智能電網(wǎng)無線技術(shù)應(yīng)用及管理

摘 要：目前，智能電網(wǎng)是以智能控制為方法，以信息平臺為支柱，包括電力系統(tǒng)中發(fā)電、配電、輸電等各個環(huán)節(jié)。在電網(wǎng)系統(tǒng)的通信過程中依然是以光纖通信為主，具有可靠性高、帶寬高以及傳輸率高等特點，但是隨著電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，對于辦公智能化、配網(wǎng)自動化以及災(zāi)難應(yīng)急等方面的要求越來越高，進(jìn)而出現(xiàn)了無線通信技術(shù)，其具有布設(shè)快速、不會受到地面因素的制約等優(yōu)勢，進(jìn)而在電網(wǎng)系統(tǒng)中得到了一定的應(yīng)用，為電網(wǎng)系統(tǒng)的綜合構(gòu)建提供了十分可靠的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；無線技術(shù)；應(yīng)用；管理

智能電網(wǎng)的作用就是確保電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定與安全，其與電力調(diào)度自動化系統(tǒng)以及電力安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)合稱為確保電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定與安全的三大支柱。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，智能電網(wǎng)已經(jīng)得到了初步的發(fā)展，并且取得了一定的成績，利用光纜、衛(wèi)星、載波等通信方式構(gòu)建了一個立體的交叉通信網(wǎng)。隨著無線技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，無線通信系統(tǒng)得到了快速的發(fā)展，同時也發(fā)生了極大的改變。由于無線通信技術(shù)不僅具有非常強的抵抗自然災(zāi)害的能力，還不會依賴電網(wǎng)的網(wǎng)架，具有傳輸距離比較遠(yuǎn)以及帶寬比較大等優(yōu)勢，進(jìn)而十分適合應(yīng)用在現(xiàn)階段的通信系統(tǒng)中，改善通信方式不全面、單一化的問題。

1 智能電網(wǎng)中無線技術(shù)的應(yīng)用

在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中接入無線寬帶，主要能夠?qū)崿F(xiàn)語音、數(shù)據(jù)等相關(guān)業(yè)務(wù)中遠(yuǎn)距離的傳輸，利用電力系統(tǒng)的無線廣域網(wǎng)，實現(xiàn)安全應(yīng)急通信、在線監(jiān)測以及配電自動化等性能。其應(yīng)用主要可以概括為以下幾個方面。

1.1 預(yù)警作用

近年來，我國發(fā)生了許多的自然災(zāi)害，對電網(wǎng)系統(tǒng)與通信系統(tǒng)提出了更加嚴(yán)格的要求，當(dāng)應(yīng)用無線系統(tǒng)之后，就可以保證在突發(fā)情況下能快速恢復(fù)線路發(fā)生的相應(yīng)故障，并且針對實際情況進(jìn)行搶修、現(xiàn)場指揮與調(diào)度，以此來采集更多有用的信息，確保故障線路可以快速的恢復(fù)運行。

1.2 系統(tǒng)故障的診斷以及定位

通過無線網(wǎng)絡(luò)的架設(shè)，如果系統(tǒng)中某一設(shè)備發(fā)生故障，此項性能就可以完全確保對變電站運行情況的實時監(jiān)測，進(jìn)而幫助相關(guān)工作人員對故障進(jìn)行智能化的診斷以及定位，進(jìn)一步確保了數(shù)字化變電站系統(tǒng)運行的安全可靠性。

1.3 對輸電線路進(jìn)行數(shù)字化的監(jiān)控

在智能電網(wǎng)系統(tǒng)的電力輸送線路上架設(shè)相應(yīng)的無線網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而可以將電力設(shè)施以及變電站等地方的數(shù)據(jù)、視頻信號進(jìn)行傳輸，盡可能達(dá)到實時監(jiān)控的效果，進(jìn)而確保電網(wǎng)運行的穩(wěn)定與安全性。

