配電通信組網(wǎng)方法分析

時(shí)間:2022-04-08 08:31:14

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配電通信組網(wǎng)方法分析

1數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

1.1時(shí)間序列法。時(shí)間序列分析是指基于系統(tǒng)觀測(cè)得到的時(shí)間序列數(shù)據(jù),通過(guò)參數(shù)估計(jì)和曲線擬合來(lái)建立數(shù)學(xué)模型的方法和理論。其常用方法有參數(shù)估計(jì)法和曲線擬合法等(如非線性最小二乘法)。(1)抽樣:時(shí)間序列動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)是通過(guò)觀測(cè)、抽樣、調(diào)查、統(tǒng)計(jì)等方法得到的。(2)作圖:依照所獲動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)作出相關(guān)圖,進(jìn)行有關(guān)剖析,求出自相關(guān)函數(shù)關(guān)系。相關(guān)圖可直觀體現(xiàn)周期和趨勢(shì)的變動(dòng),迅速發(fā)現(xiàn)拐點(diǎn)和跳點(diǎn)。拐點(diǎn)指時(shí)間序列從上升走勢(shì)驟變?yōu)橄陆底邉?shì)的點(diǎn),如有拐點(diǎn)存在,則要求用不同的數(shù)學(xué)模型對(duì)建模過(guò)程中的時(shí)間序列進(jìn)行分段擬合。跳點(diǎn)則指與其他數(shù)據(jù)不一致的觀測(cè)值,若該值正確,在建模時(shí)應(yīng)予以考慮;若該值異常,需把跳點(diǎn)調(diào)整為期望值。(3)擬合:甄別適當(dāng)?shù)碾S機(jī)模型,并采用曲線擬合,即以通用隨機(jī)模型來(lái)擬合時(shí)間序列的觀測(cè)數(shù)據(jù)。時(shí)間序列是一種特殊的隨機(jī)過(guò)程,當(dāng)X(t)中的t取非負(fù)整數(shù)時(shí),便可表示各個(gè)時(shí)刻,從而看作時(shí)間序列(timeseries)。當(dāng)一個(gè)隨機(jī)過(guò)程可以看作時(shí)間序列時(shí),便能以現(xiàn)有的時(shí)間序列模型對(duì)該隨機(jī)過(guò)程進(jìn)行建模并解析其特性。1.2熵值法。在信息論中,熵是針對(duì)不確定性的一種量度。信息量越大,則不確定性越小,隨之熵越??;反之,信息量越小,其不確定性越大,熵便越大。按照熵的特點(diǎn),便能通過(guò)計(jì)算熵值來(lái)判別某個(gè)事件的隨機(jī)性及無(wú)序程度,也可利用熵值來(lái)判斷一個(gè)指標(biāo)的離散程度,離散程度越大,該指標(biāo)對(duì)綜合評(píng)估的影響也就越大。因此,可依據(jù)各指標(biāo)的變化程度,運(yùn)用信息熵算法,計(jì)算出每項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重,為多指標(biāo)綜合評(píng)估提供相關(guān)依據(jù)。

2規(guī)劃預(yù)測(cè)及隱患分析

數(shù)據(jù)挖掘在國(guó)內(nèi)配電通信組網(wǎng)領(lǐng)域?qū)儆谛屡d的前沿技術(shù),對(duì)從業(yè)人員的技術(shù)要求相對(duì)較高。由于現(xiàn)階段知識(shí)和技術(shù)層面的不足,國(guó)家電網(wǎng)幾乎沒(méi)有關(guān)于此方向的項(xiàng)目實(shí)施。本節(jié)基于兩種數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在此方向的應(yīng)用,初步探討數(shù)據(jù)挖掘的建模過(guò)程。(1)收集實(shí)施地區(qū)未來(lái)三年的配電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù),對(duì)建設(shè)地理位置、數(shù)據(jù)吞吐量等通過(guò)時(shí)間序列法進(jìn)行建模分析,預(yù)測(cè)未來(lái)如用戶數(shù)量、終端設(shè)備、電網(wǎng)負(fù)荷等數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì)。(2)收集實(shí)施地區(qū)近三年的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況等,通過(guò)熵值法建立數(shù)據(jù)挖掘模型,對(duì)故障數(shù)量、故障設(shè)備、故障率等指標(biāo)進(jìn)行分析挖掘,發(fā)現(xiàn)故障率較高的設(shè)備及施工方式等。具體實(shí)施步驟如下:1)選取該地區(qū)配電網(wǎng)n個(gè)運(yùn)行異常、m個(gè)相關(guān)指標(biāo),則Xij為第i個(gè)異常的第j個(gè)指標(biāo)的數(shù)值(i=1,2,…,n;j=1,2,…,m)。2)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理:異質(zhì)指標(biāo)同質(zhì)化。因?yàn)槊宽?xiàng)指標(biāo)的計(jì)量單位有所差異,須對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,然后才可用它們計(jì)算綜合指標(biāo)。即把指標(biāo)的絕對(duì)值換算為其相對(duì)值,以解決不同值的同質(zhì)化問(wèn)題。由于正向指標(biāo)和負(fù)向指標(biāo)數(shù)值代表的含義有差異(正向指標(biāo)數(shù)值越高越好,負(fù)向指標(biāo)數(shù)值越低越好),通過(guò)不同的算法對(duì)高低指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。3)計(jì)算第i個(gè)異常在第j項(xiàng)指標(biāo)下的比重。4)計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值。5)計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的差異系數(shù)。對(duì)第j項(xiàng)指標(biāo),其指標(biāo)值差異越大,熵值便越小,對(duì)方案評(píng)估的影響越大。6)求權(quán)值。7)計(jì)算各項(xiàng)異常的綜合得分。

