变压器电力通信技术分析论文

2022-04-14

近日小编精心整理了《变压器电力通信技术分析论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!【摘要】科学技术的飞速发展使电力信息通信技术得到大幅度提高,信息化、数字化、智能化的管理系统成为主流。智能电网时代的到来是不可阻挡的发展趋势,与传统的电力信息通信技术相比较,有着不可取代的优势。智能电网的到来使通信效率得到显著提升,确保了电力网络供电的稳定性与安全性。

变压器电力通信技术分析论文 篇1:

5G通信与泛在电力物联网的融合探讨

摘 要:随着我国经济社会的进步,智能技术得到蓬勃发展,物联网形势下应运而生的5G通信技术在各个行业得到了非常广泛的应用。物联网在电力行业的应用主要表现在泛在电力物联网的建立。泛在物联网将先进的通信网络与电力网高度融合在一起,为能源互联网的建立提供了有力的支持。本文分析了阐释物联网的概念、分析5G通信技术的特点以及5G通信在泛在物联网中的具体应用,研究5G通信为泛在电力物联网提供的主要技术支撑,希望能为电力事业的发展提供帮助。

关键词:能源互联网;泛在物联网;5G通信;信息物理系统

为推动能源互联网建设,在2019年“两会”上,国家电网有限公司将推动“泛在电力物联网”建设作为奋斗目标,并将泛在物联网的定位摆在了能源互联网建设的关键位置。随着我国移动通信技术的飞速发展,5G通信技术有望在2020年正式大规模投入商用,与此同时,5G技术的成熟也进一步加速泛在物联网的建设。

1 泛在电力物联网的概念与特征

本节先对物联网的概念进行简要的阐释,然后在对泛在电力物联网概念及其特点进行分析。

1.1 物联网概念。

物联网是一种依托移动互联技术在全球范围内将有效的信息结合在一起,其最主要的特点就是可以实现物物相连。在计算机网络技术的飞速发展下,物联网技术应运而生并得到飞速发展,在社会经济生活的各个领域得到了广泛的应用,而且随着城市化进程的不断推进,物联网的应用范围会不断扩大。

1.2 泛在电力物联网的概念

对泛在电力物联网概念的把握上,可以从泛在、电力、物联网这三个关键词出发。泛在物联网是物联网在电力行业应用的具体表现,是物联网的一种;而电力网则是物联网技术的承接者,它的应用领域非常广泛,包括电力的输送、能源网络的运营的各个环节,电力装备和家用电器的用电都要依靠电力网来支撑。“泛在”即范围广泛,从概念上与物联网相近,甚至比物联网的范围还要广,“泛在”体现了电力物联网显著的特点,即突破时间和空间的限制,最大限度的保障电力通信的畅通。

与传统的物联网不同,泛在电力物联网将一些电子设备、家用电器通过电力网络与通信网络相结合,实现了两者的互联互通。与此同时,由于电力网本身所具有的特点,它拥有海量的用户,这些用户又会衍生出不同的需求,这就给泛在电力物联网的的拓展提供了契机,如社会网、交易网、业务网、资金网等。

与物联网相同的是泛在电力物联网同样由四个层次构成,分别是以下几个层次。感知层,即通过传感器对电力设备的实物状态进行监测,如智能传感器不仅可以得到每个家庭的电量使用情况,还可以根据所在系统应用的电压状态,对特定区域的空气湿度和温度进行测定;网络层将移动通信网络、互联网、无线局域网连接在一起,在特定的运行规范下,接入各式的传感设备中,因而具有超强的拓展性。平台层,即利用大数据云服务,将各个网络层传输过程中的数据统一收集存储到一个数据库中,期间可以实现部分数据的跨平台、跨部门共享。应用层,是泛在电力物联网建设的重点,旨在为用户、电网工作人员等人的决策制定提供支持,在这一过程中推进电力新兴业务拓展以及商业模式的创新。

