電力通信電源新技術(shù)及應(yīng)用研究

張宏磊

（青島市市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，山東 青島 266061）

0 引 言

2016年，我國智能電網(wǎng)開始進入引領(lǐng)提升階段，使電力通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)模得到了很大程度的提升和擴大，設(shè)備種類的數(shù)量也越來越多，日常工作管理和各種維修工作也急劇增加。如果能夠集中控制電源系統(tǒng)的實時運行情況，能相對高效地保障電力通信系統(tǒng)的安全性和運行高效等[1]，對運行維護人員的能力提出了更高要求。要想對電力通信系統(tǒng)進行實時監(jiān)控、維護和管理工作，需要充分合理運用電源監(jiān)控系統(tǒng)，及時有效地解決日常工作中存在的問題。

1 電力通信電源

電力通信電源一般采取集中供電的方式。安裝在電池室中的電源設(shè)備，以集中的方式向各個通信設(shè)備提供電能。如今，我國開始大力建設(shè)通信電源的集中監(jiān)控系統(tǒng)，且集中監(jiān)控和管理的模式也已經(jīng)初步形成，可以預(yù)警分析監(jiān)控單元收集到的數(shù)據(jù)，保證通信電源系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性[2]。通過分析獲取數(shù)據(jù)，及時檢修發(fā)出預(yù)警的通信電源監(jiān)控單位，消除隱藏的故障，以便用主動維修方式替代過去的被動搶修方式。這有效規(guī)避了電力通信系統(tǒng)的風(fēng)險，降低了設(shè)備停電事故的發(fā)生率，從通信角度保障了電力系統(tǒng)生產(chǎn)管理的順利開展。

2 通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)造和作用

集中監(jiān)控和管理是通信電源監(jiān)控系統(tǒng)在構(gòu)造電力通信系統(tǒng)監(jiān)控方面最主要的要求。通信電源監(jiān)控系統(tǒng)采取多級分布式構(gòu)架，可以劃分為三個組成部分，分別是監(jiān)控中心、監(jiān)控站和監(jiān)控單元。將傳感器設(shè)置于監(jiān)控單元中，向監(jiān)控站實時上傳監(jiān)控數(shù)據(jù)，借助計算機網(wǎng)絡(luò)，可以有效連接監(jiān)控站與監(jiān)控中心。

首先，監(jiān)控單元的作用主要是在運行過程中實時采集通信電源的數(shù)據(jù)。設(shè)備工作日志主要采集內(nèi)容是向監(jiān)控站主動傳送采集到的數(shù)據(jù)。如果有故障出現(xiàn)在電源系統(tǒng)中，可以將相應(yīng)的故障數(shù)據(jù)保存下來。電源系統(tǒng)信息輸送正?；謴?fù)后，繼續(xù)上傳通信中斷期間的數(shù)據(jù)。其次，監(jiān)控站主要是將信息傳遞給上下兩級單位，發(fā)揮中轉(zhuǎn)樞紐的作用，以有效分析處理各個監(jiān)控單元所收集到的數(shù)據(jù)信息，從而保證信息及時接收，并將警報信息及時傳輸給監(jiān)控中心。監(jiān)控站要合理設(shè)置監(jiān)控單元的參數(shù)，并向監(jiān)控中心傳遞。最后，監(jiān)控中心屬于最高級別。監(jiān)控中心具備監(jiān)控站的全都功能，能夠有效監(jiān)督各個監(jiān)控站的實時近況，科學(xué)分析上傳的數(shù)據(jù)和預(yù)警信息等，以便順利開展檢修工作，顯著降低故障發(fā)生率，同時不會出現(xiàn)設(shè)備掉電事故。

3 電力通信電源新技術(shù)要求特點

3.1 具有良好的可靠性

想要提高系統(tǒng)供電的可靠性，需使用整流器與電池并聯(lián)浮充供電的方式。一旦在電力通信電源系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)間斷情況，會對整個通信系統(tǒng)產(chǎn)生難以想象的影響。直流電源、多路交流輸入配電單元、雙直流配電單元、直流隔離單元和系統(tǒng)控制器，組成了可靠電源系統(tǒng)的五部分，原理如圖1所示。想要實現(xiàn)兩路或三路交流電和柴油發(fā)電機輸入之間的相互切換和隔離，需要使用多路交流輸入配電單元和并聯(lián)交流母排的設(shè)計[3]。當(dāng)某路出現(xiàn)故障供電時，將本單元的電路切換到另一個備用交流輸入側(cè)。此外，它保證柴油發(fā)電機能夠發(fā)電，在兩路交流線路都出現(xiàn)故障時接入電源系統(tǒng)。

