電子通信工程師淺析能源站點配套通信分析

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　　【摘要】分布式能源系統是資源綜合利用和可再生能源設施，為滿足各類分布式電源接入系統的需求，有針對性的制定配套的接入系統通信技術方案， 有利于電力系統配電通信網的發展和業務支撐能力的提高。文章通過對相關通信技術體制進行分析對比，針對各類不同的分布式能源站點的接入特點提出相應可行的典型接入技術方案。

　　【關鍵詞】分布式能源;通信;接入方案

　　1 分布式能源站點發展現狀

　　自上個世紀90 年代以來，分布式電源發展迅速，世界上許多國家都把分布式電源作為經濟和社會可持續發展的一個重要突破點。美國的分布式發電以天然氣熱電聯供為主，年發電量1600 億千瓦時， 占總發電量的4.1%。2003 年，美國熱電聯產總裝機5600 萬千瓦，2010 年達到9200 萬千瓦。日本的分布式電源主要以熱電聯產為主，約占全國總電力的16.7%，日本的熱電聯產發展得益于該國實施的高折舊和初始低稅貸款政策，諸多優惠的財稅政策刺激了投資動機，促進了日本分布式電源的大力發展。德國分布式電源以光伏發電為主，2013 年2 月底，德國光伏發電裝機3287 萬千瓦，居世界第一位，其中分布式光伏發電系統容量占比近80%。

　　為推動分布式發電應用，促進節能減排和可再生能源發展，國家發改委于2013 年7 月18 日印發《分布式發電管理暫行辦法》，明確對于分布式發電，電網企業應根據其接入方式、電量使用范圍提供高效的并網服務，對入網時如何計價等相關問題做出闡述，并且表示將會給予一定補貼;《辦法》還鼓勵企業、專業化能源服務公司和包括個人在內的各類電力用戶投資建設并經營分布式發電項目，豁免分布式發電項目發電業務許可。

　　2 通信技術體制

　　各類分布式能源站點，根據其調度關系、通信網現狀、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方式。

　　每種通信技術方式各具特點，需要綜合分析的主要技術指標包括：可靠性、實時性、IP 網絡支持、帶寬、QoS、傳輸距離、環境影響、電磁兼容、安全性、組網靈活性、標準、技術成熟度、產品產業鏈、設備成本和運維成本等。

　　經綜合分析比較，可以得出如下結論：

　　(1)SDH 技術體制：SDH 在標準完整性、產品成熟度、產業鏈及性能指標方面具有優勢，由于光纖鋪設成本較高，適用于對價格不敏感，對安全、可靠性有嚴格要求的使用場合或已預埋光纜的場合。

　　(2)EPON 技術體制：相對于SDH 技術而言，EPON 技術在組網靈活性及運維成本等方面具有較為明顯的優勢。EPON 的P2MP 樹狀物理拓撲天然符合接入層的復雜的拓撲方式，靈活的無源分路節點， 隨時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， 可提供豐富的業務接入，簡化網絡層次、便于維護等特點。作為末端接入技術，有著其他接入技術無法比擬的優勢。

　　(3)中壓電力線載波：施工簡單，受電力線運行情況影響，適用于電纜供電系統，適合實時性、并發性要求不敏感的使用場合。

　　(4)無線公網：易于建設，宜用于實時性不敏感、安全性和可靠性要求不高的場合。

　　(5)無線專網：技術成熟度未充分驗證，不宜大規模使用。

　　(6)工業以太網：技術成熟，已經有成熟的商業產品可以滿足惡劣的電力環境應用要求。具有靈活的接入方式、豐富的功能和低能耗等特點。

　　(7)公網運營商：組網方式受公網覆蓋范圍限制，宜用于實時性不敏感、安全性和可靠性要求不高的場合。

　　3 配套通信建設典型方案研究

　　分布式能源站點通信接入應充分利用現有的電力通信網資源，堅持統一規劃、統一標準、統籌資源的原則，結合光纖通信、電力載波、無線通信等通信方式特點，兼顧分布式能源站點通信服務性能和投資效益，合理選擇通信方式，因地制宜的開展分布式能源站點通信系統建設。

　　3.1 35kV 分布式能源

　　以35kV 電壓等級接入配電網的分布式能源站點，優先選用SDH 傳輸技術，建議采用155M 光電一體化設備;在分布式能源站點相對分散且光纜線路難以敷設的的區域，優先選擇電力線載波方案。

　　(1)SDH 傳輸技術

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

　　(2)電力線載波

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

　　3.2 10kV 分布式能源

　　以10kV 電壓等級接入配電網的分布式能源站點，在配電自動化光纖網絡已覆蓋的區域，根據10kV 通信接入網使用的技術選擇EPON 或工業以太網;在配電通信網未覆蓋的區域，具備光纖通道條件時，優先采用光纖SDH 傳輸方式;當不具備光纖通信條件時，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，可采用GPRS、CDMA、3G、4G 無線公網通信方式。當有控制要求時，不宜采用無線公網通信方式;如采用無線公網通信方式且有控制要求時，應按照《信息系統安全等級基本要求》(GB/T 22239)的規定采取可靠的安全隔離和認證措施。采用無線公網的通信方式應滿足《配電自動化建設與改造標準化設計技術規定》(Q/ GDW625-2011)和《電力用戶用電信息采集系統管理規范：通信信道建設管理規范》(Q/GDW 380.2-2009)的相關規定，支持用戶優先級管理。

　　4 結語

　　隨著經濟的快速發展，能源需求不斷增加，傳統化石能源(煤炭、石油)儲量及可開發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、可再生能源的開發利用成為當務之急。

　　為滿足各類分布式電源接入系統的需求，有針對性的制定配套的接入系統通信技術方案，有利于電力系統配電通信網的發展和業務支撐能力的提高。

　　【參考文獻】

　　[1] 費文. 國內外分布式能源發展概況，供熱制冷，2012(06)：4 ～ 9.

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

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