前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的智能電網(wǎng)論文主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
先進(jìn)的通信、信息技術(shù)是智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ),更靈活、清潔、安全及經(jīng)濟(jì)是“智能電網(wǎng)”技術(shù)所追求的目標(biāo)。有助于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息快速處理和大電網(wǎng)大區(qū)域信息交互,做到實(shí)時(shí)掌握自身系統(tǒng)的各種反應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)定特征的參數(shù)變化,診斷預(yù)測(cè)故障,增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
1.1智能電網(wǎng)通信技術(shù)
實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的前提條件是實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)的智能化,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)各種不同信息相互之間的聯(lián)系,通過(guò)這樣的一個(gè)智能化通信系統(tǒng)可以建立一個(gè)高度的智能電網(wǎng)。也就是說(shuō)集成度高、靈敏性好,雙向快速反應(yīng)的通信系統(tǒng)是智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ),缺少這樣的通信系統(tǒng)的支持,也就無(wú)從談起電網(wǎng)的智能化。因此要建設(shè)智能電網(wǎng),我們首先就必須的建立這樣的通信系統(tǒng)。
1.2參數(shù)量測(cè)技術(shù)
在智能電網(wǎng)基本的組成部件中參數(shù)量測(cè)技術(shù)顯得尤為重要,智能電網(wǎng)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息可以通過(guò)先進(jìn)的參數(shù)量測(cè)技術(shù)獲得,這些信息可以在智能電網(wǎng)的各方面使用。智能電網(wǎng)中使用的是智能固態(tài)表計(jì),智能固態(tài)表計(jì)的好處與作用是可以使電力公司與用戶進(jìn)行很好的雙向通信技術(shù),提高包括功率因數(shù)、相位關(guān)系(WAMS)、電能質(zhì)量、表計(jì)損壞、設(shè)備狀況和故障的定位、線路負(fù)荷、變壓器和關(guān)鍵元件停電確認(rèn)、電能消費(fèi)、預(yù)測(cè)和溫度等數(shù)據(jù)。
1.3高級(jí)的電力電子設(shè)備
目前的電能損耗比較嚴(yán)重,其中電力電子設(shè)備的使用是其中原因之一,落后的電力電子設(shè)備會(huì)損耗相當(dāng)多的電能。而要提高電能的有效利用率的措施之一便是對(duì)電力電子設(shè)備的改善。高級(jí)、先進(jìn)的電力電子設(shè)備可以為用戶提供高質(zhì)量的電能,提高電能的利用率,能滿足各種不同的電力需求。高級(jí)、先進(jìn)的電力電子設(shè)備設(shè)備技術(shù),可以極大地提高輸配電系統(tǒng)的性能,提高功率密度和電力生產(chǎn)的效率。高級(jí)的電力電子設(shè)備有著重要的作用在發(fā)電和輸電以及配電、用電的過(guò)程中。
1.4先進(jìn)的電力電子技術(shù)
有關(guān)研究顯示先進(jìn)的電力電子技術(shù)的節(jié)能效果可達(dá)10%~40%,對(duì)電能的控制和變換不在采取傳統(tǒng)的方法,而是采取更先進(jìn)的電力電子器件進(jìn)行變換和控制。電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,為電能的控制和變換提供了硬件條件。目前對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行要求的不斷提高,導(dǎo)致電力電子技術(shù)大范圍的應(yīng)用于電力系統(tǒng)發(fā)、輸、配、用等各個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)前電力電子市場(chǎng)上出現(xiàn)了SVC為基礎(chǔ)的柔流輸電技術(shù);高壓變頻電氣傳動(dòng)技術(shù);新型超高壓輸電技術(shù);智能開(kāi)關(guān)同步開(kāi)斷技術(shù)和靜止無(wú)功發(fā)生器、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電力技術(shù)等。
二、智能電網(wǎng)的展望
根據(jù)現(xiàn)階段我國(guó)的國(guó)情,在一些遠(yuǎn)距離特高電壓輸送上相對(duì)落后,智能電網(wǎng)建設(shè)必須要解決好這個(gè)問(wèn)題。同時(shí)可以通過(guò)智能電網(wǎng)的建設(shè),能更進(jìn)一步加強(qiáng)地區(qū)配電網(wǎng)自動(dòng)化水平,實(shí)現(xiàn)多地區(qū)的電網(wǎng)共用,建設(shè)靈活、安全、有效、堅(jiān)固的配電網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí),滿足未來(lái)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。3.1分布式能源的接入分布式能源接入改變以往單線的接入方式,采用一種新型的接入方式,通過(guò)建立混合樹(shù)狀、網(wǎng)狀等接入方式,這樣的接入方式可以使每個(gè)點(diǎn)既可作為負(fù)荷消耗也可作為負(fù)荷提供,電力資源的交換得以雙向交換。比如風(fēng)力發(fā)電太陽(yáng)能發(fā)電這樣的,發(fā)電量不大,分布在負(fù)荷附近的發(fā)電形式叫做分布式能源。