1.4 對配電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)字化的監(jiān)控

配電網(wǎng)同用電用戶之間的關(guān)系非常密切，需要進(jìn)行持續(xù)、高效的運轉(zhuǎn)。通過無線網(wǎng)絡(luò)的架設(shè)與光纖系統(tǒng)構(gòu)成雙重備份，對配電線路的相關(guān)故障、開關(guān)狀態(tài)以及線路溫度等情況進(jìn)行實時在線監(jiān)測，實現(xiàn)數(shù)字化的全方位監(jiān)控。比如，可以利用無線光纖技術(shù)，也就是在光傳輸與紅外激光傳輸信號的一種無線傳輸技術(shù)，其是以空氣為介質(zhì)、激光為載體，利用點對點或者一點對多點的方式進(jìn)行連接的，一般情況下也將其稱之為“虛擬光釬”。配電網(wǎng)中無線光纖技術(shù)的架構(gòu)如圖1所示。

1.5 提供智能化的用電服務(wù)

利用電網(wǎng)系統(tǒng)的靈活性與多樣性，根據(jù)智能電表提供的相關(guān)增值服務(wù)，不僅可以充分了解以及掌握用戶每天用電情況與電器用電情況，進(jìn)而幫助用戶了解峰谷時電價的差異，使用電更加經(jīng)濟(jì)，并且從電網(wǎng)單位的角度而言，也能夠?qū)崟r掌握用戶的實際用電情況，對用戶的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集與監(jiān)控，對電能利用與配置進(jìn)行合理、優(yōu)化的規(guī)劃，有效的提高了電網(wǎng)運行的利用效率與可靠性。

2 應(yīng)用過程中存在的問題

現(xiàn)階段，主要應(yīng)用在電網(wǎng)系統(tǒng)中的無線技術(shù)有第三代移動通信技術(shù)、通用分組無線服務(wù)技術(shù)等。固定的無線接入技術(shù)主要包括全球微波互聯(lián)接入、本地多點分配業(yè)務(wù)、可透明傳輸業(yè)務(wù)等。從技術(shù)發(fā)展形勢方面而言，多輸入多輸出系統(tǒng)與正交頻分復(fù)用已經(jīng)成為無線通信技術(shù)未來發(fā)展的核心。但是，在加大對智能電網(wǎng)無線技術(shù)發(fā)展力度的時候，也是存在著相關(guān)問題的，主要可以概括為三個方面：一是，兼容性問題。無線電網(wǎng)系統(tǒng)也是可以同其他電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行兼容的，比如：一般無線電力系統(tǒng)的頻段都設(shè)置為1.8G，與中國移動通信的工作頻段非常接近，一定要對其進(jìn)行電磁兼容性的評估，掌握其潛在的影響因素，進(jìn)而提出有效的處理措施。二是，可靠性問題。隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，對于無線專用通信系統(tǒng)的建設(shè)要求更為嚴(yán)格，比如：電網(wǎng)的覆蓋面積要求越來越大，可能覆蓋10千伏甚至220伏的電網(wǎng)；對于傳輸數(shù)據(jù)的可靠性、實時性有了更高的要求，并且一定要確保傳輸時間的短暫性，最好縮短到毫秒級；對于通信帶寬的要求也在逐漸提高。三是，頻譜問題。大量布設(shè)計量網(wǎng)絡(luò)就會增加頻譜的擁擠程度，進(jìn)而導(dǎo)致影響系統(tǒng)最大的干擾源很可能就是系統(tǒng)本身，這樣擁擠的情況就會嚴(yán)重威脅無線網(wǎng)絡(luò)的正常運行。

3 加強無線技術(shù)應(yīng)用的管理措施

針對無線技術(shù)應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題，一定要開展有效的管理工作，以此來確保系統(tǒng)運行的可靠性。相關(guān)管理部門一定要加強對無線電網(wǎng)頻率需求分析、設(shè)備檢測、系統(tǒng)規(guī)劃、兼容分析、環(huán)境監(jiān)測等方面的管理工作，進(jìn)而確保無線電網(wǎng)能夠順利運行。

