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新闻提要打造可靠高效运行的电网“神经系统”——基于F5G的电力通信网创新践

已有 6 次阅读  2024-05-02 22:30

近年来,随着新型电力建设的不断深入,电力通信已成为与电力体同生共存的第二张。如果将电力比作电力的“血液”,电力通信就是支撑电力可靠高效运行的“神经”――其已成为电调度自动化、络运营市场化和管理现代化的基础,是确保电安全、稳定、经济运行的重要手段,是电力的核心基础设施。三相继电保护测试仪的相关资讯可以到我们网站了解一下,从专业角度出发为您解答相关问题,给您优质的服务!https://www.whqxdl.com/

一、新型电力建设呼唤电力通信升级

在“双碳”背景下,新能源飞速发展,如何确保电力安全稳定运行、新能源高比例消纳、提升运营效率、比较大程度提升客户及员工的体验,电力面临巨大挑战。相比传统电力,新型电力突出表现在个方面的变化。

从电力供给看,由传统以煤电、水电为主的大电厂集中式供应,逐步加入了风电、光电等可再生绿色能源的多样化供应主体。电力接入方式更加开放、灵活。

从电结构看,由发输变配用单向逐级的链型络,向以主干电为核心,微电、聚合商、储能等多种电主体并存的状转变。传统的发电侧、供电侧和负荷侧的角色将动态变化。

从运行特征看,由源随荷动的时平衡控制模式,向源荷储一体化控制模式转变。调度控制需获取大量时数据进行精准预判,才能现电运行动态平衡,提升电运行效能。

随着电力体制改革深化,电安全、质运行的要求进一步提高,应用新的通信架构、应用模式和通信技术为新型电力服务,显得尤为迫切。

在电数字化、智能化转型中,传统意义上的电末端将转身成为数据源端,成为际控制电运行的出发点和落脚点。因此,通信接入需深度感知电态势,从业务支撑转变为核心业务,将沿着泛在联接、超大带宽、超高可靠、超低时延四个方向持续演进。

对比已经建成的以光纤通信为主要方式的“纵四横”电力通信骨干,通信接入的建设还任重而道远。

两年来,我们就如何充分发挥光纤、5G、卫星等多种通信技术的势,满足不同场景下电力终端接入需求,作为突破口,展开了重点研究与探索。

二、试点横向整合和与纵向打通

F5G作为新一代固定络技术,具有超大带宽、全光接入和确定性体验大特征,精确匹配新型电力建设对电力通信接入的需求。

我们与华为组成联合创新小组,基于F5G技术在络架构化、配电自动化和用电信息采集个重要场景践出一套可行的方案,并且取得了阶段性成果。

以往,电力通信架构为倒角形,电压等级越低带宽越小。但是随着新型电力建设的深化,越来越多的智慧物联终端接入到电力。海量的终端必将产生海量的数据。目前,地市汇聚层络带宽以155622M为主,已经成为发展的瓶颈。

联合创新小组基于F5G技术,研发H-OTN新型通信设备,在地市汇聚层试点横向整合和纵向打通。

横向整合是指,H-OTN集成了SDH、OLT和OTN种设备的能力,可同时作为配的汇聚节点、地市SDH络的备份以及主干OTN络的延伸。相比以往采用设备堆叠的方式,可节省50%以上的机柜占用空间;H-OTN比较大支持100G带宽,并且数据完全在设备内部处理,安全性和传输效率也得到大幅提升。

纵向打通是指,H-OTN作为连接骨干和接入的桥梁,现两张络的缝衔接。传统方式下,视频流等业务数据在两张络之间传输时,需要经过多次数据转换,时性差,也存在安全风险。H-OTN支持OSU硬管道穿通技术,可直接一跳送达需求方。

联合创新小组在国太原供电的个变电站展开了试点工作。现在,变电站内20多个摄像机的带宽由512K提升到10M,已经可以满足高清视频传输需要。

配电自动化的目标是现配电的可观、可测、可调、可控。通过部署在配的智能传感器、智能开关等电力终端设备,联合创新小组可以时掌控配电络的状态,首时间发现故障并以比较的速度解决,把影响降至比较低。

如何现这些电力终端设备安全可靠的信息传输,是一大难题。

传统的通信方式有线传输、电力载波、光纤通信种方式。线传输的安全性得不到保障;电力载波易受干扰,信号稳定性较差;光纤通信是安全性、稳定性比较好的通信方式,但受限于光纤资源。

为了充分利用现有的光纤资源覆盖尽可能多的配节点,我们创新的提出F5G电力接入的解决方案。

相比传统的光纤络,该解决方案具有两大创新点。

首是多合一。OSU硬管道技术为不同类型的业务分配独占的时隙,现了不同业务之间的物理隔离,使“遥”、风控、营销等业务可以通过一根光纤传输。

第二是安全可靠。由于采用了损工业光技术,仅用两根光纤就可以现业务1+1保护。

经过近两年的努力,我们部署了1400多个光终端,配点的通信成功率达100%。今年上半年,户均停电时间相比去年同期降低了279%。

精准负荷控制是现源荷储一体化的重要手段。前提是可获取时、准确的用电信息。

传统电表数据的传输主要采用线公的方式。但是电表通常安装在电井和地下室内,线信号受建筑物遮挡,很不稳定,采集成功率不高。

联合创新小组进行了国内首次光纤到表的互通尝试。通过与电信运营商共建共享的合作模式,光纤从配电室延伸到电表,现了电力计量数据的高效、可靠传输。

这项光纤到表的试点工作覆盖了8个台区的2600块电表。一年以来,所有的数据采集、传输没有发生一次失败,采集成功率达100%。

、打开物理世界与数字空间时交互的“新通道”

联合创新小组将合作的创新和践成果进行了总结提炼,形成《F5G电力全光架构与技术白皮书》,贡献给业界同行。白皮书中,提出了基于F5G技术的电力通信目标架构,详述了在新型电力建设背景下通信络的原则和关键技术。

F5G电力全光架构融合的SDH、OTN、OSU多种技术,可以灵活承载各种业务,满足从2M~100G任意速率的业务接入的传输需求。未来,随着通信技术的不断成熟,接入络将集通信、感知、计算能力于一身,通过亚毫秒级时延、厘米级定位、毫米级成像、光纤精密感知等关键技术,现“通信感知融合”,打开物理世界与数字空间时交互的“新通道”。

我们将秉持开放合作、创新进取的精神,与华为及业界同仁一起,为新型电力构建安全可靠、技术领先、面向未来的下一代电力通信。(本文作者:电机工程学会电力通信专委会、国山西省电力数字化工作部主任马万里)

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