智能变电站通信网络及其监测技术的应用

发表时间:2021/6/25   来源:《当代电力文化》2021年第7期   作者:马宇平
[导读] 现今我国社会经济迅速发展,社会科技水平也逐渐朝向智能化发展
        马宇平
        内蒙古电力(集团)有限责任公司阿拉善电业局  内蒙古阿拉善  750306
        摘要:现今我国社会经济迅速发展,社会科技水平也逐渐朝向智能化发展,电网是供应人们生活与工作最为主要的建设内容之一,电网也逐渐发展为智能电网建设。智能变电站是智能电网建设中极为重要的一个环节,现今随着智能电网的建设与普及,智能变电站也被广泛的使用与推广。通信网络是智能变电站极为重要的信息载体和通信共享载体,其是否安全稳定的运行也与电力系统是否稳定有直接的关系,对此,智能变电站通信网络的稳定性以及监测技术极具探究的意义和价值。
关键词:智能变电站;通信网络;监测技术;应用研究
引言
        智能变电站是整个电网运输电力、配电、调度和用电的所有环节中信息中心的交汇节点,配电网在运行的过程中智能变电站具有重要的意义和价值。现今我国社会经济水平和科技水平迅速发展与进步,智能变电站逐渐被推广和运用,其中通信网络成为了智能变电站的信息交互与信息共享的载体,其运行的稳定性会直接影响电网系统运行的稳定性与安全性,更会影响社会的进步与人们的生活质量。对此,电力企业要重点针对智能变电站的通信网络稳定性进行研究,还要针对其不稳定的因素开展探究,进而制定有效的应对方案。
一、智能变电站通信网络的特点
        智能变电站中的通信网络主要是以三层两网的构造进行建设的,其主要以站控层、过程层以及间隔层单层设备为主,站控层网络以及过程层网络的两层结构主要是对输出跳闸信息的保护装置进行信息采样。传统的数据通信网络与现今的智能变电站通信网络做对比主要有以下几个特点。其一,两种网络通信方式从安装方面进行分析,数据通信网络主要以单星型组网,其安装较为复杂,灵活性也较差,智能变电站所采用的通信网络主要是以双星型或者环网的组网,其安装较为便利、灵活。其二,从设备使用方面进行分析,传统的数据通信网络经常使用民用交换机,很多方面的使用和操作都较为复杂,智能变电站的交换机是工业的以太网交换机,其安全性和可靠性更高,无风扇的设计也具有更多得到优势。其三,从数据方面进行分析,智能变电站的通信网络传输数据更加稳定,信息存储和传输量也能够满足现今社会的发展和需求,更高于传统的数据通信网络传输量以及信息存储。其四,从环境方面进行分析,部分的数据通信网络对环境要求较高,电磁、温度、灰尘等都会对其数据通信网络的稳定性和传输性有影响,智能变电站采用的通信网络能够对环境有更强的适应力,在较为恶劣的环境中也能够很好的运行,使用更为广泛。
二、智能变电站的体系结构
        智能变电站的体系结构对比常规的变电站范围更宽,其层次也更深,结构也更为复杂,信息采集与信息处理的能力也更强。变电站内部、站的调度、站与站之间以及站与用户分布式能源的互动能力更强,其信息交换也更为快捷便利,更能够控制其灵活程度。与常规的变电站相对比,智能变电站的设备更加信息数字化、功能化、集成化等技术特点,其更能够适应现今我国工业水平以及对智能化变化站发展的要求与需要。以下根据智能变电站系统结构进行详细的分析,从逻辑上对不同的结构层进行简单的概述。
        1、站控层。站控层主要是以自动化站级监视控制系统、战域控制、通信系统、对视系统等子系统构成,进而能够对全站的设备进行监视、控制,也能够完成信息交互的功能。站控层能够对数据进行采集与监视控制,可以操作闭锁与其相量采集、电能量采集等功能,站控层的功能体现高度集成,能够在计算机中嵌入装置实现,也可以分布在多台计算机的嵌入装置中实现。
        2、过程层。过程层包含了变压器、断路器、隔离开关、电压互感器等等相关设备,也包含了智能组件和独立的智能电子装置。


