3G技術在電力系統中的應用分析

嚴建利

（青海電力信通公司，青海 尖扎 811200）

前言

隨著能源問題的緊張，電網面臨著巨大挑戰和機遇。一方面，電網需要應對日益嚴峻的資源和環境壓力，不僅需要實現大范圍的資源優化配置，還要適應電力體制改革；另一方面，信息化、數字化、智能化等技術的進步也為解決這一系列問題提供了堅實的技術支持。由此智能電網成為現代電力工業發展的方向。2009年舉行的特高壓輸電技術國際會議上提出，到2020年，我國將全面建成統一的堅強智能電網。建立高速、雙向、實時、集成的通信系統是實現智能電網的基礎，沒有這樣的通信系統，任何智能電網的特征都無法實現，電力通信系統是電力自動化的重要組成部分。通信的種類很多，其中3G技術能夠為智能電網的建設提供全方位的通信服務。

1 3G技術概述

1.1 3G技術的含義

3G是指第三代移動通信技術。目前有WCDMA，CDMA 2000，TD-SCDMA 三種 3G技術標準。3G移動通信最主要的特征是以寬帶提供各種多媒體業務。傳輸容量更大，靈活性更高，能處理圖像、音頻、視頻等多種媒體形式。支持多種單向和交互式多媒體等新業務。這種技術具有覆蓋范圍廣、永遠在線、接入速度快、支持中高速數據傳輸、投入費用低等優點，非常適合應用到電力工業。

1.2 3G技術的特點與優勢

根據以上所列智能電網的要求，新興無線通信技術——3G技術恰能夠使之得到滿足。3G技術是一種支持高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術，3G服務能夠同時傳送聲音及數據信息，速率一般在幾百Kbps以上。它的主要特點如下：

(1)傳輸速度快，而且可以滿足移動性對高比特率可變速率的要求，快速移動下，數據傳輸速率達到 1.44Kb/s。

(2)提供了多種新業務與新技術，如寬帶業務、視頻業務等。

(3)具有良好的兼容性與高度的靈活性，具有多功能、多環境適應能力以及多操作方式、多頻段運行能力。

(4)語音與視頻質量高，可保證語音及圖像的高保真傳輸。并且，數據傳輸的及時性能好。

(5)采用根據數據量、服務質量和使用時間為收費參數，而不是以距離為收費參數的新收費機制。

基于以上所述，經過對比分析可以發現，3G技術的特點可以很好地滿足智能電網的要求，因此，將兩者進行合理的結合，可使智能電網的實現有可靠保障。

2 電力通信系統中3G技術的現狀

電力通信系統是電力生產的保障。通過有效的通信手段，將控制中心的命令準確快速地傳送到遠方終端，并將遠方設備運行情況的信息收集到控制中心。目前常用的通信方式有Internet、光纖通信，微波通信等。而這些通訊方式普遍存在的問題是要自建專用信道，工程投資大，維護工作繁重。隨著無線通信技術的不斷發展，利用移動通信技術實現電力系統中的數據傳輸，將是智能電網的重要發展方向。

3 3G技術應用于智能電網的可行性與必要性分析

智能電網的基本要求：

智能電網作為一個新興的概念，在很多國家和地區都對它有不同的理解，就我們國家當今發展情況來看，我們所發展的智能電網應具有堅強、兼容、經濟、互動等特征。

堅強。堅強性是針對目前大容量、特高壓、長距離傳輸的供電需求所提出的，它要求電網在發生大的擾動或故障時，仍能盡量保證用戶的供電，減小大面積停電的可能性，并能及時發現、診斷并消除故障，使電網恢復原來的運行狀態(即自愈性)。

兼容。能允許新能源的合理接入，適應分布式發電機和微電網的接入，使需求側管理功能更加完善，滿足電力與自然環境、社會經濟以及人類文明的和諧發展。

經濟。通過信息采集與分析，實現規劃、建設、運行與維護等全生命周期環節的優化，達到設備運行安排合理，資源利用率高，運行成本低等目標，支持電力市場的有效開展，實現資源的統籌規劃與合理配置。