1.3 泛在电力物联网的特征

“泛在”即应用领域涉及范围之广,这也是电力物联网最基本的特征,除此之外还有复杂性、开放性、包容性、创新性和开放性等特点。其复杂性主要表现在它连接海量的电力主体,同时负责海量电力信息的收集工作,进行这些工作离不开计算机网络技术与大数据技术的支持,而泛在电力物联网也要在多个维度进行分析;包容性主要体现在泛在电力物联网连接的物种丰富,包含变压器、电线路等与电力系统相关的各种实物;开放性是指泛在电力物联网服务的对象不单单只有电网运营者,还包括参与到这一网络的主体;创新性主要体现在它单单具有及时控制与通信的功能,还可以催生出新的商业模式,打造全新的业务动态。

2 5G通信技术与泛在电力物联网融合的具体体现

5G通信具有高容量、高速率、高可靠性、低时延、低能耗的特点,这些特点与和优势又能很大程度上满足电力系统的需求,5G通信技术与泛在物联网的具体应用主要体现在以下几个方面。

万物互联,目前我国基本实现了电力网的全覆盖,其中5G通信技术的应用为打通电力的最后一公里做了重大贡献。5G通信与泛在电力物联网融合不仅可以实现电力实物的相连还可以将家用电器互联,不但可以实现智能家居还可以将整个楼宇或者小区的电力设备连接在一起及时监控各个环节的电力使用状态,实现物物相连、万物相连。

精准控制,5G通信在电力系统的精准控制主要体现在能及时响应电力系统的需求、精准控制储能、精准把控配电自动化的各个环节并提出解决方案。

海量测定,传统的电力传感器只能保存数据最基本的功能,不能满足大数据时代海量数据收集的需求,而5G通信技术的应用可以实现万物互联,这样电力系统就可以安装更多的传感器来满足对海量数据的分析处理的需求。

宽带通信,5G通信与泛在电力物联网高度融合为电力系统的视频远程控制和电力虚拟现实做出了重大贡献。5G通信可以利用远程监控技术,及时把控电力系统的各个环节,为电力的健康运行状态把关。同时,利用5G通信技术可以在泛在物联网中打造一个电力的虚拟现实系统,为电商平台的工作提供便利。

3 支撑泛在电力物联网的关键技术

5G通信技术为泛在物联网的建设提供了有力的技术支持,主要体现在以下三个方面。5G通信技术在性能增强技术层面给泛在物联网实现物物互联提供了可能;在电网的管理工作中,5G通信的软化开放技术,主要是切片技术可以及时监控电力系统各个环节的运行状态,使电网的管理由被动变为主动,提高管理效率;5G的自治技术相当于给电力系统安装上一个智能大脑,利用虚拟现实技术给用户带来更高的情景体验,同时培育出电力系统的新业态。

4 研究展望

目前,泛在电力物联网的建设正处于起步阶段,而5G通信技术的研究也在逐步开展,两者的高度融合必将推动电力事业向纵深发展,更好地为我国的社会经济建设服务。

5 结束语

2019年是泛在物联网建设的第一年,同时也为未来我国的能源互联网建设指明了方向;预计2020年5G通信技术将在我国实现大规模的商用,5G通信将给未来生活带来翻天覆地的变化,同時将打破传统的“物理-信息-社会”组合,给电力能源系统带来深刻的变革。本文通过阐释物联网的概念、分析5G通信技术的特点,探讨5G通信在泛在电力物联网的关键技术,以及5G通信在泛在物联网中的具体应用,希望能为5G通信技术与泛在电力物联网的融合研究提供帮助。

参考文献:

[1]叶祖丽.推进高质量发展支撑世界一流能源互联网企业建设:公司2018年信息通信工作会议解读[N].国家电网报,2018-02-12(2).

[2]关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见[EB/OL].(2016-02-29).

[3]汪洋,苏斌,赵宏波.电力物联网的理念和发展趋势[J].电信科学,2010(S3):9-14.