與傳統(tǒng)的火電、核電、水電集中上網(wǎng),然后在分布給負(fù)荷這種形式相對(duì)應(yīng)的能源接入,節(jié)省輸電網(wǎng)的投資,提高全系統(tǒng)可靠性,為系統(tǒng)運(yùn)行提供了很高的靈活性。如電網(wǎng)遇到大風(fēng)暴和冰雪天氣,即使遭到嚴(yán)重破壞,但是其中的分布式電源可自行形成孤島或微網(wǎng),向交通樞紐、醫(yī)院和廣播電視等提供應(yīng)急供電。3.2建立堅(jiān)強(qiáng)、靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)我國(guó)能源分布與生產(chǎn)力布局很不平衡,目前急需解決的問(wèn)題就是如何進(jìn)一步、優(yōu)化特高壓和各級(jí)電網(wǎng)規(guī)劃。當(dāng)前全球各國(guó)都在努力發(fā)展清潔能源,然而由于清潔能源間歇性、不確定性、隨機(jī)性等本身的特點(diǎn),因此電網(wǎng)的建設(shè)不得不加以考慮,這些因素會(huì)帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)給電網(wǎng)的安全運(yùn)行。解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵,在于通過(guò)對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)用靈活,通過(guò)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活運(yùn)用可以使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)安全可靠,就算是遇到自然災(zāi)害和社會(huì)災(zāi)害等突發(fā)災(zāi)害性也能保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。而我們現(xiàn)實(shí)智能電網(wǎng)的主要目的便是在于提高電力體系安全性與可靠性,希望實(shí)現(xiàn)提高清潔能源規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃的協(xié)調(diào)性,能夠更好的將新能源介入電網(wǎng)的運(yùn)行以及并網(wǎng)的運(yùn)行控制。
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,電力需求量也越來(lái)越大,大電網(wǎng)的建設(shè)必然是今后電力事業(yè)發(fā)展的方向,這也就意味著電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也會(huì)越來(lái)越復(fù)雜,我國(guó)地理地域遼闊氣候復(fù)雜,因此電網(wǎng)所面臨的條件很復(fù)雜,這就需要利用先進(jìn)的電力電子技術(shù),采用先進(jìn)的電子裝置來(lái)調(diào)控電力系統(tǒng),以增強(qiáng)電網(wǎng)的構(gòu)架,避免電網(wǎng)故障的擴(kuò)散,并增強(qiáng)電網(wǎng)的故障抵抗和故障恢復(fù)能力,這些問(wèn)題都是可以通過(guò)先進(jìn)電力電子技術(shù)的應(yīng)用得到改善。社會(huì)的進(jìn)步對(duì)電能的需求量變大同時(shí)對(duì)電能的質(zhì)量要求也是越來(lái)越高,輸出電能質(zhì)量如果達(dá)不到要求會(huì)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)產(chǎn)生重大影響,帶來(lái)的損失也是不可估量的。先進(jìn)電力電子設(shè)備可以改善電網(wǎng)電能質(zhì)量,大大的提高輸電效率和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。能源是整個(gè)人類社會(huì)存在與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),更是經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定增長(zhǎng)的根本驅(qū)動(dòng)力。隨著常規(guī)化石能源的不斷消耗以及生態(tài)平衡、環(huán)境污染等能源安全問(wèn)題的日益突出,以清潔無(wú)污染、循環(huán)可再生為特點(diǎn)的太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等新能源的開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越受到世界各國(guó)的高度重視。我國(guó)雖然是當(dāng)今世界上最大的發(fā)展中國(guó)家,能源資源總量豐富,但是資源分布不均衡,開(kāi)發(fā)利用難度較大,且人均擁有量較低。當(dāng)前正值經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展、能源高消耗時(shí)期,以常規(guī)化石能源為主要能源造成的環(huán)境污染問(wèn)題與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展之間的矛盾較為突出。為了從根本上解決我國(guó)的能源問(wèn)題,滿足經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長(zhǎng)和社會(huì)和諧發(fā)展的需要,必須保護(hù)生態(tài)環(huán)境,實(shí)行能源的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。一方面要大力提高能源利用效率,另一方面則是加快風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)度。這些新能源的發(fā)對(duì)電力電子器件的要求更高。
2先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用
