登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
尽人皆知,中国的智能电网则体现特高压、超长距、清洁能源并网、配电自动化、用户双向互动等。毫无疑问,要建设经济、高效、可靠的智能电网,离不开现代先进的通信技术,比如内蒙、西北的风电,青海西藏的太阳能以及其他的西电东送,均离不开全国性的调度通信网的实时监控与调度,以减少并网波动。
随着中国经济的快速发展,电力需求不断提升,西电东送,新的超高压线路和变电站不断涌现,风电和光电等清洁能源的并网,这对网络的扩展性提出了很高要求,要求通信设备具备大容量和灵活配置能力。智能电网能够实现双向互动。在用电侧,用电设备的智能联网是智能电网的核心内容之一。
目前,电力系统的数据通信网络主要包括电力调度数据网和电力综合数据网。未来的电力通信网将在这两张网的基础上进一步扩展,建立起智能电网广泛互联的坚强通信网架构。
全球正在开展大量活动来升级电网,使电力能以更有效、更可靠、更环保也更经济的方式传输。其中包括升级电网发电、输配电和计量部分所用的各种设备和技术。这些升级活动的一个重要方面是在各种监控和计量设备中加入通信能力。目前有多种无线和有线通信技术在世界各地进行评估和部署。RF通信已成为许多地区和应用的首选技术,但也面临着自己的挑战。
在电网中加入通信能力的一般原则是在网络中的发电点、输配电点和用电点之间提供双向通信。为使电网更高效地运作,这种通信链路是至关重要的工具。然而,RF技术最初采用时并不是出于此目的,其初衷是让电表、水表和煤气表的抄表工作自动化,从而不需要通过人工来记录消费数据。
这种自动抄表(AMR)系统旨在支持从电力公司到消费者的单向电力流。AMR系统还向电力公司提供单向信息流用以计费,并在一定的时间内传输用电信息。数据速率很低,传输的总数据量也很少,每月通常不到1kb。目前大约有1.5亿只在用的电表、水表和煤气表具有通信能力,其中大部分具有这种低数据速率、单向通信能力。
在多种力量的共同推动下,一种与上世纪所开发的电网截然不同的新型电网已浮出水面。随着全球电力需求迅速增长,以及人们减少对化石燃料依赖的强烈愿望,新一代能源将越来越多地来自可再生能源,如风能和太阳能等。美国能源部预测,未来25年全球电力消耗增长将超过80%,可再生能源将成为第二大发电来源。
与传统的化石燃料发电厂相比,风能和太阳能发电更加难以预测,因而其管理系统也更加复杂。此外,来自电动汽车的电力需求预计会大幅提高,这会导致需求量不均衡。最后,为了减慢电力需求的增长速度,企业和家庭用户需要通过新的方式来管理用电。
因此,我们需要一种拥有更高层次测量、通信、控制和保护功能的“智能电网”。“智能电网”的功能远不止是抄表,它还可以运用双向信息流让通信变得更加频繁。在智能电网的支持下,许多功能将得以实现,包括:平衡集中式发电厂的发电量;优化电力配送;改善电力质量监控和停电响应;支持对最终用户的负荷量进行控制;实现按天计费制;兼容多种能源,包括再生能源;支持远程连接/断开;向消费者实时反馈其需求曲线。
一旦这种通信方式部署到位,电力公司和消费者就可以合作降低耗电量,提高电网的效率和可靠性,支持电动汽车和再生能源的更广泛使用。
驱动智能电网发展的要求和挑战
智能电网计划已经启动,并且设定了一系列宏大目标。许多情况下,为了实现这些目标,在我们尚未充分了解相关问题及其解决方案之前,需要构建一个基础设施来解决现有的问题并迎接将来的挑战。“美国能源独立和安全法案(2007)”针对智能电网列出了10多个关键政策目标,其中既有笼统性的目标,例如“利用数字技术提高电网的可靠性、安全性和效率”,也有更为具体的目标,例如“采用自动化计量、电网运作和状态管理以及分布式电网管理”。根据这些目标,期望中的电网应能整合分布式可再生资源,落实需求响应资源,支持电力储存,支持插电式电动汽车,集成“智能”电器和其它设备以向消费者提供及时用电信息并允许其加以控制。