作者:蔡伟 田欢 廖力 杨哲文 谢健

变压器电力通信技术分析论文 篇2:

电力通信及其在智能电网中的应用之研究

【摘  要】科学技术的飞速发展使电力信息通信技术得到大幅度提高,信息化、数字化、智能化的管理系统成为主流。智能电网时代的到来是不可阻挡的发展趋势,与传统的电力信息通信技术相比较,有着不可取代的优势。智能电网的到来使通信效率得到显著提升,确保了电力网络供电的稳定性与安全性。就目前情况来看,移动光纤等通信技术已经在我国电网中得到广泛运用,逐步向智能化趋势发展。并且,随着智能电网规模的不断扩大,电力通信技术的提升是当前工作的研究重点,既要满足用户的用电需求又要提高输电质量,确保智能电网的使用安全。

【关键词】电力通信技术;智能电网;应用分析

1 电力通信和智能电网简介

1.1 电力通信

在电力系统运行中,涉及到用电、配电、发电、送电等一系列电力步骤,而电力通信贯穿着整个过程。电力通信的服务也是电力工作的重中之重,无论是输电自动化的控制还是电力商业化的运营都需要服务工作的穿插,但是由于电力发电工作人员需要完成的步骤较复杂,各项工作需要的技术性较高,所以加强工作人员的管理是工作重点。配电网络和电力通信两者相似性较高,受众与硬件设备都基本相同。电力通信技术也逐步增多,不仅仅限于光纤通信、电力智能设备、通信网络等技术,并且技术在以往的基础上得到改善,根据不同的情况发挥不同的作用,优化技术涉及层面,使电力的传输方式多样化,如光纤通信与无线通信等,只有各种通信方式共同运营才可以达到理想的效果。

1.2 智能电网新型信息技术

需要電网控制技术的支撑以及需要做好智能电网的相关管理工作,合理运用相应技术进行辅助,使电力系统可以更好的完成整个过程的运输,向自动化、智能化道路前进,并且保障电力运输过程中的安全,达到理想的经济效益。变电、发电、用电以及送电等环节都是电力系统作为重点研究的对象。就目前的情况来看,智能电网是各电力企业所想要达到的目的,引用各种先进技术,从而使经济效益到达最大化。

2 电力通信在智能电网中的应用分析

2.1变电系统中的具体应用

从智能电网的运行来说,基于配电端的用电需求,能够完成变电工作,强力提高供配电的质量。变电系统运行时,为了能够调整供配电线缆的实际运行,比如当用电量增加而线缆的供配电功率难以满足实际需求,那么采取将其余供电线路接入变压器或者其他设备的方式,提高供配电的功率。若自然环境产生变化,那么发电站的容量以及电压等各类参数也会出现变化,使用的自动控制系统要能够实现对信息的收集以及整理,进而调整电网的实际运行,保证参数的稳定性。基于上述分析,提出的在电网配电侧以及电网线路中布置传感器,以此实现对电网运行参数的有效收集,同时传送给自动控制系统,及时调整电网电力调控。构建的新型能源发电站,利用通信系统,实现发电站各个接入节点给电网运行状态造成的影响,进行相应的分析,运用建模仿真的方式,开展综合分析,编制节点接入方案。以某电网为例,各个接入点对电压稳定性的应用分析结果,如表1所示,电气距离为标准进行分析,获得系统静态电压稳定结果。当电压稳定指标出现变化,控制系统能够优选节点配置方案,借助通信系统,实现对节点开关的有效控制。

2.2无线通信系统的应用

变电站中应用方法。建设的变电站,其为短途通信,采用无线通信技术手段,能够满足实际需求,获得不错的信息传递效果。通过在设备上安装传感器的方式,实现信息的转变,使其成为电信号,经过信号放大和整合,借助无线通信设备实现信号传递,后经过控制系统的分析以及处理,使用相应的通信设备,掌握被控构件的实际情况,开展电力调配。无线通信技术的应用流程为传感器-信号处理设备-信号发送设备-信号接收设备-数据分析系统-被控构件。在智能变电方面应用,基于电力通信,能够实现变电站的自动化功能以及可视化功能。借助电力通信功能,可为电网安全以及稳定运行提供支持,通过大量数据信息的分析,以及全景实时监测以及系统智能化调节等,极大程度上提高了系统运行的稳定性和安全性,助力智能电网的高效运行。

2.3光纤通信系统

作为电力通信技术的重要分支,光纤通信的应用发挥着重要作用。在实际应用中利用传感器,实现对研究信息的有机传入,通过光电转换装置,实现对电信号的有效转变,使其成为光信号,之后将信号传入到光纤网络中,实现信号的传输。需要注意的是,构建光纤通信系统,必须要严格遵循技术规范和标准,组织开展系统建设工作,除了建设硬件设施外,还要做好相应的方式,保证光纤通信技术的高效应用。一般来说,建设光纤线缆防护管道和配套设备的防护系统等,并且在线缆上部布置警示标志。