柔流輸電包括SVC和STATCOM,通過(guò)SVC進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾妷狠敵鲋C波大、基波損耗高、占地面積較大,因此,用STATCOM進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償成為電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕椒ālo止同步補(bǔ)償器(StaticSynchronousCompensator,STATCOM)是柔流輸電系統(tǒng)的核心裝置和技術(shù)之一。1976年,美國(guó)人L.Gyugyi第一次提出了它的概念,即利用半導(dǎo)體變流器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)睦碚摗Mㄟ^(guò)對(duì)系統(tǒng)無(wú)功功率實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償,提高系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性,確保系統(tǒng)運(yùn)行安全,改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。與傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置相比,STATCOM裝置能夠連續(xù)調(diào)節(jié)無(wú)功,輸出諧波小,器件損耗低,運(yùn)行范圍寬,調(diào)節(jié)速度快,可靠性高等優(yōu)點(diǎn);其輸出電流在電網(wǎng)電壓低時(shí)不受影響,具有較硬的低壓無(wú)功功率特性;而且接入系統(tǒng)后不會(huì)改變系統(tǒng)阻抗特性引起振蕩。近年來(lái),世界上有很多學(xué)者都從事STATCOM裝置的研究工作,無(wú)論是裝置容量還是產(chǎn)品性能都有了很大的提高。新型電力電子器件(如:IGBT、GTO、IGCT等)、多重化、多電平和單相橋串聯(lián)等技術(shù)被應(yīng)用到STATCOM裝置中,以提高裝置容量和電壓等級(jí),并通過(guò)現(xiàn)代控制技術(shù),提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性,改善裝置輸出諧波。
許多先進(jìn)的控制方法,例如遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制、模糊控制、比例積分(PI)控制、微分代數(shù)控制、魯棒性自適應(yīng)控制等被應(yīng)用到STAT-COM裝置非線性特性的研究中。在世界上針對(duì)STATCOM裝置的研究工作中,STATCOM裝置的仿真建模及其控制方法研究始終是重點(diǎn)。世界各國(guó)對(duì)STATCOM的研究,STATCOM技術(shù)和應(yīng)用情況都取得了突破性的進(jìn)展。現(xiàn)代電力電子技術(shù)、多重化、多電平和單相橋串聯(lián)等技術(shù)使STATCOM工作性能得到很大的提高。再加上先進(jìn)控制方法的加入更提高了STATCOM工作的穩(wěn)定性,使之在電力系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛。關(guān)于STATCOM的研究有很多問(wèn)題,但是最重要的還是它的建模和控制問(wèn)題,這將直接影響著STATCOM的整體性能。國(guó)際上關(guān)于STATCOM的研究由來(lái)已久,日本是最先運(yùn)用STATCOM裝置的國(guó)家,緊接著美國(guó)也在STATCOM的研究上取得成功,并和日本聯(lián)合研制了世界上第一臺(tái)采用GTO進(jìn)行逆變的STATCOM,在1991年投入運(yùn)行取得很好的效果。之后的德國(guó)在1997年也研制出大型的STATCOM裝置并在丹麥的風(fēng)電場(chǎng)投入運(yùn)行。我國(guó)雖然起步晚,但是發(fā)展速度極快,清華大學(xué)在1999年研制出20Mvar的STATCOM裝置,在2011年我國(guó)南方電網(wǎng)研究出世界上最大容量的STATCOM裝置,并在東莞投入運(yùn)行取得良好的效果。從此我國(guó)成為能夠研制出大容量STATCOM裝置的國(guó)家之一,但是仍有許多不足之處有待改進(jìn)。
3結(jié)束語(yǔ)
對(duì)消費(fèi)者的具體用電情況進(jìn)行收集、測(cè)量、分析以及儲(chǔ)存,能夠有效實(shí)現(xiàn)信息采集、實(shí)時(shí)通信、數(shù)據(jù)綜合分析、需求響應(yīng)以及雙向計(jì)量。高級(jí)量測(cè)體系技術(shù)是智能營(yíng)銷基礎(chǔ)技術(shù)、能源分布式接入以及用戶雙向互動(dòng)的基礎(chǔ)保障和重要技術(shù)支持。量測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)以及智能電表是目前我國(guó)智能電網(wǎng)高級(jí)量測(cè)體系技術(shù)的主要組成部分。
二、智能電網(wǎng)技術(shù)在用電營(yíng)銷中的應(yīng)用
(一)智能化抄表
隨著我國(guó)智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,智能化抄表不斷應(yīng)用于我國(guó)電力營(yíng)銷中,有效提高了我國(guó)用電營(yíng)銷效率。遠(yuǎn)程抄表和抄表設(shè)備智能化是目前我國(guó)電力營(yíng)銷中智能化抄表的主要體現(xiàn)。遠(yuǎn)程抄表即是利用智能電表上的后臺(tái)控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集模塊,采用低壓配電線、通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)總線以及串口數(shù)據(jù)傳輸?shù)韧ㄓ嵓夹g(shù),遠(yuǎn)程自動(dòng)抄錄、統(tǒng)計(jì)用戶智能電表用電表數(shù)據(jù),同時(shí)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)費(fèi)。對(duì)于一些未能實(shí)施遠(yuǎn)程抄表的地區(qū),抄表人員可以攜帶準(zhǔn)確可靠、便于操作的智能化抄表設(shè)備進(jìn)行實(shí)地抄表,及時(shí)掌握用戶的用電信息。