3多維度分布式組網(wǎng)

根據(jù)分析挖掘結(jié)果,結(jié)合各通信技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)及不同地區(qū)的配用電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)情況,考慮配用電業(yè)務(wù)需求、負(fù)荷密度、供電特點(diǎn)等,采取分布式組網(wǎng)方式,選取適宜的技術(shù)方案,并為將來(lái)的升級(jí)預(yù)留空間。(1)在配用電業(yè)務(wù)方面,遵循以下方法:1)就配電自動(dòng)化業(yè)務(wù)而言,若只需滿足兩遙,可供選擇的技術(shù)較多,包括光纖、無(wú)線專網(wǎng)、無(wú)線公網(wǎng)、PLC等。但需要實(shí)現(xiàn)遙控,則以光纖和無(wú)線專網(wǎng)為宜,僅當(dāng)對(duì)遙控的實(shí)時(shí)性和安全性要求不高時(shí),才可以考慮無(wú)線公網(wǎng)、北斗等通信方式。2)就用電信息采集業(yè)務(wù)而言,低壓電量采集可以采用PLC技術(shù),集中器到后臺(tái)主站之間的通信選擇光纖、無(wú)線等方式。3)就電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)而言,可參考兩遙的業(yè)務(wù)需求,采用光纖、無(wú)線、PLC等技術(shù)。4)就遙視業(yè)務(wù)而言(某些需要視頻監(jiān)控的系統(tǒng)),由于其對(duì)帶寬有一定要求,宜采用光纖、3G/4G等技術(shù)。5)由于北斗具備精確授時(shí)和短報(bào)文通信功能,在配網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)均配置北斗通信裝置,實(shí)現(xiàn)對(duì)二次測(cè)控設(shè)備的同步對(duì)時(shí)和事件上報(bào)功能。(2)在供電區(qū)域方面,遵循以下方法:1)在企業(yè)集中、人口居住密集的地域(城市),早已形成相對(duì)完善的城市配用電網(wǎng)絡(luò),實(shí)施以光纖通信為主的配用電通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),并依據(jù)地域特點(diǎn),選擇光MODEM技術(shù)、EPON或工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)。2)郊區(qū)、城鎮(zhèn)、山區(qū)、廠礦不適合采用光纖通信技術(shù),考慮到經(jīng)濟(jì)性,應(yīng)因地制宜地選擇最優(yōu)通信方式,如無(wú)線專網(wǎng)、北斗、PSTN等,或租用無(wú)線公網(wǎng)。3)對(duì)于版圖遼闊的平原地域,通信應(yīng)利用無(wú)線公網(wǎng)的形式來(lái)實(shí)現(xiàn),同期考慮無(wú)線專網(wǎng)建設(shè)。對(duì)于不能覆蓋無(wú)線信號(hào)的山區(qū),如小水電、廠礦企業(yè)等,因其分布相對(duì)分散,所以應(yīng)優(yōu)先考慮租用無(wú)線公網(wǎng),也可考慮北斗、PSTN等其他方式。4)對(duì)于缺乏光纖但被電話線路所覆蓋的區(qū)域,主站和采集終端的通信可以PSTN的形式實(shí)現(xiàn)。PSTN單純作為一種補(bǔ)充方式,應(yīng)逐步過(guò)渡到無(wú)線公網(wǎng)和無(wú)線專網(wǎng)等方式。此外,由于光纖通信具有傳輸容量大、可靠性及安全性高等優(yōu)勢(shì),在條件容許的情況下應(yīng)優(yōu)先采用;而無(wú)線專網(wǎng)無(wú)需有線介質(zhì),且組網(wǎng)靈活,其傳輸速率也能滿足需求,因此適合光纜架設(shè)困難、變更頻繁且網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造復(fù)雜、老舊線路多的地區(qū),但存在需申請(qǐng)使用頻段、實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)少等問(wèn)題,且在城區(qū)基站選址建設(shè)有一定困難,終端設(shè)備的安裝方式也會(huì)受到些許影響;中壓電力線載波技術(shù)施工方便,節(jié)省介質(zhì)投資,但其使用效果較差,架空線路安裝很有難度,運(yùn)行維護(hù)工作量大,網(wǎng)管能力較低,作為專網(wǎng)通信方式之一,在不便采用光纖時(shí),可以作為補(bǔ)充。