除了这些挑战以外,并存的风险要求我们制定网络安全和互通标准。这些标准将使得电力公司初期部署的网络基础设施有能力兼容将来由许多公司开发的数以百万计的互连设备。但这数以百万计能够轻松互连的节点,其中一些还能关闭或接通家庭和变电站的电源,或者向电网增加难以控的负荷,无疑会令人们担忧心怀不轨者可能通过恶意攻击而使严重依赖电力的国家瘫痪。除了这种广泛的风险之外,还存在对个人隐私的担忧。有人认为,对能源使用情况的持续跟踪是在人们的家庭和生活中打开的又一扇不受欢迎的数字窗户。
所有这些目标和风险加在一起,代表了一个复杂的闭环系统问题。如果只比较智能电网与互联网或蜂窝网络各自所需的数据速率,现有通信技术似乎绰绰有余,但真正的挑战在于寿命、可靠性成本和未来需求之间的平衡。智能电网对于电力公司和政府来说将是一笔巨大的投资(Pike’sResearch估计到2015年全球累计支出将达到2000亿美元),而且电力公司对设备的投资还会持续20年甚至更长的时间。这些通信系统要求能够适应未来的发展,设计留有足够的余量,应考虑到10年后可能出现的问题。电力公司和设备供应商需要不断比较和权衡当前的实施成本与未来相对模糊的需求。
智能电网通信:多个互连网络
由于智能电网将不同发电形式之间的双向通信扩展到电力消费者,因此它会涉及到多个具有不同控制、测量、数据记录、保护和优化程度的系统。主要的系统可以分为以下组别:1)输配电现场和广域网络;2)连接到数据采集器或网络接入点的智能表计;3)连接到家用电器或充电站的智能表计(见图2)。
以智能计量为中心的通信系统吸引了最多的目光,成为不同技术的必争之地。美国的潜在表计更换量超过1.4亿只,全球超过10亿只,因此智能表计代表了智能电网通信系统中的绝大部分节点,大部分成本都集中于此。
世界各地不同程度地采用了两种主要的竞争技术:RF和电力线载波(PLC)。北美市场以RF解决方案为主。由于免执照高功率ISM频段中存在可用的频谱,并且每个变压器对应的表计相对较少,因此一般来说,RF解决方案在北美市场能以较低的成本进行部署。
智能计量RF通信技术使用现状
进一步分析目前用来连接表计与电力公司的RF系统,我们会发现另一层次的竞争技术:网格系统和星型系统。这两种系统试图通过不同方式应对智能计量的RF挑战。
将数百万只表计连接到电力公司是一个巨大的挑战。仅就美国而言,连接现有表计意味着需要创建超过1亿个预定位置的RF链路。其中许多位置处在对RF通信不利的环境中,例如地下室和混凝土墙后面。还有许多位置是在RF干扰源众多且不断变化的城市区域。
网格系统通过相邻表计为单只表计创建多条连接到一个中心采集器的较短路径,中心表计充当电力公司广域网的网关。目前有多家供应商提供网格系统,其数据速率通常为100-150kbps,采用FSK或扩频调制方案,一般工作在以915MHz为中心的ISM频段,信道带宽为50-200kHz。
星型系统主要使用特许执照频段中的窄带信号来连接相距较远但数量较少的中心采集器。中心采集器所需的数量较少,位于山顶或高楼楼顶等视线清晰的位置,但其发射功率较高。星型系统通常采用FSK调制,其数据速率低于带宽较宽的网格系统。除了所需中心采集器的数量较少外,星型系统的拥护者还提出它具有带内频谱无干扰和网络协议更简单的优势。
在美国,ISM频段和特许执照频段均已变得非常拥挤。对于网格系统和星型系统,这都意味着干扰是必须攻克的中心挑战。大规模计量网络的部署会显著提高频谱拥挤程度,因为系统的最大干扰源可能正是系统本身。
这种拥挤会给无线电和网络要求带来严重影响。例如,良好的空闲信道评估(CCA)和跳频程序可以简化空闲信道的查找。提高数据速率可以缩短各节点的传输时长,但其代价是链路裕量减少。对于无线电,这种拥挤还意味着阻塞和邻道抑制常常比接收灵敏度更紧要。
如上所述,计量基础设施的主要挑战在于表计的位置是固定的。它不像家用无线路由器,可以通过调整方向、高度或位置来解决干扰问题。此外,为了适合现有表计外壳,表计通常需要进行改装,因此几乎或根本不存在为增强RF性能而改变封装的灵活性。表计一般固定在离地仅一米左右的厚钢筋混凝土墙上。简单的视线模型难以有效地描述信道。
需要注意的干扰源因频段和地区的不同而异。在美国,特许执照频段和ISM频段系统均存在重大干扰源。常见干扰源包括电视白带信号、蜂窝载波和工作在同一频段的其它设备,这些设备可能是、也可能不是同一系统的一部分。就数据包结构、调制方案选择和发射频谱符合FCC原则的程度而言,工作在同一频段的设备可能不是按照“和平共处”方针进行设计的。