        3、传统变电站与智能变电站在状态监测技术方面也存在较大的差异,状态监测装置大多各自独立运行,进而对信息独立完成采集、分析、评估等工作。信息获取与应用都是割裂、离散等状态,其系统缺乏整体性与统一性,很难形成全站统一的状态监测,系统的综合业务与传统的变电站也存在较大的不同。智能变电站拓展了全站实时信息监测的能力,设备状态转变为可视化、监测全景化、信息展现一体化,进而智能变电站的状态监测能够对更为高级、智能的数据内容进行监测与分析。
        4、IEC61850的智能变电站的监测技术以EC61850为全面规范变电站的标准体系,其充分代表了综合自动化技术的发展趋势。其技术以面对对象的方法推动智能变电站的构建能够实现数字化与智能化方向发展与实现。智能变电站状态监测系统主要可以分层,设备层、间隔层以及系统层,设备中由电气设备构成,主要有变压器、断路器、避雷器等,监测设备能够对其信息进行采集,将获取的信息内容发送给系统层设备,系统层的设备是单独的监测主机,能够根据获取的设备状态实现设备状态的综合评估和应用。
三、智能变电站通信网络技术的应用研究
1、中低压接入网通信技术应用研究
        中低压接入网的特点主要体现在位置分散、接入点多、覆盖面广等,通常情况下会从两方面进行研究,其一,接入网的通信技术能够对现有的通信技术进行分析,现今通用的技术种类有PON、PLC、TD-LTE等,其中PON技术主要一产品和各大电信公网中进行信息采用,现今已经在配电网配电自动化产品或者电力光纤入户等很多的领域中不断运用与完善。现今其技术的产品主要可以分为有吉比特无源网络以及以太网无源网络两种。PLC技术就是通常情况下说的电力线载波,其技术也是电力系统独有的通信方式,主要将电力线缆作为主要的传输媒介,进而可以对调度电话、继电保护等相关信息内容进行传输,其技术现今已经逐步在电力系统中淘汰。PLC技术主要是为配网自动化或者远程集中抄表等内容进行数据传输,进而满足电力通信最为基础的要求。另外,接入网组网的方案中,配电通信网的配电自动化已经实现全覆盖,上述配备的柱上开关、配电室、开闭等都能够实现遥信、遥控等功能,网络通信宽带的安全性以及可靠性也有较高的要求和安全保障,对此,通信网中国要采取PON技术为主要的通信方式,进而保障电网运行的安全性与可靠性,也能够确保通信网络更为安全稳定的运行。
2、骨干通信网技术应用研究
        电力通信网中骨干通信网极为重要,技术人员对骨干通信网技术进行研究要从两方面开展。其一,骨干通信网技术主要采用PTN技术以及ONT技术两种,PTN技术是分组传送网,可以支持众多的分组交换业务的点对点通信通道,可以对电力通信网的业务进行承载,其业务会更加标准化,操作管理也更为完善,服务质量也更高。OTN技术是从WDM技术发展二产生的,其结构体系分为光层和电层,两层都具有监控能力与管理能力,且网络的生存性较好,也具有更好的故障监控能力。其二,骨干组网方案,骨干网通信主要可以采取SDH+OTN+PTN的形式构件组网方案,能够借助IP业务汇聚、灵活其调度,还能够提高业务承载的容量传输。
四、智能变电站通信网络监测技术的应用研究
        电力通信检测技术较为普遍的运用,主要可以体现在以下几点。其一,图像监控,监控中心人员可以对变电站的摄像机实时拍摄的画面进行查看,进而实现图像监控,能够对历史的图像进行重复观察与监控。另外,可以针对固定的时间与地点开展图像查询,更为高效的对智能变电站进行科学的管理。其二,控制功能,监控人员可以对相关设备进行远程监控,更利于及时发现设备运行中存在的故障,能够提高设备故障处理的效率与质量,进而保障电力网络运行的稳定性和安全性。
结束语:
        电力企业的发展对国家的进步与社会的稳定都是极为重要的基础工作,智能电网的建设在一定程度上对社会的进步与国家的发展起到了重要的推动作用。智能电网建设的过程中,要不断加强电网通信网络技术以及监测技术的研究,进而保障电网智能化广泛落实与推广使用。
参考文献:
[1]张志,赵劭康,刘明硕. 智能变电站通信网络及其监测技术的应用研究[J]. 科学与信息化,2018(31):70,75.
[2]王仕俊,刘雪强,王定刚,等. 智能变电站网络通信状态监测及其故障研究[J]. 电子世界,2013(4):8.
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