3电力通信网络应用改善建议

3.1 电力通信网络需要增强网络安全防护

电力通信技术可有效提高智能网络的运行效率,使之更为便捷,高效并且可以达到良好的经济效益。同时它也有弊端,由于电力网络所涉及的范围过广,会大大削弱防网络攻击能力。与此同时,电力通信技术中信道编码技术还不够完善,如果电力通信网络遭到黑客袭击,那么电力通信网络中的数据就会被轻而易举的获取,造成电网瘫痪等一系列恶果。用户用电的稳定性和安全性一直都是供电企业所追求的,无论是输电、发电还是配电等环节都要对相应设备进行安全升级,不断更进载波通信信道编码技术,不仅提升通信技术的稳定性同时提升了对电力通信技术的抗攻击性。

3.2完善电力通信技术故障处理措施

在电力通信系统中数据采集需要极高的准确性,通常使用的运输方式为单次制或单方向。但是这种方式的传送在通信出现故障后会极大影响传输数据的准确性,甚至会造成数据丢失等严重后果。数据的收集不能在需要的时候再进行整理,供电企业必须在平常工作中就做好数据收集备份工作,这样可预防通信系统出现问题不知道如何解决的窘境。对收集的数据要定期进行检查工作,对于线损数据及时改正,合理利用电力通信资源,完善客户反馈机制,从而使智能电网得到更好的改造。

结束语

综上所述,电力通信技术在智能电网中的应用,发挥着积极的作用。从技术的应用实际来说,其在变电和配电以及用电等方面,通过构建完善的电力通信系统,基于数据的采集和整理以及分析,及时掌握电网运行实际情况,采取相应的调整措施,保障了电网安全稳定运行,发挥着积极的作用。

参考文献:

[1]王 宪,王云逸,李云红.分组传送网技术在智能电网电力通信中的应用[J].中国新通信,2018,20(21):57.

[2]阚 涛,潘 登.智能电网时代电力信息通信技术的应用分析[J].中国新通信2017,10(11):27.

(作者单位:国网阳泉供电公司)

作者:宋超越

变压器电力通信技术分析论文 篇3:

5G通信技术在电力物联网中的应用

摘要:随着社会不断的发展,5G通信技术已经延伸到各个领域当中,由于电力物联网是在计算机和互联网的基础之上所形成的较为核心的一种产业,使5G通信技术和电力物联网进行有效的结合并落实到实际的应用过程当中还存在一定的问题,并不能够切实的完善两者的发展。在可持续发展的理念的前提下,将5G通信技术和电力物联网进行有效的结合是一项极大的突破,不仅会给人们带来生活上的便利,而且还能够为人们提供更多的可能性。本文主要研究了5G通信技术在电力物联网中的应用,希望能够为相关的研究人员提供一定的研究方向。

关键词:物联网;电力物联网;5G通信技术;应用

引言

由于未来的发展趋势是十分显著的,在能源互联的发展基础之上,将5G通信技术和电力物联网进行有效的结合,不仅是实现能源互联的重要途径,而且也能够大大的提升电力物联网各个环节之间的协调性,提升自动采集和获取数据的能力,为我国的电力物联网通信技术提供更多的便利。

1 5G通信技术的发展方向

1.1实现万物互联

随着5G通信技术的兴起和运用,许多行业的发展都有了更多的可能性,由于4G通信技术和5G通信技术之间还有一定的距离,4G技术和万物互联之间并不能够很好的融合,而5G通信技术的强大功能,包括大带宽、低延时和便捷组网的特点,能够实现在万物互联当中的基本需求。5G通信技术也能够更好的促进物聯网在未来的进步和发展,使电力物联网扩大其现有的应用范围,使其更好的应用到我国其他的行业和领域当中,使得5G通信技术更好的为实现万物互联提供可能。

