英国热衷于低碳配电网络-第2页-北极星输配电网

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通信基础设施

FALCON项目的试验场所位于英格兰中部一个比较新的镇区——MiltonKeynes,项目需要在大约200个11kV变电站安装大规模的电信系统。

项目的一个重要特征是与各种干预技术配套的通信基础设施的设计。它将每种技术分解成一组功能加以实现，通过这种分解来识别需求，使其能够映射每个功能的通信要求。这种设计确保考虑所有的通信区域，并能够突出显示应用协议不匹配、带宽响应时间和安全等潜在问题。

在项目初期，工作组发现简单的视距限制（比如林区的季节性变化）都可能对电网产生影响。随后，工作组还发现其他一些可能造成衰减的影响因素，比如新建工程视距范围内发生的信号损失、卡车在天线视距范围内停车过夜以及植被生长等等，这些因素在雨天对信号的抑制尤其明显。

通信基础设施是FALCON项目的关键组成部分。它的作用是通过试验性网络管理器和数据存储将配电网络试验区内的200个二级变电站安全地连接在一起。

为了确保这些二级变电站的通信安全，项目采用因特网协议（IP）平台和IEEE802.16eWiMAX技术提供物理连接。通信流量的线路是通过每个主变电站内的思科互联电网和安装在每个二级变电站的加固型室外路由器传输。

这样，通信基础设施就能有效跟踪以主变电站为中心向周边二级变电站（通过1.4GHz的WiMAX无线电连接）辐射，且以轴辐式排布的配电网络。每个二级变电站的监测设备和继电器获取的数据将通过远程终端单元（RTU）接收模拟信号或直接通过以太网总线连接到路由器。试验区包括一个控制中心、9个主变电站和200个二级变配电站。

以专用网络基础设施为基础的通信网络将负责传输干预技术所需的监测、控制相关信息流。该网络基于IPv4和相关技术。另外，主变电站和二级变电站内还将采用基于以太网的总线。

目前变电站的通信是基于超高频（UHF）无线电网络。随着新型监测和控制功能在内置IP功能的WiMAX通信网络上广泛部署，可以预期未来的所有通信将从UHF无线电基础设施逐渐过渡到这种通信方案。

主变电站内将安装一个提供广域网（WAN）路由和防火墙功能的加固型路由器。这个路由器将接至WiMAX基站节点，提供频率为3.5GHz的回程线路。加固型以太网交换机将配置IEC61850总线，用来连接变电站RTU和智能电子装置（IED）。通过多重WiMax设备的微微蜂窝技术实现主变电站到二级变电站的连接和覆盖。

每个二级变电站将采用一个带1.4GHzWiMAX模块的加固型室外路由器。通过该路由器实现变电站内部以太网连接，同时利用WiMAX实现通信流量的回程。

电网资产的动态定额

对中压电网资产的静态定额允许采用跨越不同电网类型的宽泛设计假定。但是，如果要对某个电网资产实行实时监控，则可以采用动态定额以充分利用负载的循环性。

通过控制使用这种循环性定额，能够提高电网的负载能力而不会对资产的寿命造成不利影响。要分配资产动态定额，除了对电网操作程序进行修改之外，还必须配备通信基础设施和远程监测。动态定额可适用于各种电压等级的变压器、地下电缆和架空线路，但是通常最具成本效益的是用来监测架空线路的负载电流，因为安装简便。

FALCON项目已经在28个地点的各种33/11kV变压器、11kV/433V变压器、地下电缆和架空线路上安装了监测设备。这样可以在这些电网资产中间进行动态的定额分配，不过可能需要对这些地点周围按常规敷设排布的电网进行干预。

负载自动转移

11kV配电网络由辐射状馈电网络构成，由主变电站通过两个或两个以上的电路馈通11kV/低压二级变电站的常开点。每个二级变电站通常配备一个11kV环网柜，使二级变电站能够从主变电站通过两条电路中的任意一条得到供电。自动负载转移功能则是利用这种电网设计特点，通过远程操作二级变电站的11kV开关柜，自动将供电转移给另一条电路。

这种自动转移功能可以实现轻负载和重负载电路间的负载转移。如果某个11kV设备发生故障，通过这一功能可以大大缩短供电中断的时长。除了给11kV/低压二级变电站配备可远程操作的自动开关装置，并且将现有的保护设置按可能作为替代的电网拓扑划分等级，还需要在控制中心实现负载电流的可视化。

FALCON项目将在6个现有的11kV地下电缆和架空线路上试验三种负载自动转移方案。架空线路将采用柱上自动重合器和分段开关，通过地下电缆在二级变电站内安装自动开关设备。

负载自动转移技术要求主变电站和二级变电站有一套兼具灵活和稳固的通信基础设施。对当前已经安装的施耐德RL柱上分段器，负载自动转移需要利用通用分组无线业务（GPRS）通信；另外还需要一个带RTU的柱上分段器。通信的作用至关重要，因为这些柱上装置是通过远程集中式而非当地控制式实现自动化。

每个主变电站还将安装一个相量测量装置(PMU)以监测接至试验性电网的馈出线。PMU产生的数据流超过100kbps/每条馈线，可能对通信网络造成显著影响。通信基础设施对控制分段器和确保RTU和PMU数据及时送达控制中心以便控制中心能够采取适当的控制动作，这是非常重要的。

原标题：英国热衷于低碳配电网络

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