(二)智能化自動(dòng)配電系統(tǒng)
智能化自動(dòng)配電系統(tǒng)即是綜合運(yùn)用微機(jī)控制技術(shù)、電力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù),構(gòu)建用電營(yíng)銷智能化系統(tǒng),提升用電營(yíng)銷效率。目前,我國(guó)用電營(yíng)銷中的智能化自動(dòng)配電系統(tǒng)具有覆蓋范圍廣、供電可靠性高以及監(jiān)控實(shí)時(shí)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),同時(shí)為遠(yuǎn)程抄表提供了信息交流基礎(chǔ)。目前,我國(guó)智能化自動(dòng)配電系統(tǒng)在功能方面不斷完善,已能夠兼容GPRS通訊網(wǎng)絡(luò),同時(shí)也有效實(shí)現(xiàn)了用電營(yíng)業(yè)管理信息系統(tǒng)與自動(dòng)抄表系統(tǒng)之間資源共享,有效提升了我國(guó)用電營(yíng)銷管理水平。
(三)營(yíng)配信息通信一體化平臺(tái)
營(yíng)配信息通信一體化平臺(tái)即是在拓?fù)潢P(guān)系、基礎(chǔ)資源、客戶資料模型以及電網(wǎng)設(shè)施的基礎(chǔ)上,采用先進(jìn)現(xiàn)代化信息傳輸技術(shù),構(gòu)建用戶停屈媛媛國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司電力科學(xué)研究院陜西西安710000電管理、供電穩(wěn)定性管理、報(bào)裝業(yè)擴(kuò)輔助以及線損管理和電網(wǎng)CIS一體化的信息服務(wù)平臺(tái)。主、輔、補(bǔ)充相結(jié)合的信道組合是目前我國(guó)營(yíng)配信息通信一體化平臺(tái)的主要傳輸通道,該傳輸線路以光纖為主要通道,寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為輔助通道,并在傳輸過(guò)程中采用公共信息網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效補(bǔ)充。目前,我國(guó)營(yíng)配信息通信一體化平臺(tái)了公共有效確保用戶用電信息傳輸?shù)恼_性、完整性以及及時(shí)性,同時(shí)也便于電力企業(yè)對(duì)電力營(yíng)銷的實(shí)時(shí)監(jiān)控和維護(hù),推動(dòng)了我國(guó)電力營(yíng)銷的不斷發(fā)展。
(四)智能交互儀表
智能交互儀表即是利用網(wǎng)絡(luò)將采集到的有價(jià)值的客戶用電信息自行向電力相關(guān)部門傳遞的設(shè)備。智能交互儀表為雙向交流溝通渠道,電力相關(guān)部門能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地跟蹤和監(jiān)控電力傳輸和營(yíng)銷,對(duì)于電力運(yùn)輸及儲(chǔ)存過(guò)程中出現(xiàn)的耗損情況和環(huán)節(jié)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn),同時(shí)采取相關(guān)解決措施,有效避免電網(wǎng)出現(xiàn)盜電現(xiàn)象。
三、結(jié)束語(yǔ)
1.1數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集是用電信息采集系統(tǒng)的主要職能,它使以往耗時(shí)耗力的數(shù)據(jù)采集工作變得既簡(jiǎn)單又高效,而且根據(jù)各種業(yè)務(wù)的各種需要,可以對(duì)數(shù)據(jù)采集進(jìn)行合適的調(diào)整,以滿足不同業(yè)務(wù)的需要,這樣,可以保證采集工作的定時(shí)性,而且還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)采集,或直接接受用戶上報(bào)的數(shù)據(jù)。
1.2數(shù)據(jù)管理
用電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以使數(shù)據(jù)的運(yùn)算、分析和儲(chǔ)存得以實(shí)現(xiàn),從而實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的安全有效,而且可以保證對(duì)異常數(shù)據(jù)的甄別工作的實(shí)現(xiàn)。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后,可以得出三項(xiàng)平衡度,另外,可以根據(jù)設(shè)定的突變值,定時(shí)對(duì)線損進(jìn)行相應(yīng)的分析,包括用電情況的等。
1.3數(shù)據(jù)控制
為了控制電網(wǎng)功率的定值,我們也可以使用用電信息采集系統(tǒng),對(duì)用電時(shí)段、總的用電量以及保電工作進(jìn)行控制,還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控。
1.4綜合運(yùn)用方面
對(duì)于用電信息采集系統(tǒng),除了上述應(yīng)用職能之外,還可以實(shí)行預(yù)付費(fèi)管理、對(duì)用電管理人員的考勤管理、通過(guò)現(xiàn)代化的信息通信(手機(jī)短信、語(yǔ)音)及時(shí)向用戶發(fā)送用電的相關(guān)信息,實(shí)現(xiàn)與用戶的及時(shí)溝通、及時(shí)聯(lián)系,使用戶對(duì)自己的用電情況及時(shí)了解,此外,互聯(lián)網(wǎng)和銀行卡等相關(guān)媒介的使用也可以實(shí)現(xiàn)同樣的目的。
