电力无线通信及其在智能电网中的应用研究论文_吴笑,邵淦,李鹏

电力无线通信及其在智能电网中的应用研究论文_吴笑,邵淦,李鹏

(国网浙江省电力公司宁波供电公司315000)

摘要:随着我国通信技术的不断发展,无线通信技术已经成为当今的一大发展趋势。无线通信技术是通过电磁波信号而实现信息交换的通信技术。本文从电力无线通信及智能电网的概念、特点入手,介绍了电力无线通信的关键技术,并重点阐述了电力无线通信在智能电网输电、变电、配电、用电等各个环节的应用。

关键词:电力无线通信;智能电网;TD-LTE230M

引言

随着我国通信技术的不断发展,无线通信技术已经成为当今的一大发展趋势。无线通信技术是通过电磁波信号而实现信息交换的通信技术。现如今,我国无线通信技术在日常运用中不断成熟,其使用范围也在不断扩大,对人类日常生活产生了重要影响。在日常生活中,WIFI、4G技术是应用非常广泛的无线通信技术,已经成为人们生活中不可缺少的一部分。电能是人们生活、社会生产中不可或缺的能源,电网系统直接关乎人们日常生活质量与社会生产效率。因此,在了解无线通信技术的基础上,研究无线通信技术在电网中的功能与应用有着重要意义,进而推动电网通信发展与改革,提高我国的供电质量。

1 无线通信及智能电网概述

无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式,近年来已成为信息通信领域发展最快的一种通信技术。

电力信息通信系统是智能电网运行和管理的重要支撑系统,贯穿智能电网发电、输电、变电、配电、用电及调度各个环节。20世纪70年代,微波通信开始在电力系统得到应用;80年代,电力系统开始建设电力专用通信网,数字微波、卫星通信等无线通信技术得到应用;90年代,电力通信网建设持续高速发展。进入21世纪,新的高速通信技术在电力通信中得到广泛应用,可选择的无线通信技术也越来越多,为电力无线通信专网建设与发展提供了强有力的技术支撑。

目前电力系统通信以光通信为主,随着用电信息采集、移动作业、应急通信等业务发展的需要,无线通信作为电力系统通信的重要补充也得到了快速发展,构建电力无线通信专网已逐渐成为电力系统通信发展的重要方向之一。

智能电网也就是电网系统的智能化,以集成、高速双向通行网络结构为依托,借助传感技术及自动控制技术为依托,能够实现各类电力需求提供决策支持,具有较高的信息化水平。智能电网不仅能够电力需求对其供电过程进行合理调整,最大限度上满足用户的需求,还能够自动检测故障问题,并且能够实现自动修复。在硬件设备产生问题的情况下,也可以实现对故障点的精准定位,同时为操作人员检修工作的开展给以充分的数据支持。

2 电力无线通信特点及关键技术

2.1电力无线通信特点

2.1.1安全性高

在无线通信技术中,用户可以根据自身的需求设置无线密码,只有信号接收终端的密码正确才能够使用无线网络,这在一定程度上提高了无线通信的安全性能。

2.1.2覆盖广

覆盖面广分两个层面:一是无线通信技术用户使用面广,并且使用WIFI无线技术只需要买一个路由器即可实现无线通信;二是终端信号覆盖面广,这也是无线通信技术的主要特征之一,很多家庭、餐厅、企业都设有无线网络,在国外甚至形成了全国无线覆盖(基站),由此可见无线通信技术覆盖面之广泛。

2.1.3功能强大

无线通信技术的功能非常丰富,无线网络就是其中之一,例如WPAN基于IEEE802.15的无线局域网以及WMAN基于IEEE802.16的无线局域网中,该无线网络不仅能够传递基本的数据信息,同时也能够连接一些硬件设备实现多网实时监控、勘察、检测甚至是娱乐功能,可以说当今的无线技术功能十分丰富,业务能力也处于逐步上升中。

除此之外,无线通信技术还有诸多优点,该技术对城市建设要求较小,除了特殊无线技术需求外,普通的无线技术安装简便、灵活,投资也相对较小。例如日常家庭使用的路由器只在100元左右,并且通信企业所使用的基站价格也在不断降低,使得无线通信技术在社会中越来越受群众重视。无线通信技术分为多个类型,应用范围也愈加广泛,对人们生活、社会生产有着重要影响。通过将无线通信技术应用到智能电网中,能够实现无线通信,不仅能够提高电力企业工作效率与质量,并且能够降低电力设备管理成本。

2.2电力无线通信关键技术

电力系统是推动无线通信技术应用和发展的重要实践者,从早期规模应用的微波通信、230MHz数传电台到近年发展起来的WiMAX、TD-LTE230M,电力无线通信专网可选用的无线通信技术也越来越多。主要是电力无线通信专网关键技术包括微波通信、230MHz数传电台、Wi-Fi、多载波无线信息本地环路、全球微波互联接入、无线Mesh网络、时分长期演进。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外,电力系统租用的公网无线/移动通信还采用了如2G通信GPRS(GSM)/CDMA、3G通信TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000以及正在兴起的LTE4G等一系列移动通信技术。此外,在电力应急通信中也应用到卫星通信、数字集群、超短波通信等技术。