互動。通過數據與信息的雙向流動與即時傳輸，實現電網與用戶的智能互動，把最穩定、最經濟的電能提供給用戶。同時，讓用戶也參與到電力市場的運營中來，更好地激勵電力市場的發展，使其滿足最廣大用戶的要求。

4 3G技術在智能電網中的具體應用

4.1 網視頻監控

隨著電力系統保護技術及自控技術的提高，無人值班變電站已成為電力系統的主流，實現調度中心對變電站的遠程控制與調節，僅僅有“四遙”是遠遠不夠的，還必須了解變電站的一次，二次設備的外觀監控與變電站的防火防盜情況。將視頻監控系統運用到電力調度自動化系統上，即第五遙--遙視，巡檢中心、集控中心等相關部門通過現有的電力通信網對所屬變電站實現遠程實時圖像監控、遠程故障和意外情況告警接收處理，可提高變電站運行和維護的安全性和可靠性，并可逐步實現電網的可視化監控和調度。而這些對傳輸通道的可靠性和帶寬提出更高的要求。采用固定寬帶與移動3G通信技術相結合，可實時傳送清晰的動態視頻信息，滿足電力網絡利用視頻進行實時監測的要求。

4.2 線路巡檢

隨著國家電力輸送網絡迅速擴大，電力部門對電力系統的安全穩定運行、監控及保護提出了更高的要求。當輸電線路發生故障時，為了找出故障點，要組織大量的人力和物力，耗資巨大，而且精度不高，給電力系統帶來巨大的經濟損失和社會影響。基于3G的輸電線路故障定位及維修系統可使電力部門調度人員實時獲得輸電線路故障信息，提高了故障處理的科學性和可靠性，對電網的穩定運行起到了重要的促進作用。同時，搶修人員通過GIS與GPS可以迅速找到故障地點，通過應用正確的處理手段快速恢復輸電線路供電，對減小因輸電線路故障引起的經濟損失和所造成社會影響將起到重要的作用。

4.3 應急搶險指揮

由于一些突發情況造成電力網絡故障或電力系統損壞的情況時有發生，需要提高應急搶險的能力，快速恢復電網的正常運行。在電力應急搶修車中加裝3G移動通信終端，通過音頻和視頻傳輸遠程現場信息，將搶修現場情況與電網運行情況等系統互聯。以保證各部分信息迅速流通、互動。使遠端指揮人員實時了解電網的現場狀況，做出正確判斷和指揮。這對提高現場的指揮調度能力，縮短搶險時間，提高應急能力，減少災害造成的影響有這重要的作用。

4.4 電力通信系統的安全

隨著互聯電網的不斷擴大，電力通信的安全成為了很重要的問題。3G技術是要借助于網絡技術的，而網絡的安全性是我們所擔憂的，所以我們要應用3G技術要特別注意其安全性能的提高。

5 3G技術在智能電網中應用的展望

移動通信的發展，特別是3G網絡的建成，有力的促進了電力行業的發展。基于以上對3G以及通信技術在電力工業的應用，針對3G技術在智能電網的應用提出如下建議：首先，要努力結合GPRS和各種通信技術與3G技術，建設智能電網通信體系。其次，要在國家電網“面向應用、立足創新、形成標準、建立示范”的指導思想下，在3G通信的系統開發、標準體系、信息安全、軟件平臺等方面進行了重點技術研究，力求在“電力3G”的核心技術上取得突破。

[1]劉建明，趙峰.ICT網絡模式的關鍵技術與發展[J].電力通信系統，2009，30(198).

[2]劉建明，趙峰，張月霞，等.3G和4G無線通信技術在ICT網絡模式巾的應用.電力系統通信，2009，30.