【国家电网(张颖)】2024无信号区输电线路建运全过程通信创新实践报告_18页_2mb
报告摘要
无信号区输电线路建运全过程通信创新实践总结
核心内容
本报告由国网四川省电力公司张颖主讲,聚焦于无信号区输电线路在建设与运行过程中的通信保障问题。随着四川电网向“强电网、保内供、稳外送”转型,无信号区通信技术的创新实践成为保障电网安全稳定运行和电力可靠供应的关键。
主要观点
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通信技术的重要性
- 无信号区输电线路作为电网的“主动脉”,承担着跨区域供电的重要任务,是保障大电网安全运行的生命线。
- 在基建和运行阶段,均需高效、稳定、可靠的通信技术,以实现信息上传下达、故障预警、终端接入和应急通信等关键功能。
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无信号区通信挑战
- 无信号区线路数量多、长度长,存在通信覆盖不足、实施难度大、建设周期短等问题。
- 传统通信手段存在故障定位难、终端在线率低、建设成本高和后期运维困难等缺陷。
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创新实践与成果
- 国网四川电力创新构建“新链”通信组网,采用物联网、大数据、AI等现代信息通信技术,实现基建管控数字化和输电运检智能化。
- 通过平台层、网络层、感知层的创新突破,成功解决了无信号区通信难题,提高了通信组网的可靠性、稳定性和效率。
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通信标准体系建设
- 四川公司积极梳理并构建输电线路终端接入网标准体系,填补了通信组网在技术规范、协议、安装及验收、运维等方面的空白。
- 计划在“十四五”期间新增多项通信相关标准,推动内部规范向企业、行业和国家标准转化。
关键信息
无信号区输电线路现状
- 共有500kV及以上输电线路68条,最长连续无信号走廊54.8公里。
- 无信号区铁塔2508基,总长度超过900公里。
- 建设成本高、后期运维难是传统通信方式的主要问题。
无信号区通信创新实践
- 平台层:构建输电线路全链路通信状态监测系统,实现故障智能辅助判断和通道在线预警监测。
- 网络层:创新提出“点对多点+链状”高冗余无线组网技术,具备动态链路切换功能,解决无线通信带宽多跳衰减问题。
- 感知层:研制新一代边缘汇聚终端,融合负载流量均衡、4G多路聚合技术,提升通信链路稳定性与带宽;构建相控阵一体化无线通信装置,实现覆盖角度达120°,传输距离达2公里。
实践成果
- 无信号区“新链”通信网络已在四川电网应用,保障了川渝特高压、金上—湖北特高压等重大工程的通信回传。
- 节省通信网络建设及人工巡检成本约8130万元。
- 目前已授权发明专利4项、实用新型专利2项,录用核心期刊论文5篇。
通信组网方式选择
| 方式 | 无线中继网 | 远程通信回传网 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 方式一 | - | 光纤专网 | 具有光纤开断点或易敷设光缆的线路 |
| 方式二 | - | 运营商APN专网/公网 | 信号覆盖强度较好的线路或城市地下管廊 |
| 方式三 | ✓ | 光纤专网 | 无信号区段长、光纤资源充足 |
| 方式四 | ✓ | 运营商APN专网/公网 | 无信号区段长、光纤资源不足 |
| 方式五 | ✓ | 卫星通信网 | 地形特殊、无线中继技术受限 |
| 方式六 | - | 北斗短报文 | 仅传输窄带、对实时性要求不高业务 |
无线中继网设备技术选型对比
| 序号 | 性能参数 | 相控阵 | 微波网桥 | Mesh自组网 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | EIRP | 25-56dBm | 10-30dBm | 6-33dbm |
| 2 | 天线增益 | 17-24dBi | 22-28dBi | 4-8dBi |
| 3 | 最大通信距离 | ≥50km | ≥50km | ≤5km |
| 4 | 带宽 | ≥866Mbps | ≥866Mbps | ≥78Mbps |
| 5 | 组网级数 | ≥16 | ≥16 | 8 |
| 6 | 波束类型 | 可调波束度数 | 固定波束 | 全向 |
| 7 | 波束赋形 | 可根据要求赋形 | 固定宽度,可为扇形波束和点波束 | 全向波束 |
| 8 | 机动性 | 有,>100km/h | 无 | 有,>100km/h |
| 9 | 抗灾性 | 高 | 一般 | 高 |
| 10 | 可靠性 | 波束自动定位,抗灾能力强 | 灾害环境下可靠性较低 | 可靠性较高 |
| 11 | 应急性 | 搭建5分钟,建链10秒 | 组网时间较长 | 设备轻便、组网快捷 |
| 12 | 适用场景 | 地质灾害频发、网架复杂、无信号区段长 | 网架简单无信号区 | 地质灾害频发、网架复杂但无信号区段短 |
未来规划
- 按照“先高压后低压、先大供后普通”的原则,稳步推进无信号区通信网络向500kV及以下电压等级延伸。
- 强调“永临结合”理念,在新建输电线路时同步规划通信接入网,避免重复投资。
- 按照“承接顶设、实用实效”原则,加快通信组网协议、安装及验收、运行维护和设备测试等技术标准的编制,推动内部规范向更高标准转化。
结语
国网四川电力通过技术创新与业务融合,构建了高效、稳定、可靠的无信号区通信网络,为新型电力系统的建设提供了坚实支撑。未来将继续深化通信技术在电网中的应用,推动电网向数字化、智能化方向发展,助力“双碳”目标实现。
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