3.1 加強頻率需求分析

現(xiàn)階段，對于智能電網(wǎng)的分析與研究有很多，但是真正應(yīng)用到實際工程中的卻非常少，進(jìn)而導(dǎo)致幾乎沒有相關(guān)的借鑒經(jīng)驗。所以，為了加強無線接入的管理工作，相關(guān)的管理部門一定要加深對國內(nèi)外智能電網(wǎng)發(fā)展情況的了解，進(jìn)而掌握其相關(guān)的運行原理，了解接入無線網(wǎng)絡(luò)之后，其電力無線寬帶的系統(tǒng)安全與技術(shù)特點的相關(guān)設(shè)計要求，對無線頻率需求進(jìn)行詳細(xì)的分析，為無線電網(wǎng)絡(luò)的管理工作奠定可靠的基礎(chǔ)。

3.2 加強對設(shè)備質(zhì)量的檢測

在現(xiàn)場進(jìn)行設(shè)備質(zhì)量的檢測，其是否符合國家無線電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并且檢測工作頻率、發(fā)射頻率、信道帶寬等指標(biāo)是否達(dá)到國家要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而確保電力系統(tǒng)的順利運行。

3.3 加強系統(tǒng)兼容性的規(guī)劃

對系統(tǒng)接入無線寬帶之后的運行可靠性展開深入的分析與研究。在對相關(guān)資料進(jìn)行收集的同時，也要對系統(tǒng)與設(shè)備的可靠性進(jìn)行分析，及時了解系統(tǒng)設(shè)備之間電磁的兼容性，以及工作頻率、發(fā)射頻率、帶外雜散等指標(biāo)的認(rèn)證狀況。

3.4 加強系統(tǒng)的兼容分析

對無線電力基站的干擾因素進(jìn)行分析，研究并且制定相應(yīng)的改進(jìn)措施與方案，假如移動基站將會直接影響到無線基站的正常運行，那么就可以采取調(diào)整配置頻率以及添加濾波器等改進(jìn)措施，對相應(yīng)的干擾信號予以排除；假如背景電平過大，就可以采取調(diào)整基站天線仰角的措施予以處理。

3.5 加強對環(huán)境的監(jiān)測

為了確保系統(tǒng)具有良好的電磁環(huán)境，相應(yīng)的無線監(jiān)測站一定要充分利用移動監(jiān)測車、手持式監(jiān)測設(shè)備以及固定監(jiān)測站對周邊的電磁環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測。移動監(jiān)測車可以加強對電磁背景的監(jiān)測，避免出現(xiàn)影響系統(tǒng)運行的小型寬帶信號；固定監(jiān)測站可以對運行頻率進(jìn)行專項的監(jiān)測，進(jìn)而及時了解該頻段的運行情況，對無線電網(wǎng)的電磁環(huán)境進(jìn)行分析。

3.6 落實相關(guān)管理工作

首先加強電力單位對頻率臺站的管理工作，為落實相關(guān)管理工作打下堅實的基礎(chǔ)，與電力工作之間建立有效的聯(lián)系渠道，方便及時交流與溝通，時刻注意各個寬帶業(yè)務(wù)的運行情況，避免發(fā)生各運行系統(tǒng)之間的干擾，如果出現(xiàn)干擾因素，一定要及時予以排除。

4 結(jié)束語

總而言之，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為目前電力行業(yè)發(fā)展的主要方向，會涉及到許多的學(xué)科與領(lǐng)域，需要引進(jìn)一些先進(jìn)的設(shè)備與技術(shù)，進(jìn)而適應(yīng)電網(wǎng)系統(tǒng)未來的發(fā)展需求。無線技術(shù)在其中就發(fā)揮了重要的作用，為相關(guān)管理部門提供了更多新問題與新思維，有效的推動了智能電網(wǎng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]吳曦德.智能電網(wǎng)中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究[J].網(wǎng)友世界，2012（15）.

[2]周經(jīng)凱，霍玲玲，麻信洛等.智能家居控制系統(tǒng)中無線技術(shù)應(yīng)用與設(shè)計[J].工業(yè)控制計算機(jī)，2008（25）.

[3]錢祥華.新形勢下智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的探討[J].經(jīng)營管理者，2009（20）.

[4]平峰.智能電網(wǎng)無線技術(shù)應(yīng)用及管理[J].上海信息化，2012（10）.