对于已经部署的80%到90%的表计来说,通信相对较为容易。其余的10%到20%表计因为地理位置、物理对象、严重的局部干扰或附近噪声源等因素,面临着严峻的RF挑战。由于无法移动存在问题的表计,系统层面的解决方案只有增加数据采集器或中继器,增加PLC或蜂窝等辅助替代通信设备,或者增强无线电性能。广泛存在的计量基础设施最终必须极其鲁棒,提供100%的覆盖率。联系实际来说,大规模部署的电表数量可能是500万只,如果覆盖率只有99%,那么将有5万只电表无法读取。
智能电网在技术、市场和社会方面带来了许多挑战。RF设计人员必须提出新的优化措施,满足工业级产品的需求,使其能在日益拥挤的频谱环境中数十年如一日地工作,由此我们将获得能够灵活适应电力需求和供应发展的电网基础设施。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
近日,2025能源网络通信创新应用大会在杭州召开,华为政企光领域副总裁刘利春发表了“以光促算,AI时代基于fgOTN的电力通信网”主题演讲。他表示,随着加速建设新型电力系统以及大模型的普及部署,电网需构建主配一体的通信目标网,为海量数据和大模型间提供确定性入算联接,提升电网调控水平,实现以
2025年4月24日,在2025能源网络通信创新应用大会期间,华为政企光领域总裁杨曦发表了“无光不AI,全光网加速AI赋能新型电力系统”主题演讲。他表示,新型电力系统源网荷储能源流、业务流、信息流、碳排流合一,对电力调度控制的要求越来越高,需借助智能化手段提升电力生产和作业效率。电网公司发布并
近年来,我国新型电力系统建设逐步推进,以风电、光伏发电为代表的新能源发电逐步成为未来电力系统的主体电源,新型经营主体陆续入市。我国电力市场迈入了“3.0”全新发展时代!继2021年燃煤发电上网电价市场化改革后,新能源电价改革在2025年迎来重磅政策。新能源上网电量全部进入电力市场,上网电价
党的二十届三中全会报告提出,要健全因地制宜发展新质生产力体制机制,催生新产业、新模式、新动能,发展以高技术、高效能、高质量为特征的生产力。虚拟电厂作为电力领域新质生产力的典型代表,在电力系统中的功能定位不断明确、应用场景持续丰富,逐步成为推动构建新型电力系统、提升系统灵活调节能力
大力发展虚拟电厂提升源网荷储协同互动水平——《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》解读袁伟凡鹏飞(电力规划设计总院)党的二十届三中全会提出,要健全因地制宜发展新质生产力体制机制,催生新产业、新模式、新动能,发展以高技术、高效能、高质量为特征的生产力。虚拟电厂作为电力领域新质生产力
党的二十届三中全会提出,要健全因地制宜发展新质生产力体制机制,催生新产业、新模式、新动能,发展以高技术、高效能、高质量为特征的生产力。虚拟电厂作为电力领域新质生产力的典型代表,在电力系统中的功能定位不断明确、应用场景持续丰富,逐步成为推动构建新型电力系统、提升系统灵活调节能力的重
随着全球能源转型的加速,储能技术作为连接可再生能源与电网稳定运行的关键纽带,正迎来前所未有的发展机遇。运达智储通过将智慧能源管理系统与电力交易系统、AI运营紧密配合,推动储能技术向更高效、更智能、更经济的方向发展。【软硬结合】运达智储,从创立之处,就秉持着硬件与软件深度自研的理念,
近年来,我国新型电力系统建设逐步推进,以风电、光伏发电为代表的新能源发电逐步成为未来电力系统的主体电源,新型经营主体陆续入市。我国电力市场迈入了“3.0”全新发展时代!继2021年燃煤发电上网电价市场化改革后,新能源电价改革在2025年迎来重磅政策。新能源上网电量全部进入电力市场,上网电价
4月7日,工业和信息化部办公厅关于印发2025年第一批行业标准制修订计划的通知(工信厅科函〔2025〕84号)。其中包括变压器节能评估与设备更新技术规范,主要起草单位分别是机械工业技术发展基金会(机械工业节能与资源利用中心),沈阳变压器研究院,广东电网有限公司,河北高晶电气设备有限公司。还包
