南方电网未来电力通信系统发展及应用分析

手机与无线通信 时间:2012-10-22来源:网络

公网通信在南方电网的应用主要在应急通信、农网信息化、配网自动化及营销自动化以及日常办公。在应急通信中通过租用光纤、电路资源作为电网实时控制业务的备用通道;通过租用电路资源实现农网信息化;通过租用公网GPRS/CDMA无线通信资源解决配变监测、大客户负控、低压集抄等通信问题;以及实现办公互联网接入、办公电话外线、传真、移动电话等。然而,由于公网通信主要面向社会大众,还没有制定专门针对电力企业工业化控制和信息安全需要的技术服务,目前使用中还存在网络不稳定、需求及故障处理滞后等一些技术和管理方面的问题。

3、 电力通信业务发展及其对通信的新需求

3.1 电力运行业务的发展

绿色环保与可持续发展是当今世界的一大主题。绿色电网体现在更多的应用可再生能源、电网设备与环境和人的和谐、更高的电能质量和能源使用效率等方面。以超(特)高压远距离输电和智能电网为特征的现代化电网架构正体现了这一目标。同时,绿色电网的目标还呈现出电网技术的以下发展趋势:输变电设备的紧凑型、数字化、无污染、组合化和高可靠性;配、用电设备智能化、自动化和互动化;电网设备运维更加注重抗灾容灾、远程监控、状态检修与风险评估;电网调度运行更加注重节能、自动化和一体化智能调度;配网运行更加注重供电可靠性和电能质量。围绕绿色电网的目标,高效储能、FACTS与定制电力技术、可再生能源发电、分布式发电等技术将得到更大的发展。

此外,继电保护、安稳装置业务提出接口光纤化、统一时间标识的新要求。在十二五期间,继电保护通信业务将推广采用光纤通道,同时要求装置能通过以太网接入站内自动化系统和继电保护信息系统,应能接受站内对时系统统一提供同步时钟信号,其实时性要求保持与当前要求一致,保护信号的传输延时要求在12毫秒以内;可靠性要求为500千伏线路每套主保护和220千伏线路两套主保护均采用两条完全独立的通信通道。具有光纤通道的线路,其主保护优先考虑采用光纤电流差动保护;正在开展保护装置直接通过光口接入通信通道的研究,预计今后设备间将统一采用2M光接口。

在十二五期间,安稳装置在主站、子站及执行站之间通信技术采用复用2Mb/s光纤通道。实时性要求保持与目前要求一致,信号的传输延时要求在30毫秒以内;可靠性要求为每套稳控系统采用两路完全独立的传输通道。

变电站数字化、智能化的趋势可以看出,南方电网电力通信将从站间通信延伸到站内通信。变电站内部通信物理层逐步向单模光纤发展,统一采用LC接头;高速、大容量的传输设备成为变电站通信的发展方向,逐步取消PCM设备及低速接口。

配电网自动化系统遥信、遥测、遥控数据要求带宽很小,但数量庞大。按照网公司城农网建设规划,预计在十二五期间将有72万个配网站点需要通信支持。配电网设备大多安装在线路上和配电房挂式柜中,操作空间狭窄,要求配电网通信设备能够便于安装和调试,减少日常维护量;又因配电网通信覆盖面广,通信设备必须具有远程管理功能。同时,配电网通信设备大多安装在室外,自然环境恶劣,要求设备具有工业级标准,能够承受要求较高的温度、湿度并具有防雷能力。

这些技术的共同点是:数据传输延时更短,将缩短至毫秒量级;带宽更高,将达到几兆甚至是几十兆;路径要可控、通信路由要更可靠,电网控制业务的路由必须是全程全网的管控,通信传输的时间参数将成为电网控制业务的关键参数;覆盖范围更广,将覆盖至10kV甚至是220/380V电网;统一的时间、频率系统,电网控制业务、通信设备失去时间、频率将无法工作,后果不堪设想;此外,通信设备需要在更加苛刻的环境下稳定运行。这些变化对电力通信提出了更加严格的要求。

3.2企业管理信息类业务发展对通信技术新需求

随着南方电网公司信息化进程的不断深入,朝着企业管理信息类和企业决策支持类的应用方向发展。

从南方电网公司近期信息类业务的发展趋势看,信息化应用深入发展的方向可以概括为:网级集中的业事务处理、企业级数据中心支持的辅助决策、高带宽下的移动办公、虚拟与现实互联的应用等四个方面。南方电网企业管理的发展方向主要是集中化发展,即信息业务按照“统一架构、二级中心、多层应用”的思想,在南方电网公司总部、各分子公司本部分别建立的数据中心,地市公司建立综合数据平台。企业数据中心、同城灾备中心、异地灾备中心,各分子公司本部数据中心、同城灾备中心与异地灾备中心间的数据同步复制,对带宽要求极高,可达到1600-4000Mb/s、通信延时在几毫秒内,通信误码率为≤10-3,需严格保证通信通道可用,严格保证信息不被恶意截获和修改。

这类业务应用发展的共同点是:电力通信覆盖面更广,从各级电网公司、地区供电局至县级单位、二级单位、变电站、供电所、营业点等业务末端都需要保证通信畅顺;通信带宽要求高,能满足从财务管理、市场营销几兆大量数据到灾备中心几千兆海量数据的传输要求;安全性、可靠性要求更高,由于该类业务交互管理决策、电力销售、生产计划等数据,对通信通道安全性、可靠性要求极高,一般采用电力通信专网,若采用公网通信则要求有相应的安全防范措施。这些都对电力通信提出了更加严格的要求。

4、智能电网业务发展及其对通信的新需

智能电网的核心理念是利用现代信息通信、控制等先进技术,提升电网的智能化水平,适应可再生能源接入、双向互动等多元化电网服务要求,提供安全可靠、经济高效的可持续电力供应。电力通信网络是智能电网实现的基础,通信是地理位置不同地点智能化系统之间信息沟通的主要手段,其性能决定了智能化系统的总体性能。实现智能电网,关键要实现智能调度和控制,其技术保证是要有高速、双向、实时、集成的通信系统。同时通信系统要和电网一样深入到千家万户,才形成两张紧密联系的网络—输配电网和通信网络,实现智能电网的目标和主要特征。

目前大都说明通信对于智能电网的重要性以及通信应该覆盖到的范围,并没有说明这样的通信网络应该如何能实现。但基本上有以下共识:

“智能电网中的各主体之间需要实现充分的信息共享、交互,因此,智能电网环境下的电力通信系统必须具备“范围广”和“数量大”的特点。因此,建设面向21世纪电网的最大调整在于发展广域互联的通信设施。”

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