配用電通信網(wǎng)情況復(fù)雜,僅采用一種或兩種通信方式無(wú)法滿足需求,但同一地區(qū)若采取過(guò)多的通信方式,首先會(huì)增加變電站端的主設(shè)備類型和數(shù)量,其次還需建設(shè)多種設(shè)備類型的網(wǎng)管系統(tǒng)。設(shè)備種類增多將導(dǎo)致同類設(shè)備數(shù)量減少,設(shè)備招標(biāo)時(shí)單價(jià)將提高,對(duì)于運(yùn)行維護(hù)人員的工作量和技術(shù)水平也會(huì)提出更高的要求。綜上所述,為滿足使用要求,同一區(qū)域內(nèi)應(yīng)采用相對(duì)統(tǒng)一的通信方式,以取得更好的運(yùn)行效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。綜合考慮各種通信方式的優(yōu)缺點(diǎn)及其建設(shè)成本,各終端通信接入方式在電力線載波(中壓PLC)、無(wú)線公網(wǎng)(WiFi、3G/4G)和光纖(EPON)等三種方式中選擇。采用電力線載波方式時(shí),電纜線路優(yōu)先選擇卡接式電感耦合方式,架空線路優(yōu)先選擇相-相電容耦合方式,載波機(jī)優(yōu)先選擇一對(duì)多的系統(tǒng)。使用WiFi、3G/4G無(wú)線公網(wǎng)通信方式時(shí),公司與運(yùn)營(yíng)商側(cè)采用高可靠的APN通道互聯(lián),在公司配置網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)、授權(quán)與記賬系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)終端接入認(rèn)證。選用EPON設(shè)備組網(wǎng)時(shí),采用光路全保護(hù)冗余方式建設(shè),任意一個(gè)終端設(shè)備出現(xiàn)故障都不影響其他終端設(shè)備,雙PON(PassiveOpticalNetwork,無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò))口的ONU(OpticalNetworkUnit,光節(jié)點(diǎn))設(shè)備,ODN(OpticalDistributionNode,光配線網(wǎng))結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于環(huán)形和總線結(jié)構(gòu),分光級(jí)數(shù)不超過(guò)6級(jí)。采用多種通信方式時(shí)要確保方式的統(tǒng)一接入、統(tǒng)一接口規(guī)范和統(tǒng)一管理,所采用的通信設(shè)備/終端應(yīng)支持以太網(wǎng)和標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口[1]。

4結(jié)語(yǔ)

以數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行輔助,因地制宜,根據(jù)不同地域通信條件及建設(shè)現(xiàn)狀等,通過(guò)合理的通信技術(shù)設(shè)計(jì),進(jìn)行多維度的分布式配網(wǎng)通信建設(shè),將比較分散的各區(qū)域不同通信方式集中起來(lái)管理,可為打造堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)提供重要支撐。

[參考文獻(xiàn)]

[1]陳良,薛保星,黃傳金.鄭州高新區(qū)配電網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2012,34(16):87-90.

[2]《中國(guó)電力百科全書(shū)》編輯委員會(huì),《中國(guó)電力百科全書(shū)》編輯部.中國(guó)電力百科全書(shū):電力系統(tǒng)卷[M].3版.北京:中國(guó)電力出版社,2014.

作者:陸繼釗 羅濱 楊宏宇 鞏銳 劉涌 單位:1.國(guó)網(wǎng)河南省電力公司信息通信公司 2.上海博英信息科技有限公司