在双碳政策及国家能源局136号文《新型电力系统发展指导意见》的指引下,我国正加速构建以新能源为主体的新型电力体系。随着可再生能源占比不断增加,其波动特性对电网灵活调节提出更高要求。虚拟电厂凭借聚合分布式资源、快速响应调控的技术优势,成为破解系统调节难题、提升供电可靠性的关键创新载体
近年来,我国新型电力系统建设逐步推进,以风电、光伏发电为代表的新能源发电逐步成为未来电力系统的主体电源,新型经营主体陆续入市。我国电力市场迈入了“3.0”全新发展时代!继2021年燃煤发电上网电价市场化改革后,新能源电价改革在2025年迎来重磅政策。新能源上网电量全部进入电力市场,上网电价
当地时间5月7日,备受瞩目的IntersolarEurope2025在德国慕尼黑新国际会展中心盛大启幕。在本次汇聚全球顶尖能源企业的行业盛会上,林洋能源携创新成果惊艳亮相,通过全场景智慧能源解决方案的立体化展示,向世界展现中国企业在能源转型中的技术实力与战略担当。面对欧洲能源转型需求,林洋能源通过技术
5月7日,珠海高新区关于征集2025年珠海高新区黑科技产品的通知。要求符合珠海高新区“3+3+1”现代化产业体系发展方向。(半导体与集成电路、信创产业、人工智能与机器人三大前沿产业链,生物医药与医疗器械、新能源与智能电网、数字经济三大特色产业集群,以及人工智能、低空经济、生命健康等1个未来产
“五一”假期期间,在河北省永清县圆通速递北方总部基地二期项目内,30条全自动分拣线高速运转。恰逢换季与出行游玩高峰期,消费者频繁网购服装、出行装备等商品,这几日,圆通速递北方总部基地的日均操作量高达550万件。“自去年底全自动分拣线投产以来,我们快递的日处理能力提升至1000万件,产能和
4月27日,国网冀北信通公司发布数网魔方平台,实现从“技术依赖”向“业务自主”的跨越,形成数字电网新场景积木式搭建新模式。冀北信通此次创新打造的数网魔方平台,以电网一张图标准服务为基础,打造了“标准化组件+敏捷运营”双引擎的电网数字场景建设应用平台。依托电网资源业务中台和量测数据中心
4月27日至29日,第十六届中国国际核电工业展览会在北京国家会议中心举行。国家电投集团国核自仪在此间发布和睿全系列产品,标志着“和睿”品牌布局三大平台、八大产品体系战略已迈入成熟化产业应用全新阶段。随着中国核能安全发展、创新发展的步伐不断加快,核电技术服务核心能力得到持续增强。本次发
4月29日,河北省发展和改革委员会关于组织开展多元技术路线独立储能试点项目申报工作的通知(冀发改能源[2025]526号)试点项目申报工作以科技赋能促进新型储能高质量发展为目标,组织遴选一批具有发展潜力的重力、钠离子、钒液流、氢储能、固态电池、深地空间等多元储能技术路线或在安全性、大容量、长
电力辅助服务市场顶层设计落地全国统一电力市场增添“稳定器”华北电力大学经济与管理学院副教授许传博近日,国家发展改革委、国家能源局联合印发《电力辅助服务市场基本规则》(发改能源规〔2025〕411号)(以下简称《规则》),按照“谁提供、谁获利,谁受益、谁承担”原则,优化了电力辅助服务市场
4月30日,深圳市南山区发展和改革局关于征求《深圳市南山区新能源汽车充换电设施管理办法(征求意见稿)》意见的公告。结合辖区既有新能源汽车充换电设施实际,深入挖掘用地资源,高质量建设超充设施网络;强化各类停车场(库)配建要求,提升充换电网络需求保障。(一)挖潜公园、文体设施、交通设施
我国提出碳达峰碳中和目标,不仅是对全球的庄严承诺,更是顺应时代潮流的战略选择。这标志着绿色低碳的现代化路径正在拓宽。实现“双碳”目标挑战巨大。我国碳排放总量大,产业结构偏重、能源结构以煤为主,而且留给我们实现碳中和的时间远少于发达国家。但是,这也为我国提供了发展新技术、推动高质量
民营经济参与能源领域发展建设进入快车道电力规划设计总院能源政策与市场研究院院长凡鹏飞2023年12月召开的中央经济工作会议提出,要促进民营企业发展壮大,在市场准入、要素获取、公平执法、权益保护等方面落实一批举措。民营企业具有发展运营灵活性和创新能力优势,近年来在引领科技创新方向、健全完
“导读:2025年4月的欧洲大停电震惊全球,作为高度智能化电网的代表性地区,AI为何在关键时刻未能预警?本文根据新闻报道和当下资料进行推测,重在构建应用场景,尝试剖析AI在电力系统中的应用盲区与现实边界,探讨未来智能电网的优化方向,厘清技术与制度协同的出路。”(来源:叶春能源作者:叶春)2
