電子通信工程師淺析能源站點(diǎn)配套通信分析

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　　【摘要】分布式能源系統(tǒng)是資源綜合利用和可再生能源設(shè)施，為滿足各類分布式電源接入系統(tǒng)的需求，有針對(duì)性的制定配套的接入系統(tǒng)通信技術(shù)方案， 有利于電力系統(tǒng)配電通信網(wǎng)的發(fā)展和業(yè)務(wù)支撐能力的提高。文章通過對(duì)相關(guān)通信技術(shù)體制進(jìn)行分析對(duì)比，針對(duì)各類不同的分布式能源站點(diǎn)的接入特點(diǎn)提出相應(yīng)可行的典型接入技術(shù)方案。

　　【關(guān)鍵詞】分布式能源;通信;接入方案

　　1 分布式能源站點(diǎn)發(fā)展現(xiàn)狀

　　自上個(gè)世紀(jì)90 年代以來，分布式電源發(fā)展迅速，世界上許多國家都把分布式電源作為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要突破點(diǎn)。美國的分布式發(fā)電以天然氣熱電聯(lián)供為主，年發(fā)電量1600 億千瓦時(shí)， 占總發(fā)電量的4.1%。2003 年，美國熱電聯(lián)產(chǎn)總裝機(jī)5600 萬千瓦，2010 年達(dá)到9200 萬千瓦。日本的分布式電源主要以熱電聯(lián)產(chǎn)為主，約占全國總電力的16.7%，日本的熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展得益于該國實(shí)施的高折舊和初始低稅貸款政策，諸多優(yōu)惠的財(cái)稅政策刺激了投資動(dòng)機(jī)，促進(jìn)了日本分布式電源的大力發(fā)展。德國分布式電源以光伏發(fā)電為主，2013 年2 月底，德國光伏發(fā)電裝機(jī)3287 萬千瓦，居世界第一位，其中分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)容量占比近80%。

　　為推動(dòng)分布式發(fā)電應(yīng)用，促進(jìn)節(jié)能減排和可再生能源發(fā)展，國家發(fā)改委于2013 年7 月18 日印發(fā)《分布式發(fā)電管理暫行辦法》，明確對(duì)于分布式發(fā)電，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)根據(jù)其接入方式、電量使用范圍提供高效的并網(wǎng)服務(wù)，對(duì)入網(wǎng)時(shí)如何計(jì)價(jià)等相關(guān)問題做出闡述，并且表示將會(huì)給予一定補(bǔ)貼;《辦法》還鼓勵(lì)企業(yè)、專業(yè)化能源服務(wù)公司和包括個(gè)人在內(nèi)的各類電力用戶投資建設(shè)并經(jīng)營分布式發(fā)電項(xiàng)目，豁免分布式發(fā)電項(xiàng)目發(fā)電業(yè)務(wù)許可。

　　2 通信技術(shù)體制

　　各類分布式能源站點(diǎn)，根據(jù)其調(diào)度關(guān)系、通信網(wǎng)現(xiàn)狀、安全性和可靠性要求、投資大小等因素，可選擇光纖、電力線載波、無線等多種通信技術(shù)方式。

　　每種通信技術(shù)方式各具特點(diǎn)，需要綜合分析的主要技術(shù)指標(biāo)包括：可靠性、實(shí)時(shí)性、IP 網(wǎng)絡(luò)支持、帶寬、QoS、傳輸距離、環(huán)境影響、電磁兼容、安全性、組網(wǎng)靈活性、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)成熟度、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈、設(shè)備成本和運(yùn)維成本等。

　　經(jīng)綜合分析比較，可以得出如下結(jié)論：

　　(1)SDH 技術(shù)體制：SDH 在標(biāo)準(zhǔn)完整性、產(chǎn)品成熟度、產(chǎn)業(yè)鏈及性能指標(biāo)方面具有優(yōu)勢(shì)，由于光纖鋪設(shè)成本較高，適用于對(duì)價(jià)格不敏感，對(duì)安全、可靠性有嚴(yán)格要求的使用場(chǎng)合或已預(yù)埋光纜的場(chǎng)合。

　　(2)EPON 技術(shù)體制：相對(duì)于SDH 技術(shù)而言，EPON 技術(shù)在組網(wǎng)靈活性及運(yùn)維成本等方面具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。EPON 的P2MP 樹狀物理拓?fù)涮烊环辖尤雽拥膹?fù)雜的拓?fù)浞绞剑`活的無源分路節(jié)點(diǎn)， 隨時(shí)就近從已有光鏈路的光分路器上接入新的用戶。EPON 具有高速雙向帶寬， 可提供豐富的業(yè)務(wù)接入，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)層次、便于維護(hù)等特點(diǎn)。作為末端接入技術(shù)，有著其他接入技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢(shì)。

　　(3)中壓電力線載波：施工簡(jiǎn)單，受電力線運(yùn)行情況影響，適用于電纜供電系統(tǒng)，適合實(shí)時(shí)性、并發(fā)性要求不敏感的使用場(chǎng)合。

