网络技术用于电力系统控制与通信的设想

电力18讯：    文　摘　电力网络覆盖面广，传输距离长，利用电力网络实现通信、管理和控制具有很大的发展优势。为此，介绍网络技术和IP技术的发展及特点，并结合电力系统自身的优越条件，简述对电力系统通信、管理和控制各方面的发展所作出的设想和展望。

关键词　网络技术　电力网　通信　管理　控制


　　随着现代数字化通信技术和网络技术的发展，人们正在考虑能否充分发挥电力网络覆盖面广的优势，利用输配电线路进行网络数据的交换、公用通信信号的传输，同时利用网络通信技术实现电力网络内部的控制、操作和管理等功能。以下是作者的一些设想。

1　利用公用电力线路传输Internet数据

　　目前Internet信息数据的传输途径主要是电话线路、同轴电缆、卫星等。由于电话网络的普及，Internet的电话接入方式是目前使用、研究最广的领域，其技术的发展比较成熟，设备的业务价格也比较合理，它的缺点是数据的传输速率会受线路质量的影响。同时当前是国内电信业飞速发展的时期，电话业务市场的巨大需求和电信网络、电信设备发展、更新的相对滞后这一矛盾，构成了中国电话业务的瓶颈现象，影响了Internet的发展，不能完全保证为用户提供快速、可靠的网络服务。
　　同轴电缆是一个巨大的潜在的高速Internet接入市场，但到目前为止，现有的有线电缆主要是住宅用户，且由于价格的相对昂贵及使用面的狭小，使同轴电缆作为Internet信息的传输手段受到一定的限制。
　　现在的卫星连接最适合单向的广播传输而不是双向通信，并且操作费用非常高，比较适合地理位置不方便的用户或不需考虑费用因素的用户。
　　公共电力网络由于其覆盖地域的广大及深入每家每户的特点，成为传输网络信息的有希望的载体。据报道，一家以色列公司和美国公司正在联合开发新的网络传输系统，以借助公共电力线路传递Internet数据；加拿大北方电讯公司的欧洲研究中心也已开发成功沿普通电线的信息传输技术。新开发的电力线路数据传输系统，可将用户终端通过电信网络的信息接收速度从50 kB／s提高到1.5 MB／s，而且在不远的将来，电力信息网络的传输速度将有望达到10 MB。这一新系统的开发，对用户而言，将大大提高信息查阅的速度和使用的可靠性，电信公司也不必增加新的线路，避免网络建设方面的重复建设和大量的资金投入。

2　电力通信、控制IP网络的构造概述

　　目前电力系统通信的主要趋势有：光纤通信、SDH网络、电力系统数字载波、ISDN网及移动通信等，但基于IP技术的电力通信网络将会成为一个值得关注的发展方向。IP网可以依托光缆路由器及新的网络平台，具有很大的带宽，不存在以往的静态、动态以太网或更高级的ATM网络的信息阻塞现象。
2.1　TCP／IP简介
　　TCP／IP(传输控制协议／互联网+协议)是实现网络内部以及网络之间通信的协议，问世近 20 年来已经成为计算机、通信和有线电视行业所共同接受的全球通用通信标准，随着Internet的普及，IP技术也受到越来越多人的重视。
2.2　IP地址
　　Internet协议地址(IP地址)对某个站点来说是一个逻辑地址，它独立于任何特定的网络硬件和网络配置，不管网络的类型如何，都有相同的格式。IP地址是一个 4 字节的数字，既标明网络又标明网络的主机或节点(计算机或其它设备)。每一个使用TCP／IP协议的节点，将目的IP地址转换成实际硬件的物理地址，用以在网络上发送分组数据。由于IP地址是独立于任何特定网络类型的，利用它就可以实现将数据包从一种类型的网络发送到另一种类型的网络。
2.3　电力系统IP网络的构造设想
　　基于IP网络技术，可以设想构造一个电力系统Intranet网络。以某电网为例，整个电网可以分为若干个地区供电局局域网，各节点及重要开关设备和测量表计均有相应的内部IP地址，遥测、遥信等传统的数据获取及传输方式完全可以遵循计算机网络信息的传递方式，这样可以保证数据测量、传输的准确、实时和可靠。图 1 给出了依托广泛覆盖的 220 kV电力网的省一级Intranet网(主干线路全部为光缆)，图 2 为某地区级电力网络的IP网构造。

图 1　某省级电力网络的IP网构造

图 2　某地区级电力网络的IP网构造

　　电力宽带IP网是调度自动化的需要，更是现有可行的数字网络技术发展的结果，除满足电力系统自身的需要外，还可对社会实现用户的信息接入服务。

3　IP技术与配电自动化

　　随着配电网自动化系统的广泛开发和使用，人们所熟悉的电力抢修车在街上出现的次数将会越来越少，甚至消失。由于配电馈线直接延伸至每个用户的每个用电器，用配电线来传输自动化信号是最理想的方式，具有其它通信方式无法比拟的优势。配电自动化技术的核心是通信，基于IP技术的配网自动化将能够很好地实现对远方的电气装置进行遥控、遥信和遥测，以实现对配电网变压器及重要节点的在线监测，对大量的远动装置进行实时远方监控，并能对配电网络故障、接地区段进行识别与隔离，以保证供电的可靠性，同时在通信管理方面还可以实现自动漫游、自动登录、远方复位和远方整定参数等功能。

4　其它服务、控制措施的实现

　　一旦广域、宽带的、基于IP技术的电力通信网络构造成功，除了实现电力系统内部正常的快速、可靠的信息获取和传输以外，还可以解决一些长期困扰供电部门的问题，如“抄表到户”问题。如果每户的电表均有相应的IP地址，外加必要的具有数据采集、传输和存储等功能的装置，则上级服务器就可定时查询用户的信息，用户亦可将信息反馈给电力部门及银行等的服务器，从而实现“抄表到户但不入户”的目标，实现电表数据的智能化采集。

5　结论

　　以上所述只是将网络技术和IP技术应用于电力网络的调度、控制和管理等方面的一些设想。在实现过程中，由于数字通信技术发展不成熟，数据信息在电力网络信号传输中存在的难点(如配电网络中大量存在的变压器、电抗器、电容器等设备对通讯信号传输的影响)以及网络硬件、软件的设计、开发等诸多方面的问题，将阻碍基于IP技术的电力通信网络的实现，但随着国内外信息网络技术的发展，IP技术在电力系统的应用将会有很好的前景。