2.智能電網(wǎng)用電信息采集系統(tǒng)中各種信息采集系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)
智能電網(wǎng)用電信息采集系統(tǒng)能夠充分利用現(xiàn)有的配電網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的快速傳輸,這是該系統(tǒng)在寬帶通信中的優(yōu)勢(shì),在上述的職能中有充分的體現(xiàn),這里就不再敘述。對(duì)于該系統(tǒng)之外的缺點(diǎn),主要存在于“電磁輻射”、“噪聲干擾”、“變壓器阻隔信號(hào)”以及“BPLC協(xié)議”等各方面。第一,在電力線寬帶的通信技術(shù)中,其重要環(huán)節(jié)是減小電磁輻射,但是此時(shí),電力線的工作特性與射頻天線發(fā)射的電磁波,會(huì)對(duì)現(xiàn)有的短波通訊產(chǎn)生干擾。第二,當(dāng)電力線寬帶在執(zhí)行通信工作時(shí),配電變壓器使信號(hào)不能夠直接從中壓網(wǎng)進(jìn)入低壓網(wǎng),因此,為了解決這一問(wèn)題,需要相應(yīng)的設(shè)備的協(xié)助,但是這些設(shè)備通常比較昂貴,這是該系統(tǒng)中存在的另一缺點(diǎn)。第三,電力線通道的噪聲干擾比較大,時(shí)變性也比較強(qiáng),而噪聲的來(lái)源是各種電器和幾點(diǎn)產(chǎn)品以及電力線本身,很難消除。而且,這些噪聲還會(huì)對(duì)電力器件產(chǎn)生作用,使其產(chǎn)生周期性噪聲、產(chǎn)生寬帶噪聲。更糟糕的是,一些未接入電網(wǎng)的設(shè)備會(huì)將其產(chǎn)生的噪聲通過(guò)射頻耦合進(jìn)入電力線。
3.智能電網(wǎng)用電信息采集中電力線寬帶通信技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)
電力線寬帶通信技術(shù)采用的是先進(jìn)的OFDM通信編碼技術(shù),利用電力線來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)通信的傳送,這種電力線的應(yīng)用范圍和覆蓋面積特別廣泛,利用這種電力線將互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻無(wú)線電波,這些電波在特定端口被送回到效用柵格中,并經(jīng)過(guò)效用變壓器進(jìn)入用戶家庭和公司。可以免布線低成本地實(shí)現(xiàn)用戶的數(shù)據(jù)終端接入寬帶通信網(wǎng)絡(luò),適應(yīng)了現(xiàn)代節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)需求。
3.1組網(wǎng)模式
電力線寬帶載波抄表系統(tǒng)由采集器電力線載波交換機(jī)集中器主站以及傳輸通道組成。在對(duì)其進(jìn)行組裝時(shí),應(yīng)將采集器與智能電能表連接,通過(guò)耦合環(huán),將采集到的電力數(shù)據(jù)信號(hào)耦合進(jìn)電力線,將其傳輸匯聚至電力線載波交換機(jī),通過(guò)這個(gè)交換機(jī)將數(shù)據(jù)匯聚到寬帶載波集中器中,集中器再通過(guò)光纖通道將數(shù)據(jù)傳動(dòng)到主站。集中器的上行方面采用了EPON光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳。對(duì)于傳輸方式,有許多方式,具體有施工方式、可靠性、運(yùn)行維護(hù)、傳輸速率、訪問(wèn)機(jī)制、影響因素和可擴(kuò)展性,通過(guò)對(duì)不同傳輸方式的各種指標(biāo)的對(duì)比,可以更好地選擇不同要求下的合適方式。
3.2組網(wǎng)結(jié)構(gòu)
根據(jù)部署位置,以電力線寬帶載波技術(shù)的低壓用戶集中抄表系統(tǒng)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)構(gòu)架可分為三個(gè)部分,即主站、通信信道和采集設(shè)備。
(1)面對(duì)系統(tǒng)主站部分的各種物力結(jié)構(gòu),建議單獨(dú)組網(wǎng),應(yīng)用防火墻來(lái)安全隔離營(yíng)銷應(yīng)用系統(tǒng)、其他應(yīng)用系統(tǒng)以及公網(wǎng)信道,從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息的安全傳輸。
(2)通信信道主要分為兩部分:遠(yuǎn)程通信信道和本地通信信道在這兩種通信信道中,遠(yuǎn)程通信信道就是一種通信信道,這種通信信道位于系統(tǒng)主站和遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)集中器之間,包括了多種網(wǎng)絡(luò)信道。而由于光纖信道具有高寬帶、高速率、高可靠性的特點(diǎn),所以在一定的條件下,可將電力通信光纖專網(wǎng)向配網(wǎng)延伸至每個(gè)臺(tái)區(qū),從而保證主要通信網(wǎng)絡(luò)的專有性和安全性。而本地通信信道即網(wǎng)絡(luò)集中器和采集器以及采集器與電能表計(jì)之間的通信信道。
(3)采集設(shè)備是安裝在現(xiàn)場(chǎng)的終端以及計(jì)量設(shè)備。主要由專一收集各種終端數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理的網(wǎng)絡(luò)集中器,用于采集多種電表數(shù)據(jù)的電能信息并可以與集中器交換數(shù)據(jù)的電力線寬帶載波采集器,以及電能表構(gòu)成。
3.3網(wǎng)絡(luò)管理
寬帶集抄的全面支持受益于SNMP網(wǎng)絡(luò)管理,因此,網(wǎng)絡(luò)管理是電力線寬帶通信技術(shù)的重要內(nèi)容,主要包括以下三個(gè)方面:
(1)網(wǎng)絡(luò)配置的管理
可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置、對(duì)各種參數(shù)實(shí)現(xiàn)獲取。而且支持人工設(shè)置和自動(dòng)下載。
