系統(tǒng)安全、規(guī)劃、運(yùn)行管理水平;進(jìn)一步增強(qiáng)電力系統(tǒng)管理能力。

        4.3高效性。

        引進(jìn)最先進(jìn)質(zhì)量監(jiān)控技術(shù),優(yōu)化相關(guān)設(shè)備與資源應(yīng)用效益,不斷創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營方式和規(guī)模,切實(shí)降低智能電網(wǎng)實(shí)際維護(hù)、運(yùn)行及投資成本。

        4.4安全性

        智能電網(wǎng)在收到物理攻擊時(shí),能有效抵抗此攻擊對電力系統(tǒng)及其他領(lǐng)域造成的損害,即使網(wǎng)絡(luò)中斷,也可以快速恢復(fù)運(yùn)行。

        5智能配電網(wǎng)中通信傳輸技術(shù)應(yīng)用的策略

        5.1 PON技術(shù)

        PON是一種點(diǎn)對多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的單光纖雙向光接入網(wǎng)。PON系統(tǒng)由光線路終端、光分配網(wǎng)局端和光網(wǎng)絡(luò)單元用戶端共同組成。它是一個(gè)單光纖雙向系統(tǒng)。PON技術(shù)在下行鏈路方向發(fā)送的信號(hào)可以順利到達(dá)各個(gè)部位。在上行鏈路方向(ONU到OLT)信號(hào)只能單向發(fā)送,無法到達(dá)其他ONU。因此,為了避免數(shù)據(jù)信息產(chǎn)生劇烈沖突,切實(shí)提高網(wǎng)絡(luò)實(shí)際運(yùn)行效率,上行鏈路可以采用TDMA多址方式,對每個(gè)ONU的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行管理。ODN提供OLT和ONU之間的光通道。

        PON技術(shù)主要分為APON、APON以及GPON三種技術(shù)類型,當(dāng)然也存在這其他相關(guān)技術(shù),甚至仍在研發(fā)過程中。由于APON技術(shù)十分復(fù)雜,且數(shù)據(jù)信息傳輸效率較低,已經(jīng)在激烈的競爭中逐漸退出市場。IEEE與APON系統(tǒng)同時(shí)成立了第一英里以太網(wǎng)研究組,在光纖接入網(wǎng)建設(shè)中推出基于以太網(wǎng)的EPON,展示了很好的市場前景。

        5.2 PLC技術(shù)

        可編程邏輯控制器是一種工業(yè)計(jì)算機(jī)控制設(shè)備,其硬件結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)大致相同,包括電源、中央處理器、擴(kuò)展接口、輸入接口、輸出接口等。

        對于PLC技術(shù)應(yīng)用來說,主要包括開環(huán)控制、模擬量閉環(huán)、數(shù)字量控制、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控等幾方面。

        PLC技術(shù)的基礎(chǔ)控制能力為開環(huán)控制。由于PLC指令系統(tǒng)邏輯計(jì)算能力較為強(qiáng)大,極易實(shí)現(xiàn)定時(shí)、計(jì)數(shù)等多方面邏輯控制。并且,大部分PLC技術(shù)可以直接取代傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng)。

        由于PLC技術(shù)是用于現(xiàn)場控制方面,所以要具備現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)功能,相關(guān)技術(shù)人員可以將PLC與計(jì)算機(jī)有機(jī)結(jié)合,以此來全方位觀察、分析相關(guān)數(shù)據(jù)數(shù)值變化情況。另外,部分PLC系統(tǒng)含有數(shù)據(jù)信息記錄單元,通??梢杂脗€(gè)人電腦采集并保存相關(guān)數(shù)據(jù),從而有效降低電網(wǎng)系統(tǒng)安全故障頻率,延長系統(tǒng)使用期限。

        6結(jié)束語

        我國的只能配電網(wǎng)尚處于開發(fā)階段,起步較晚。智能配電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)是迅速反映電網(wǎng)中各種參數(shù)變化的重要保證措施。如今面對能源緊缺的大環(huán)境,研究和實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)的通信具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和一定的應(yīng)用價(jià)值。

        參考文獻(xiàn):

        [1]沈陽.智能配電網(wǎng)中無線通信技術(shù)的應(yīng)用研究[J].華東科技(綜合),2019:0314-0314.

        [2]舒德文.智能電網(wǎng)電力通信中的分組傳送網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究[J].數(shù)字通信世界,2017:253.

        [3]蔡曉榆,林曉田.基于智能電網(wǎng)的配電網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)用研究[J].《山東工業(yè)技術(shù)》,2018:179-179.

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