廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)現(xiàn)存問題及優(yōu)化改造實(shí)踐

郝 斌

（山西廣播電視無線管理中心，山西 臨汾 041000）

0 引 言

廣播電視信號(hào)的穩(wěn)定傳輸和廣泛覆蓋，對(duì)于豐富人們的精神文化生活、傳播國(guó)家政策以及促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步具有舉足輕重的意義。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展和系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行，這些傳統(tǒng)的發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)逐漸暴露出一些問題。設(shè)備老化導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降，能源利用率低引起社會(huì)資源的浪費(fèi)，供電不穩(wěn)定會(huì)影響節(jié)目的實(shí)時(shí)傳輸，而其中所蘊(yùn)含的安全隱患可能導(dǎo)致系統(tǒng)故障和人員傷亡[1]。因此，優(yōu)化改造廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)概述

廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)是一種用于保障廣播電視信號(hào)發(fā)射和傳輸?shù)碾娏ο到y(tǒng)，主要由電源設(shè)備、配電設(shè)備、繼電保護(hù)設(shè)備、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)等部分組成。這個(gè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)為廣播電視信號(hào)發(fā)射塔、廣播電視節(jié)目制作中心、有線電視網(wǎng)絡(luò)等設(shè)施提供穩(wěn)定、可靠的電力供應(yīng)，是廣播電視系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

在廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)中，電源設(shè)備主要包括發(fā)電機(jī)、不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）、蓄電池等，負(fù)責(zé)提供穩(wěn)定的電力來源；配電設(shè)備負(fù)責(zé)將電源分配到各個(gè)廣播電視設(shè)施，確保電力的有效利用；繼電保護(hù)設(shè)備主要起到保護(hù)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的作用，可以防止短路、過載等問題的發(fā)生；調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)則負(fù)責(zé)監(jiān)控和控制整個(gè)供配電系統(tǒng)的運(yùn)行情況，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平[2]。

2 廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)的現(xiàn)存問題

2.1 系統(tǒng)設(shè)備配置老化

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，廣播電視領(lǐng)域設(shè)備的更新?lián)Q代速度加快，原有的設(shè)備配置逐漸難以滿足新時(shí)代廣播電視技術(shù)的要求。部分廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)在建設(shè)之初，由于資金、技術(shù)等因素，采用的設(shè)備配置相對(duì)較低。隨著時(shí)間的推移，設(shè)備的老化問題逐漸顯現(xiàn)。設(shè)備配置老化問題給廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)帶來了一系列負(fù)面影響。一方面，設(shè)備老化可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，增加故障發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，降低系統(tǒng)安全性，給廣播電視信號(hào)的傳輸帶來隱患。另一方面，設(shè)備老化可能導(dǎo)致系統(tǒng)能耗增加，增加廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

2.2 能源利用率低

在廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)中，能源利用率低是一個(gè)普遍存在的問題，會(huì)對(duì)廣播電視系統(tǒng)的運(yùn)行效率、成本和經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生負(fù)面影響。設(shè)備能耗較高、缺乏有效的能源管理策略以及能源審計(jì)和優(yōu)化工作不足等，都是導(dǎo)致能源利用率低的主要原因。

設(shè)備能耗較高是因?yàn)閺V播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)包含了各種電力設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器、配電設(shè)備等。這些設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生一定的能耗，而如果設(shè)備性能較差、運(yùn)行效率較低，則會(huì)導(dǎo)致更高的能耗。同時(shí)，由于許多廣播電視單位在能源管理方面缺乏科學(xué)的規(guī)劃和策略，導(dǎo)致能源浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重。例如，未能根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，導(dǎo)致能源消耗過大；未能采取有效的節(jié)能技術(shù)來降低能耗等。而廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)的能源審計(jì)和優(yōu)化工作是提高能源利用率的重要手段，但是因?yàn)樵S多廣播電視單位未能定期開展能源審計(jì)，所以導(dǎo)致未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決能源浪費(fèi)問題，也未能根據(jù)審計(jì)結(jié)果進(jìn)行針對(duì)性的改進(jìn)[3]。

2.3 供電不穩(wěn)定

供電不穩(wěn)定是許多廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)存在的另一個(gè)關(guān)鍵問題。這一問題對(duì)廣播電視系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生了極大的影響，可能會(huì)導(dǎo)致廣播電視信號(hào)傳輸中斷、畫面質(zhì)量下降等。