3 电力通信在智能电网中的应用

3.1 智能电网业务

与曾经电网系统不同,智能电网具有极高的自动化水平,在采集与处理电网系统的各类数据信息时,可以依托于系统的处理决策,有效提高处理各项业务的效率与精确性,且能够显著提高电力配网运作的稳定性,业务范围极为广泛。依托于电力通信技术,能够改变固有的人力式抄表、手动测量与人工计费等传统业务模式,可以借助于电力通信所采集的数据,以程式对其进行整合处理。另外也可以通过电力通信实现对电力配网运转、用户电量需求以及电力硬件设备运行状态的综合监控,进而在分类的基础之上,通过传输接口传送给对应的服务端,由此也就可以通过对冗余数据的控制,实现对业务数据的计算与电力配置信息的动态调控。

3.2 输电领域

智能电网的输电领域的工作包含多方面的内容,其中包括电力的大容量、远距离还包括低损耗的输送等,输电领域需要应用的能源必须是清洁型的能源,在电能的配置方面要尽量实现跨地区式的优化,另外在输送能力和监控方面还有待进一步的加强。

3.3 变电领域

智能变电站是智能电网的一项重要组成部分,不仅仅是物理基础部分,更重要的是能够为智能电网提供一定的控制对象和监控数据,在建设智能电网中发挥着重要的作用。在电力事业的飞速发展中,开发建设一个智能变电站具有重要的意义,不仅需要先进的信息、传感、智能和控制技术,还需要在规范化的信息平台基础上,对变电站进行全方位的实时性检测,有效实现变电的可靠性、安全性和自动化。

3.4 配电领域

智能电网需要承担较为繁杂的任务,其中尤为关键的就是对给智能变电站提供具有较高精准性的参数,而这一任务也应该体现在整个电力配网的建设环节中。由此在智能电网建设与开发的过程中,应该在保障其基本功能构架的基础之上,借助于电力通信技术与自动控制技术等,实现对变电站运转实况的详细监控,减小由于人为操作对整个电力系统的影响。另外也需要依托于通信技术,组建配网构建,以此实现稳定与高效的通信,继而满足于各类电气元件的连接需求,进一步根据使用者用电需求合理调控发电量。而通过对用户用电信息的采集,也可以有效避免由于供电负荷的变动对发电厂设备造成的损坏。

就电力通信在智能电网中配电领域的应用来看,配电网络如果能够配合高安全性和高可靠性的电力通信网络,就能有效的实现自动化故障发现与处理的有效效果,对提高电力供应质量有积极的促进作用。

3.5 安全领域

依托智能电网,能够有效实现对信息流、业务流以及电力流的整合处理。而电力配网系统在实际运作的过程中需要使用到信息流中的参数信息,由此必须选择具有较强加密能力的电力通信技术,以此确保电网信息的安全性指标。由此可通过电力通信技术,以纵向加密、横向隔离以及信息监测技术,实现对信息流的加密。同时也可以通过对业务流、信息流以及电力流的有效处理,在保障智能电网安全性的同时,保护用户用电信息的私密性。另外还可以依托于电力通信对故障点的监控,可以为检修者提供精准的故障参数,这就可以有效避免操作人员长时间工作于强电环境下,自然也就能够显著降低安全风险。

4 结语

综上所述,伴随着国内社会经济的发展,国内市场对电力配网运转的安全性与稳定性提出了更高的标准,由此必须进一步加强对智能电网的建设与开发。而结合电力通信技术在智能电网业务、配电领域以及安全领域等的应用,必须将其更好的融入智能电网建设环节中,以此在保障其稳定运转的同时,推动国内智能电网建设的发展。

参考文献:

[1]张捷.电力通信及其在智能电网中的应用研究[J].通讯世界,2016,03:164-165.

[2]赵阔,倪颋,刘钊.研究电力通信及其在智能电网中的应用[J].科技与创新,2016,16:142.

[3]熊兆平,陈雪亮.电力通信及其在智能电网中的应用研究[J].通讯世界,2016,15:172-173.

作者简介:

吴笑(1980.5- ):男,汉族,浙江宁波人,大学本科学历,国网浙江省电力公司宁波供电公司,高级工程师,主要从事电力通信管理、运维工作。

邵淦(1988.03- ):男,汉族,浙江宁波人,硕士研究生学历,国网浙江省电力公司宁波供电公司,助理工程师,通信系统运维。

李鹏(1980.07- ):男,汉族,河南博爱人,硕士研究生,国网宁波供电公司,高级工程师,主要从事电力系统通信的建设及运维的工作和研究。

论文作者:吴笑,邵淦,李鹏

论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期

论文发表时间:2017/12/11

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