1.2促进生产生活云端化

随着5G通信技术的不断发展,不仅仅可以为人们提供生活上的便利,而且还能够促进生产生活的云端化,云技术的应用方面也会得到突破性的进步,极大地影响了人们生产生活的改善,并且在此基础之下随着网络环境的不断优化,云盘会逐渐取代硬盘的存在,使得大众能够不受限制的向云端输送更多的文件。随着移动数据业务遍布人们生产生活的各项需求当中,5G通信技术的发展不仅能够给予人们更多的应用体验,还能够有效的提升当前网络的速度和效率,使得人们在应用网络的过程当中获取更多的服务。另外智能化移动设备还能够给人们进行计算与存储方面的各项资源,从而不断满足人们的需求。

1.3达到智能交互的目的

5G技术在信息处理的过程当中,不仅可以提高运行效率,而且还能够尽可能的满足人们在人工智能和信息共享当中的切实需求。随着5G技术的不断发展,在我国未来的各项领域方面都能够得到充足的展示,针对远程医疗,无人驾驶等新兴产业,5G技术的应用和发展都能够给这些技术提供坚实的基础,达到智能交互的目的。因此许多领域和行业的专业人士都十分关注这一技术的运用和发展。

2 5G通信技术的优势特点

2.1突出的系统功能

5G通信网络性能在自身系统功能的优化之下表现的十分显著,尤其是随着用户以及天线的数量不断增多,不断增加5G通信技术相关设备,其突出的系统功能可以更好地协调用户与天线之间的协调网组,帮助系统整体全面提升原有的运行性能和水平,并且在处理相关的通信业务时,5G通信技术其实际的覆盖范围会不断的扩大,一般情况下会以室内业务为工作的基础条件,然后实现全面覆盖无线网络的根本目的。

2.2频谱运用效率高

在5G通信技术的不断发展过程当中,高频段频谱运用的效率不断提高,但是在我国当前的发展阶段当中,在运用高频段无线电波时,效率并不能够达到技术本应有的水平,对其实际应用的范围产生了一定的限制。随着我国对5G通信技术的研究越来越深入,可以通过应用5G通信技术来有效的提升无线电波的运用,然后再充分结合宽带技术和频谱利用技术等相关的技术,不断的促进5G通信技术在未来的突破和发展。

3 5G通信在电力物联网中的应用方案

3.1 电力系统现状

3.1.1我国电源结构较为复杂并且快速变化转型

我国电源构成包括火电、水电、核电、风电、太阳能发电等,电源结构复杂,我国能源战略初步取得实效,传统化石能源发电装机量占比逐步下降,资本和技术从传统化石能源发电转向非化石能源发电,新能源装机量占比快速上升。未来全国风能、太阳能、生物质能等非化石能源资本倾向、开发力度和速度、装机量和发电量将会快速上升。

3.1.2 我国国家电网五级调度体系

我国地域辽阔,地理结构复杂,经济发展不均衡,导致能源资源和电力负荷也不均衡,为配合我国“西电东送、南北互供、全国联网”电力大工程,国家电网实行五级调度体系,将全国划分为六个大区和孤立省调(新疆和西藏),六个大区分别是东北电网(黑龙江、吉林、辽宁等省份)、华北电网(北京、天津、河北等省份)、华中电网(河南、湖北、湖南等省份)、华东电网(上海、江苏、安徽等省份)、西北电网(陕西、甘肃等省份)、南方电网(广东、广西等省份)。

3.2.3 我国电力系统网络结构

我国电力系统由发电、输电、变电、配电、用电五个环节构成电力的生产、传输和用电系统。需要对输电、变电、配电环节进行自动化改造,同时需要对变电、配电进行智能化改造,如机器人巡检、监测分析、电网保护等,才能进一步优化我国电力系统网络结构,提高其自动化、智能化水平,保障电网安全、高效、节能地运行,降低电力系统维护成本,为我国新能源战略和碳中和工作提供有力保障。