一是電源質(zhì)量不佳。廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)對(duì)于電源質(zhì)量的要求較高，如果電源中含有大量的諧波、波動(dòng)、閃變等雜質(zhì)，則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備運(yùn)行異常，從而影響供電穩(wěn)定性。二是供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理。合理的供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)于保證供電穩(wěn)定性至關(guān)重要，否則可能導(dǎo)致供電線路過長(zhǎng)、電壓下降等問題，從而影響供電穩(wěn)定性。三是缺乏有效的監(jiān)控和預(yù)警機(jī)制。對(duì)于供電不穩(wěn)定問題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取應(yīng)對(duì)措施是確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。如果缺乏有效的監(jiān)控和預(yù)警機(jī)制，則可能導(dǎo)致故障發(fā)生后才被發(fā)現(xiàn)，影響廣播電視信號(hào)的傳輸。

3 廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)的優(yōu)化改造實(shí)踐

3.1 加強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)備配置的更新與升級(jí)

3.1.1 采用先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)

為了提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率、降低能耗和維護(hù)成本，采用先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化改造至關(guān)重要。在設(shè)備選型方面，應(yīng)充分考慮技術(shù)的成熟度、可靠性以及經(jīng)濟(jì)性。例如，采用高效節(jié)能的開關(guān)電源、高頻整流器和逆變器等設(shè)備，可以有效降低系統(tǒng)的能耗，提高能效比。同時(shí)，選用具有高可靠性和長(zhǎng)壽命的元器件，有助于降低維護(hù)成本和延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方面，應(yīng)充分運(yùn)用現(xiàn)代控制理論與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)的智能監(jiān)控與遠(yuǎn)程管理。供配電智能監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)與視頻、圖像及智能報(bào)警等信息硬件及其配置工具的聯(lián)動(dòng)，以采集系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)所需的信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行環(huán)境的綜合監(jiān)控。

此外，在技術(shù)應(yīng)用方面應(yīng)不斷探索新技術(shù)的應(yīng)用，以適應(yīng)廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)的發(fā)展需求。例如：采用新型的無功補(bǔ)償技術(shù)，可以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低線損；采用光纖通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高速、遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳輸，提高傳輸質(zhì)量；采用分布式供電技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和故障隔離，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.1.2 提升設(shè)備維護(hù)水平

廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)的維護(hù)管理水平是非常重要的。一方面，可以采取四級(jí)保護(hù)方式提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。一級(jí)保護(hù)主要針對(duì)電源系統(tǒng)的短路、過載等故障進(jìn)行保護(hù)；二級(jí)保護(hù)主要針對(duì)電纜線路的漏電、接地故障進(jìn)行保護(hù)；三級(jí)保護(hù)主要針對(duì)設(shè)備的過熱、過壓、欠壓等故障進(jìn)行保護(hù)；四級(jí)保護(hù)主要針對(duì)設(shè)備的關(guān)鍵部件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，防止因部件故障導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)失效。通過四級(jí)保護(hù)方式，可以確保廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，降低設(shè)備故障率，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。另一方面，對(duì)系統(tǒng)的核心設(shè)備進(jìn)行高端配置是提升設(shè)備維護(hù)水平的關(guān)鍵。核心設(shè)備包括變壓器、開關(guān)柜、電源模塊等，其性能直接影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。在設(shè)備配置更新與升級(jí)過程中，應(yīng)充分考慮設(shè)備的性能、可靠性、安全性以及經(jīng)濟(jì)性等因素，選擇性能優(yōu)越、品質(zhì)可靠的高端配置設(shè)備[4]。這樣不僅能夠提高系統(tǒng)的整體性能，還能夠降低故障率，減少設(shè)備的維修次數(shù)和成本，從而提高設(shè)備維護(hù)水平。

3.2 提高系統(tǒng)能源利用率

3.2.1 采用智能調(diào)度策略

智能調(diào)度策略是指通過智能化手段對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行調(diào)度和管理，以實(shí)現(xiàn)能源的最優(yōu)利用和節(jié)約。在供配電系統(tǒng)中引入智能調(diào)度策略可以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷預(yù)測(cè)和動(dòng)態(tài)分配。通過對(duì)用戶用電負(fù)荷的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，系統(tǒng)可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)用戶的用電需求，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果合理分配電力資源，避免電能的浪費(fèi)。同時(shí)，可以根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況和負(fù)荷變化情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以提高供電效率。除此之外，智能調(diào)度策略可以通過優(yōu)化電力設(shè)備的工作參數(shù)來實(shí)現(xiàn)能源的高效利用[5]。例如，可以根據(jù)電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)荷需求，合理調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，如電壓、電流等，以達(dá)到最佳的能效比。在這些基礎(chǔ)上，智能調(diào)度策略可以通過將各個(gè)供配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集中到能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源消耗的全面監(jiān)測(cè)和分析。通過對(duì)能源數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和處理，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)能源的異常消耗情況，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整與管理，以實(shí)現(xiàn)能源的最大化利用和節(jié)約。

