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互联的世界正在开启智能生活

—— 用ICT应对智能电网部署中的挑战

导读: 目前,我们正在从互联网走向物联网,到2020年,通信网络将容纳超过500亿的连接,而双向互动是这些连接的最大特点。

  我们正步入网络社会

  在现代通信的历史上,我们花了100多年,利用固定电话连接起10亿个地点;仅仅用了25年,我们又将50亿人通过移动通信连接起来;目前,我们正在从互联网走向物联网,到2020年,通信网络将容纳超过500亿的连接,而双向互动是这些连接的最大特点。

  有哪些“物”将连接起来?500亿连接之后,下一步又是什么呢?

  我国正在推进一系列的工业化和信息化项目,如解决城市交通困境的智能交通项目,推进节能减排的智能电网项目,智能电视和三网融合项目,以及数字医疗,远程教育,电子商务,智能家电,智慧矿山,数字油田,智能农业,公共安全和预警监控等物联网项目。此外,还有综合众多因素的智慧城市项目。

  “网络社会”将是未来世界发展的愿景,一切能从互联中受益的事物,都将连接起来。其含义超越了500亿设备连接的本身,更侧重于这些连接带来的效益:使个人生活更便利,使企业运营更高效。我们以智能电网为例,讨论信息与通信技术(ICT)如何应对挑战并促其发展。

  智能电网发展面临的挑战

  中国的智能电网又称坚强智能电网(StrongSmartGrid),是以坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,以智能控制为手段,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合,是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。

  从技术角度来解读,智能电网是将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。由此可见,智能电网并非把所谓智能的功能简单叠加在现有的电网上,它需要各类信息与通信技术(ICT)与物理电网有机地集合在一起。

  那么,如何把电网运行管理的实际需求与信息通信系统的话务参数(如吞吐量、延迟等)相对应呢?这将是智能电网部署中所面临的最大挑战。

  电网监测和控制

  SCADA(数据采集与监测控制)系统在电网中已经应用了几十年,但仅限于输电网和变电站的范畴。智能电网的状态监控范围将扩大到配电网,包括变压器、开闭站、故障检测器、柱上开关等设备,使电网更坚强可靠。

  当监测到电网发生故障时,必须迅速查明原因,才能准确、快速修复或隔离电网,避免引发更严重的后果。这就是FDIR(FaultDetection,IsolationandRecovery-故障检测、隔离和恢复)。它的通信需求模型是:话务流量相对较小,信息采集和反馈的次数十分频繁,指令发布和响应处理必须迅速,优先级别较高。根据集中或本地监控,集中或本地恢复需求的不同,FDIR相应的通信需求模型也略有不同。

  有了更完善的电网监控措施,防患于未然能大大降低电网故障率。即使故障发生,也能控制其对电网的影响。另一方面,电力设备不必一直满负荷运行,能适时调整工作状态,从而延长使用寿命,降低维护成本。

  先进计量架构

  先进计量架构(AMI)由智能电表、计量通信架构(MCI)和仪表数据管理系统(MDMS)等组成,是智能电网的关键组成部分。其中的智能电表希望通过分时电价、实时电价等功能改变用户用电行为模式,尽量选择电网低峰时间用电。这样既能降低电网供电压力,还能减少用户电费。

  智能读表的频率比手工抄表要频繁得多,甚至能达到一天数次。即便如此,抄表话务量还是非常小的,当然大量集中抄表的话务量不可小觑。另外,看起来单个读表信息的优先级可能很低,考虑到这些数据是计费依据,它的完整性和准确性就变得至关重要了。

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