(2)性能檢測(cè)
支持對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控,可以實(shí)時(shí)檢測(cè)電力線的通信線路的狀態(tài),包括通信速率、信道曲線、載波調(diào)制等。
(3)應(yīng)用升級(jí)
它同樣可以支持通信控制和應(yīng)用軟件的遠(yuǎn)程升級(jí),可以采用整體或分模塊的升級(jí),為新的應(yīng)用業(yè)務(wù)開(kāi)展提供了簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的解決手段。
4.總結(jié)
1.1智能電網(wǎng)通信技術(shù)現(xiàn)狀
目前,網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在智能電網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,在發(fā)、輸、變、配、用等環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的通信標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用。比如,變電站與控制中心之間采用IEC61970或IEC61968標(biāo)準(zhǔn);變電站自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部使用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)通信。當(dāng)前電網(wǎng)通信技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)種類多且兼容性不足,通信技術(shù)不能滿足不斷發(fā)展的用戶端新的要求,比如電動(dòng)汽車、智能家居和智能電表等。
1.2智能電網(wǎng)用戶端通信技術(shù)
智能電網(wǎng)用戶端涉及的領(lǐng)域較廣,在不同的應(yīng)用領(lǐng)域有不同的通信技術(shù)存在,這是由于各種通信技術(shù)在不同時(shí)間階段不同行業(yè)發(fā)展有各自不同特點(diǎn)所形成。隨著新技術(shù)的發(fā)展,多元化的通信技術(shù)在智能電網(wǎng)用戶端系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。
(1)InternetIP使用IP基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)在于與互聯(lián)網(wǎng)的有效銜接。用戶端通信采用基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò),可以非常便捷地與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通。其好處還在于大量IP成熟標(biāo)準(zhǔn)、有效工具能直接應(yīng)用到用戶端的應(yīng)用軟件。此外,IP基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)支持帶寬共享和動(dòng)態(tài)路由能力,在智能電網(wǎng)用戶端中對(duì)最小存取延遲,最大丟包率或最小帶寬現(xiàn)狀等有特殊要求的應(yīng)用,一些IP如多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)技術(shù)可滿足此特殊要求。
(2)光纖以太網(wǎng)通信它采用光纖介質(zhì)運(yùn)行以太網(wǎng)LAN數(shù)據(jù)包。物理層和數(shù)據(jù)鏈路層以任何標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)速度運(yùn)行,也可以實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的速率限制功能,以非標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)速度運(yùn)行,最高可以達(dá)到10Gbit/s。目前光纖以太網(wǎng)通信在電力監(jiān)控系統(tǒng)中已有商業(yè)化產(chǎn)品投入運(yùn)行。
(3)電力線寬帶(BPL)該技術(shù)采用電力線傳輸數(shù)據(jù)。通過(guò)電力調(diào)制解調(diào)器可以在一定區(qū)域內(nèi)任意的電源插座上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入。電力線寬帶在缺少其它通信網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)有著廣闊的應(yīng)用前景,其優(yōu)點(diǎn)在于利用現(xiàn)有電力線上網(wǎng)而無(wú)新增通信線纜鋪設(shè)投資。但目前的BPL能夠提供的最大帶寬為4MB。因?yàn)殡娏W(wǎng)使用的大多是非屏蔽線,電磁兼容性的問(wèn)題嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度。
(4)3G移動(dòng)通信利用現(xiàn)有3G移動(dòng)通信可以避免建立專門的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)所需的大量投資,使用方便、靈活。但若大量使用成本投入會(huì)較高,且日常的運(yùn)行、管理、維護(hù)費(fèi)用較高。故此通信技術(shù)適用于重要、且節(jié)點(diǎn)數(shù)少的遠(yuǎn)距離智能電網(wǎng)用戶端通信場(chǎng)合。
(5)無(wú)線通信(ZigBee、WiMedia、Wi-Fi)Wi-Fi技術(shù)具有較高的成本效益,能夠進(jìn)行升級(jí)擴(kuò)展以覆蓋大型地域和多個(gè)端點(diǎn),且無(wú)需鋪設(shè)電纜。ZigBee通信使用跳頻擴(kuò)頻無(wú)線技術(shù),該技術(shù)具有可靠性高、傳輸速率低、傳輸距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn),由此解決了傳輸堵塞和干擾。WiMedia通信的物理層采用超寬帶標(biāo)準(zhǔn),其解決方案的射頻覆蓋水平與ZigBee相似,其數(shù)據(jù)傳輸速率高,并具有網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)功能。