5月6日,国网新疆电力联合国网信通公司、国网经研院、中国电科院、武汉光迅公司等单位,在750千伏巴州—罗布泊段光缆线路上成功完成国内电力领域首个单波400G波分系统超长距无中继传输链路搭建,实现了355公里传输距离的稳定运行,标志着电力通信网络向超大容量、超高速率、超长距离融合方向演进迈出重
2025年4月28日,从国际大电网会议CIGRE获悉,CIGRE已正式批准成立电力光通信工作组(WGD2.65OpticalTransportCommunicationNetworksforElectricPowerUtilities),这意味着在电力领域将依托光通信工作组,开展一系列产学研用等工作,为加速数智电网建设添砖加瓦。同时,CIGRE针对低压台区配电领域成立
在能源行业加速数字化转型的背景下,人工智能(AI)技术正深度融入能源产供销全链条,推动电力系统向清洁低碳、安全高效的方向发展。近日,第八届数字中国建设峰会在福建福州开幕,本届峰会由国家发展改革委、国家数据局、国家网信办、工业和信息化部、福建省人民政府共同主办。在智慧能源分论坛上,华
近日,2025能源网络通信创新应用大会在杭州召开,华为政企光领域副总裁刘利春发表了“以光促算,AI时代基于fgOTN的电力通信网”主题演讲。他表示,随着加速建设新型电力系统以及大模型的普及部署,电网需构建主配一体的通信目标网,为海量数据和大模型间提供确定性入算联接,提升电网调控水平,实现以
2025年4月24日,在2025能源网络通信创新应用大会期间,华为政企光领域总裁杨曦发表了“无光不AI,全光网加速AI赋能新型电力系统”主题演讲。他表示,新型电力系统源网荷储能源流、业务流、信息流、碳排流合一,对电力调度控制的要求越来越高,需借助智能化手段提升电力生产和作业效率。电网公司发布并
4月14日,由国网甘肃省电力公司自主研发的基于光明电力大模型的通信技术监督智能体成功应用于±800千伏庆阳换流站和750千伏金塔变电站,实现通信技术监督报告的智能生成。这是国家电网有限公司首个基于光明电力大模型的通信技术监督智能体的成果应用。据了解,通信技术监督智能体基于通信技术监督工作
4月11日,广东管道洪湾电厂二期供气项目顺利完成置换、升压、稳压、设备调试等试生产流程,标志着广东管道正式具备向下游洪湾电力二期天然气热电联产项目(下称洪湾电力二期)供气条件。洪湾电厂二期供气项目是广东管道为保障洪湾电力二期机组用气需求而建设的配套天然气输送工程。项目在原洪湾末站基
4月1日,随着西北骨干电力通信网第二子平面改造工程最后一台传输设备入网,西北电网通信传输设备实现100%国产化替代,区域通信网络自主可控能力大幅提升,西北电网骨干通信网的安全基础进一步夯实。国家电网有限公司西北分部于2022年启动西北电网骨干通信网老旧设备改造工程,统筹组织西北地区5家省级
3月20日,国家电网有限公司100G光传输网络(OTN)二期项目正式开工建设,标志着这一重大通信基础设施项目进入实施阶段。100GOTN项目由国家电网有限公司信息通信分公司牵头规划建设,是该公司通信专业近10年来首次建设的超大型省际大容量骨干通信网络项目,也是该公司围绕新型电力系统及数字化智能化特
1引言随着全球数字经济加速发展,政府、金融、电力等领域对高品质传输专线的需求不断增加,带动光传送网(OTN)持续向城域边缘下沉和行业末端节点规模部署。鉴于传统OTN技术带宽管道颗粒度偏大(最小带宽容器粒度为1.25Gb/s量级的ODU0),在承载GE以下速率业务时存在带宽利用率低、调度灵活性差等问题
2月25日,上海金山区供电公司完成了首批100套用电信息采集终端5G轻量化技术的部署应用。截至3月11日,两周的试运行数据表明,这些终端的采集成功率达100%,实时成功率从使用这一技术前的95%提升至100%,采集业务质效显著提升。传统配网电力通信以4G技术实现数据交互,但局限性凸显,难以满足设备快速控
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!