3.2.2 開展能源審計(jì)和優(yōu)化

通過深入了解系統(tǒng)的能源消耗情況，找出問題并采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，可以提高系統(tǒng)的能源利用效率，為廣播電視事業(yè)的發(fā)展提供可靠的電力支持。開展能源審計(jì)是了解系統(tǒng)能源消耗情況的重要手段。通過全面、系統(tǒng)的能源審計(jì)，可以對(duì)廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)的能源使用情況進(jìn)行深入分析，找出能源浪費(fèi)和低效使用的環(huán)節(jié)。例如，通過對(duì)設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，可以發(fā)現(xiàn)哪些設(shè)備存在能耗過高的問題，以及是否存在不合理的使用方式。這些信息可以為后續(xù)的優(yōu)化工作提供依據(jù)。在開展能源審計(jì)的基礎(chǔ)上，針對(duì)存在的問題進(jìn)行具體的優(yōu)化措施。例如：對(duì)于能耗較高的設(shè)備，可以考慮更換高效能的設(shè)備或采用節(jié)能技術(shù)；對(duì)于不合理的使用方式，可以進(jìn)行調(diào)整和管理，確保設(shè)備的合理運(yùn)行與有效利用。

3.3 優(yōu)化供電穩(wěn)定性

3.3.1 改善供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性與供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以通過調(diào)整供電設(shè)備的布置和連接方式來改善。合理的設(shè)備布置能夠減小線路的損耗，降低電壓波動(dòng)，提高供電質(zhì)量。例如，可以將高功率的設(shè)備分散布置，減少電流在輸電線路中的集中流動(dòng)，從而減小線路的損耗。同時(shí)，可以通過合理連接電源和負(fù)載，使得供電系統(tǒng)的負(fù)荷分布更加均衡，減少電網(wǎng)的不平衡現(xiàn)象。此外，供電設(shè)備的監(jiān)測(cè)和預(yù)警必不可少。利用智能電表和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，建立完善的設(shè)備故障報(bào)警和處理機(jī)制，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電能消耗情況和電壓變化趨勢(shì)，及時(shí)調(diào)整供電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以保證供電的穩(wěn)定性。

3.3.2 實(shí)施電能質(zhì)量治理

在廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)的優(yōu)化改造實(shí)踐中，實(shí)施電能治理策略是優(yōu)化供電穩(wěn)定性的重要手段。一方面，實(shí)施電能治理策略可以從源頭減少電力系統(tǒng)中的不穩(wěn)定因素。通過合理規(guī)劃和布局，合理選擇電源點(diǎn)、變電站的位置和容量等，可以最大限度降低電力系統(tǒng)對(duì)外部環(huán)境的影響。例如，合理選擇供電設(shè)備和線路的電壓等級(jí)，避免因過電壓或欠電壓而引起的供電故障。還可以采用分布式能源供應(yīng)模式，將供電負(fù)荷分散到多個(gè)小型電源點(diǎn)，減少供電系統(tǒng)的負(fù)荷集中，降低供電系統(tǒng)的不穩(wěn)定性[6]。另一方面，實(shí)施電能治理策略可以促進(jìn)可再生能源的利用和清潔能源的發(fā)展。通過推廣太陽能、風(fēng)能等可再生能源的發(fā)電技術(shù)，并結(jié)合儲(chǔ)能裝置的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)可再生能源的有效利用和管理。這不僅可以減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，還可以有效緩解能源供需緊張的問題，提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。

4 結(jié) 論

廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)的現(xiàn)存問題可以通過設(shè)備更新升級(jí)、提高能源利用率、優(yōu)化供電質(zhì)量等措施來解決。但是，相關(guān)人員還需要關(guān)注新技術(shù)的應(yīng)用、新能源的利用以及智能控制等方面的研究，以進(jìn)一步提升廣播電視發(fā)射傳輸供配電系統(tǒng)的性能和智能化水平，推動(dòng)廣播電視行業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展。