(6)現(xiàn)場(chǎng)總線通信20世紀(jì)80年代中期產(chǎn)生的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),相比傳統(tǒng)控制系統(tǒng),其特征為:數(shù)字化、全雙工傳輸、分支結(jié)構(gòu)多。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制系統(tǒng)的分散化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化,導(dǎo)致其體系結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生重大發(fā)展。
(7)通用工業(yè)協(xié)議(CIP)CIP是面向?qū)ο蟮墓I(yè)網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議。根據(jù)OSI/ISO七層協(xié)議模型,DeviceNet協(xié)議定義了七層模型中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。而CIP協(xié)議是七層模型中的最上層———應(yīng)用層。CIP協(xié)議是De-viceNet的應(yīng)用層,同時(shí)是ControlNet、EtherNet/IP、CompoNet的應(yīng)用層。DeviceNet和ControlNet、Eth-erNet/IP、CompoNet共用同一個(gè)應(yīng)用層協(xié)議CIP,但它們有各自的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。
(8)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)當(dāng)前,工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的性能不斷提高,成本不斷下降,其在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展非常迅速。相比其它現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),以太網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)有:1)數(shù)據(jù)傳輸速率高,達(dá)到100Mbit/s;2)不同的傳輸協(xié)議能在相同總線上共存;3)在以太網(wǎng)中,數(shù)據(jù)存取技術(shù)采用變互式和開(kāi)放式;4)不同的拓樸結(jié)構(gòu)和不同的物理介質(zhì)得以存在和運(yùn)用。
2走向集成的智能電網(wǎng)用戶端通信技術(shù)
2.1集成的通信技術(shù)
在智能電網(wǎng)設(shè)備端,目前仍然是多種現(xiàn)場(chǎng)總線并存。從用戶角度,希望通過(guò)通信技術(shù)集成以實(shí)現(xiàn)各種智能元器件與控制器之間的互聯(lián)互通,但并非必須用一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)所有的功能。例如:Internet網(wǎng)絡(luò)并非同結(jié)構(gòu)的單一網(wǎng)絡(luò),但用戶確能實(shí)現(xiàn)電子郵件、文件下載、網(wǎng)絡(luò)瀏覽、網(wǎng)上游戲等不同類型的服務(wù)。從通訊協(xié)議的構(gòu)筑模型角度,大多數(shù)用戶端通訊協(xié)議均根據(jù)OSI的七層模型。當(dāng)前,自底層向上定義構(gòu)筑統(tǒng)一整體的通信協(xié)議大量存在,這使得在相同層次上的互聯(lián)性在各標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議之間較難集成。其實(shí),定義OSI分層模型是為了讓不同構(gòu)架、不同發(fā)展階段的通訊協(xié)議能相互獨(dú)立,使其能在獨(dú)立發(fā)展的同時(shí)具備良好的互相配合、結(jié)合,增加其相互間成為一個(gè)端對(duì)端完整協(xié)議的可能。比如,以TCP/IP協(xié)議棧為核心的Inter-net網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中,不同的應(yīng)用層協(xié)議可以在上層網(wǎng)絡(luò)存在,而大量的不同局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)可以在下層網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,通信集成將應(yīng)運(yùn)而生。通信集成是指一個(gè)集成的通信軟硬件平臺(tái)融合多種通信協(xié)議及通信接口,實(shí)現(xiàn)不同通信技術(shù)的互通互聯(lián)。
2.2通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展及融合
(1)及時(shí)的響應(yīng)能力
在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸中要存在實(shí)時(shí)的運(yùn)行信息和操作控制信息,要及時(shí)有效的進(jìn)行傳輸,在傳輸?shù)倪^(guò)程當(dāng)中要保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求;
(2)可靠性高