3.3 5G通信在电力物联网中的应用方案

信息技术的“第三次浪潮”,是物联网;它是我国在未来的信息社会国际竞争中的至为关键的技术。在我国“十四五”以及碳中和行动的开局之年,随着国家大力推进碳中和以及新能源战略工作,为更好贯彻落实低碳、绿色、环保新发展理念,围绕新能源战略、碳达峰、碳中和发展目标,我国政府对电力体系提出了更高的要求。聚焦电网体制改革和电力市场建设的思路和目标,结合我国能源资源和电力负荷的不均衡性,配合我国“西电东送、南北互供、全国联网”电力大工程,势必要引入具有高速率、大带宽、低时延、高可靠性和高信息密度的传输能力的5G通信技术,并结合电力网络的物理规律和技术特性要求,促进我国电力网络安全、高速度、高质量发展,助力我国能源物联网快速建设和转型。

3.3.1 5G通信在电力物联网应用的系统架构

本方案将电力物联网系统架构分为五层,从底往上分别是采集监控层、网络传输层、数据平台层、应用层、用户层(调度中心)。系统各层次关系及相关设备如图3.4所示。

(1)采集监控层。采集监控层支持各类采集监控终端和传感器,包括配电开关监控终端(FTU)、配电变压器监测终端(TTU)、数据传输单元DTU、各类工业传感器和电力行业专用终端和网关等,充分采集、检测、控制数据源头侧各项技术指标、设备和环境情况。

(2)网络传输层。网络传输层使用5G通信技术和TCP/IP协议,进行高速率、大带宽、低时延、高可靠性和高信息密度的传输,可以满足各类电力场景的网络需求。

(3)数据平台层。数据平台层采用分布式实时数据库技术,存储处理大容量数据,并通过通信连接管理、设备接入管理及数据分析服务,为应用层快速接入与数字化运维提供数据与通道支撑。

(4)应用层。应用层基于终端采集、视觉检测、远程控制、远程现场等场景,调度和使用数据平台层提供的大量实时数据,及时分析实时数据,结合历史数据,尽早发现可能的问题并及时告警并自动化处理。

(5)用户层。用户层是调度端,我国地域辽阔,能源资源和电力负荷也不均衡,实施“西电东送、南北互供、全国联网”分布式储能。用户层的调度中心在用户层通过计算机、智能手机等设备监测、控制、管理相关终端设备,通过调度端管理平台,可以“削峰填谷”用电曲线,减小用电波动,并且可以合理优化分配资源,及时发现处理问题,降低故障发生率。

3.3.2 5G通信在电力物联网中的应用方案的创新点

本方案通过在电力系统重要节点关键枢纽处部署5G基站,提供并保障5G网络的高速率、大带宽、低时延、高可靠性和高信息密度的传输能力;充分利用电力企业专网的高可靠性、高安全性以及其边缘计算能力,在数据源头侧,即实际需要采集、检测、控制发生的地方,通过众多的传感器、摄像头等智能设备,将连接网络“最后一公里”中各个电力系统设备监测、管理、控制起来,形成真正的基于5G通信技术的电力物联网;并且通过网络和系统的分层设计,将上层应用和底层采集监控联接起来,推进电力物联网向更数字化、信息化、规范化、网络化、自动化、智能化发展,为我国电力行业体制改革助力,赋予电力上下游生态链自我价值延伸的能力;为电网系统发展注入新鲜血液,推动行业格局发生重大变革;积极配合及支持全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作和国家能源安全新战略。

结语

综上所述,将5G通信技术应用到电力物联网中,以改造优化特高压骨干网为重点,以加强配电网自动化、数字化、智能化改造为着力点,是支持国家能源安全新战略和碳达峰碳中和目标的重点工作,不仅仅可以爆发出全新的能量,而且还能够整理各个行业的资源,为各个行业的发展贡献全新的力量。因此,5G通信技术在物联网中的应用是十分广泛的,能够为我国各行各业提供整改基础数据的支持,优化当前数据,处理信息的能力,为我国物联网在未来的发展奠定更加坚实的基础。

参考文献:

[1]邓鹏,陈金鹰,陈俊凤.基于5G的物联网应用研究[J.通信与信息技术.2017 (06)

[2]陈皓颖.5G移动通信技术下的物联网时代[J.中国高新区.2018 (O4)

[3]孙慧.5G时代开启物联网新世界应用分析[J.通讯世界.2017 (09)

[4]王佳慧.基于物联网技术的变电站智能辅助控制系统设計[CD]·华北电力大学,华北电力大学(北京),2013.

作者:周恩沿

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