圖1 電源系統(tǒng)原理

3.2 良好的穩(wěn)定性

要不斷提升通信質(zhì)量，電力通信電源的電壓必須非常穩(wěn)定。電壓過高會導(dǎo)致設(shè)備元件的破壞，而低電壓難以支持電力通信設(shè)備的正常運作。

3.3 高效率

通信設(shè)備的更新?lián)Q代十分迅速，對應(yīng)設(shè)備的需求量也不斷加大，使高頻率通信電源設(shè)備急需取代效率低下的相控制型整流器，最大限度節(jié)能和環(huán)保，減少日益增大的電源系統(tǒng)負(fù)荷。

4 電力通信電源新技術(shù)中的監(jiān)控中心

通過上文描述可知，監(jiān)控單元實時監(jiān)測通信電源，向監(jiān)控站上傳監(jiān)控的數(shù)據(jù)信息。監(jiān)控站再向監(jiān)控中心上傳數(shù)據(jù)信息前，需要進行分類處理，同時將指令下達(dá)給監(jiān)控單元。設(shè)備工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息由監(jiān)控中心來監(jiān)控和分析。結(jié)合這些信息，可以做出更科學(xué)的檢修決策。

4.1 構(gòu)建通信電源系統(tǒng)中的分站監(jiān)控

通信電源只有保證正?？煽康倪\行，才不會影響電力通信系統(tǒng)運行的安全性和高效性。如今，通信電源開始用分散式供電模式替代過去的集中式供電模式，即整合監(jiān)控信息，實施集中監(jiān)控，科學(xué)收集、分析信息數(shù)據(jù)，并發(fā)出預(yù)警信息，找出通信電源中存在的風(fēng)險，促使通信電源系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定運行。

4.2 科學(xué)構(gòu)造監(jiān)控中心主站

在通信電源監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控中心的通信調(diào)度是非常重要的組成部分?；ネ〝?shù)據(jù)處理中心有效處理信息，以便科學(xué)劃分區(qū)域內(nèi)通信電源的檢修等級，更加科學(xué)地制定檢修計劃。

4.3 有效構(gòu)建通信電源監(jiān)控單元間的高速信息網(wǎng)絡(luò)

借助傳感器，可以有效連接變電站的監(jiān)控分站單元和通信電源設(shè)備。監(jiān)控單元能夠?qū)νㄐ烹娫磳崟r監(jiān)控，并且向監(jiān)控中心主站周期性傳遞信息。具體實踐中，借助RS232協(xié)議轉(zhuǎn)換分站裝置，在監(jiān)控分站單元中有效接入。監(jiān)控分站通過處理數(shù)據(jù)存儲和顯示數(shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)傳輸給地區(qū)監(jiān)控中心[4]。變電站監(jiān)控分站單元運用以太網(wǎng)絡(luò)接口，借助光纖實現(xiàn)信息傳輸，采用TCP/IP協(xié)議組網(wǎng)，從而有效形成電源監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。然后，借助電力通信網(wǎng)有效傳遞信息。

4.4 通信電源監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸流程

數(shù)據(jù)信息由監(jiān)控單元收集，變電站將數(shù)據(jù)傳出。數(shù)據(jù)傳輸由光纖通信系統(tǒng)完成，中心站的監(jiān)聽單元對其接收。借助終端服務(wù)器，中心站的協(xié)議處理機對監(jiān)控單元的監(jiān)控數(shù)據(jù)進行監(jiān)聽。協(xié)議破譯監(jiān)聽到的數(shù)據(jù)，最后向服務(wù)器發(fā)送處理好的數(shù)據(jù)。監(jiān)控單元只需要查看服務(wù)器上的數(shù)據(jù)，就能及時了解遠(yuǎn)端通信電源工作情況，以便結(jié)合具體情況，采取針對性的處理措施。

5 結(jié) 論

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使通信一體化電源、動力環(huán)境監(jiān)控技術(shù)等日趨成熟，通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的覆蓋范圍越來越廣，從而更加廣泛地運用于電力通信系統(tǒng)，促使電力通信系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定地運行，推動我國電力通信行業(yè)更快發(fā)展。