電力系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中是有其特殊性質(zhì)的,主要是因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)是24小時(shí)不間斷運(yùn)行的,這也直接導(dǎo)致了數(shù)據(jù)通信也要求24小時(shí)不間斷,一旦系統(tǒng)中出現(xiàn)了較大失誤的時(shí)候,就會(huì)出現(xiàn)設(shè)備以及人員造成非常大的損害,設(shè)備破壞,所以我們要求一定要保證變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備之間的通信可靠性,這也是對(duì)智能電子設(shè)備數(shù)據(jù)通信的要求;
(3)具備良好的兼容性
由于變電站是一個(gè)高電磁干擾的環(huán)境,除了自身通信信號(hào)傳輸通道復(fù)雜以外,惡劣的通信環(huán)境同樣是一個(gè)重大的因素,所以說(shuō)怎樣對(duì)設(shè)備之間數(shù)據(jù)通信產(chǎn)生的不良影響進(jìn)行改善,這就要求我們的變電站要具備良好的電磁兼容性,此外在采取其他的一些性對(duì)措施來(lái)減弱環(huán)境對(duì)變電站的影響;
(4)結(jié)構(gòu)要分層設(shè)計(jì)
這里所說(shuō)的主要是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層,而只有在通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)成分層式方式的時(shí)候,變電站自動(dòng)化系統(tǒng)才能夠使用分層的分布式結(jié)構(gòu),因此我們的工作人員在進(jìn)行通信設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要根據(jù)各個(gè)層次的實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì);
二.智能變電站的網(wǎng)絡(luò)通信
1信息記錄技術(shù)
1.1點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信記錄技術(shù)
(1)確保采樣的完整性,信息丟失報(bào)警,雖然采樣值道德傳遞方式是通過(guò)光纖進(jìn)行直接傳遞的,這在很大程度上是避免了信息的丟失,但是由于在實(shí)際的傳遞過(guò)程當(dāng)中,并不是只有光纖傳輸,還有其他介質(zhì)存在,再加上軟件實(shí)際使用能力等原因,就有可能會(huì)出現(xiàn)信息丟失的現(xiàn)象,所以說(shuō)在記錄信息之前一定要優(yōu)先考慮信息丟失所帶來(lái)的影響;
(2)采樣點(diǎn)的離散程度。由于采樣值是通過(guò)光纖直接進(jìn)行傳輸?shù)模趥鬟f給相關(guān)的設(shè)備之后,采樣點(diǎn)間隔的波動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就已經(jīng)沒(méi)有什么關(guān)系了。以后出現(xiàn)的波動(dòng)基本上都是由軟件造成的,所以對(duì)于這方面的研究只是做一個(gè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì),在以后的對(duì)比研究中會(huì)用到;
1.2記錄方法點(diǎn)
對(duì)點(diǎn)的通信報(bào)文是目前較好的記錄方法之一,因?yàn)樗軌蛟诓挥绊懲ㄐ耪_\(yùn)行的前提下,順利的從采樣值網(wǎng)絡(luò)中獲取真實(shí)的采樣值信息,因?yàn)椴蓸又翟邳c(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸當(dāng)中是不完全都依靠網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的,因此它的傳輸在一定程度上可以擺脫網(wǎng)絡(luò)交換的環(huán)境。但是對(duì)于SV通信的記錄方法來(lái)說(shuō),一般是由以下幾種方法的:
(1)第一種方法就是合并單元的輸出端,一般在合并完單元的輸出端之后,就可以直接的從合并單元的輸出端獲取采樣值的信息,實(shí)現(xiàn)了對(duì)通信的記錄,這樣的一種方式其實(shí)是在源端獲取的信息,所以也被稱之為原始信息,但是需要注意的是每一個(gè)記錄儀器只能夠聽(tīng)到一個(gè)合并單元的采樣值信息,所以在實(shí)際的操作當(dāng)中要注意這一點(diǎn);
(2)第二種方法就是在網(wǎng)絡(luò)的交換設(shè)備方面入手,由于采樣組報(bào)文是通過(guò)組播的形式發(fā)送的,因此我們可以根據(jù)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置,從網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備上面獲取相應(yīng)的采樣值報(bào)文,這樣做最終的采樣值信息可能是多個(gè)合并單元在網(wǎng)絡(luò)上面所傳輸?shù)牟蓸又敌畔ⅲ?/p>
(3)第三種方法就是從裝置的端輸入入手,在裝置采樣值輸入端獲取的采樣值信息是通過(guò)裝置進(jìn)行接收的,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送之后獲取的采樣值信息和上面獲取信息的形式基本上是相同的,也是每一個(gè)端口只能夠接收一個(gè)裝置所發(fā)出的采樣值信息;由于組網(wǎng)當(dāng)中采樣值的傳送是在網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備當(dāng)中進(jìn)行的,所以我們?cè)趯?duì)采樣值進(jìn)行記錄的時(shí)候,不但要記錄采樣值的真實(shí)傳輸情況,還要記錄采樣值傳輸?shù)恼鎸?shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,所以說(shuō)記錄的采樣值信息也要從網(wǎng)絡(luò)交換的設(shè)備當(dāng)中進(jìn)行獲取。
三.總結(jié)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(CJFD)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)