　　(4)無線公網(wǎng)：易于建設(shè)，宜用于實(shí)時(shí)性不敏感、安全性和可靠性要求不高的場(chǎng)合。

　　(5)無線專網(wǎng)：技術(shù)成熟度未充分驗(yàn)證，不宜大規(guī)模使用。

　　(6)工業(yè)以太網(wǎng)：技術(shù)成熟，已經(jīng)有成熟的商業(yè)產(chǎn)品可以滿足惡劣的電力環(huán)境應(yīng)用要求。具有靈活的接入方式、豐富的功能和低能耗等特點(diǎn)。

　　(7)公網(wǎng)運(yùn)營商：組網(wǎng)方式受公網(wǎng)覆蓋范圍限制，宜用于實(shí)時(shí)性不敏感、安全性和可靠性要求不高的場(chǎng)合。

　　3 配套通信建設(shè)典型方案研究

　　分布式能源站點(diǎn)通信接入應(yīng)充分利用現(xiàn)有的電力通信網(wǎng)資源，堅(jiān)持統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)籌資源的原則，結(jié)合光纖通信、電力載波、無線通信等通信方式特點(diǎn)，兼顧分布式能源站點(diǎn)通信服務(wù)性能和投資效益，合理選擇通信方式，因地制宜的開展分布式能源站點(diǎn)通信系統(tǒng)建設(shè)。

　　3.1 35kV 分布式能源

　　以35kV 電壓等級(jí)接入配電網(wǎng)的分布式能源站點(diǎn)，優(yōu)先選用SDH 傳輸技術(shù)，建議采用155M 光電一體化設(shè)備;在分布式能源站點(diǎn)相對(duì)分散且光纜線路難以敷設(shè)的的區(qū)域，優(yōu)先選擇電力線載波方案。

　　(1)SDH 傳輸技術(shù)

　　該方案的配套通信建設(shè)示意如圖1， 分布式能源站點(diǎn)以155M SDH 鏈路方式接入電力光傳輸網(wǎng)。

　　(2)電力線載波

　　對(duì)于光纜敷設(shè)難度大，且線路長(zhǎng)度在載波通信允許范圍內(nèi)的分布式能源站點(diǎn)， 可考慮采用電力線載波方式覆蓋，安全性好，但通信質(zhì)量受線路長(zhǎng)度影響，一般不宜超過15 公里。

　　3.2 10kV 分布式能源

　　以10kV 電壓等級(jí)接入配電網(wǎng)的分布式能源站點(diǎn)，在配電自動(dòng)化光纖網(wǎng)絡(luò)已覆蓋的區(qū)域，根據(jù)10kV 通信接入網(wǎng)使用的技術(shù)選擇EPON 或工業(yè)以太網(wǎng);在配電通信網(wǎng)未覆蓋的區(qū)域，具備光纖通道條件時(shí)，優(yōu)先采用光纖SDH 傳輸方式;當(dāng)不具備光纖通信條件時(shí)，可采用電力線載波方式。

　　3.3 0.4kV 分布式能源

　　以380/220V 低壓接入的分布式能源站點(diǎn)，可采用GPRS、CDMA、3G、4G 無線公網(wǎng)通信方式。當(dāng)有控制要求時(shí)，不宜采用無線公網(wǎng)通信方式;如采用無線公網(wǎng)通信方式且有控制要求時(shí)，應(yīng)按照《信息系統(tǒng)安全等級(jí)基本要求》(GB/T 22239)的規(guī)定采取可靠的安全隔離和認(rèn)證措施。采用無線公網(wǎng)的通信方式應(yīng)滿足《配電自動(dòng)化建設(shè)與改造標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(Q/ GDW625-2011)和《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)管理規(guī)范：通信信道建設(shè)管理規(guī)范》(Q/GDW 380.2-2009)的相關(guān)規(guī)定，支持用戶優(yōu)先級(jí)管理。

　　4 結(jié)語

　　隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求不斷增加，傳統(tǒng)化石能源(煤炭、石油)儲(chǔ)量及可開發(fā)利用的水電資源逐漸減少。各類資源的充分、合理利用，以及新能源、可再生能源的開發(fā)利用成為當(dāng)務(wù)之急。

　　為滿足各類分布式電源接入系統(tǒng)的需求，有針對(duì)性的制定配套的接入系統(tǒng)通信技術(shù)方案，有利于電力系統(tǒng)配電通信網(wǎng)的發(fā)展和業(yè)務(wù)支撐能力的提高。

　　【參考文獻(xiàn)】

　　[1] 費(fèi)文. 國內(nèi)外分布式能源發(fā)展概況，供熱制冷，2012(06)：4 ～ 9.

　　[2] 馬悅，董舟. 分布式能源系統(tǒng)的研究及配置方案分析. 節(jié)能， 2011.4(1) ：15 ～ 19圖1 分布式能源站點(diǎn)接入系統(tǒng)通信方案(SDH)

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