四网融合是国家电网公司发展规划之一,公司成立了智能电网部,专门负责推进这项工作,电力网的最大优势是包罗了一切用户。目前只有部分家庭拥有电话和宽带,但所有家庭都用电,电力线上网比其他各种上网方式都拥有更多接入用户。至于技术上问题不大,实际上电力线上网早在5年前技术已经基本成熟,并在多个地区进行了试点。如果多网合一,主要是在400伏的配电网中加一根光纤,现在光纤的成本非常低,如果光纤跟着电缆走,在技术上来说也有好处。但是四网融合涉及到多个政府部门管辖的事,不是轻易能解决的问题。目前电网系统内部,也需要很大的信息传递,所以光电合一事智能电网中必不可少的一页。信息请登陆:输配电设备网
1.光纤-电力电缆
光纤-电力电缆的含义是电力电缆中包含了光纤单元,光纤-电力电缆设计既应符合电力电缆指标要求,又应保护光纤,并保证光纤的信号传输可靠性。因为有力缆和光缆二部分组成,连接盒的设计比较复杂,所以制造光纤-电力电缆长度很长,不用中间连接盒。浅海需要连接电力电缆的情况很多,如采用光纤-电力电缆,更为方便。当代的光纤信息传递技术已大大超过对称和同轴通信电缆,并重量轻、体积小和信息量大等有点。
图9是光纤-电力电缆品种之一,注释如下:1)高密度聚乙烯外护套;2)单模光纤;3)铜70mm2阻水导体,8.7/15kV乙丙橡胶绝缘;4)挤出的填料;5)低密度聚乙烯内护套;6)镀锌双钢丝铠装,钢丝直径为3.5mm,内层48根,外层54根。
图10是光纤-电力电缆中的光缆单元,注释如下:1)中心加强元件;2)单模光纤;3)PBT套管;4)低密度聚乙烯内护套;5)芳伦纤维加强(类似铠装);6)热塑性隔离带;7)铜金属密闭护套;8)高密度聚乙烯外护套。
光纤-电力电缆的机械性能如下:1)外径98.8mm;2)空气中重量21.7kg/m;3)水中重量13.9kg/m;4)最大工作负荷70吨;5)轴向坚实度 293.6MN;6)20℃时弯曲坚实度1.6kN·m2。电气性能如下:1)电压等级12/20;2)运行电压13.8kV;3)频率60Hz;4)额定电流265A;5)电容0.3μF/km;6)电感0.4mH/km。
光缆部分性能如下:1)光纤根数可到48根;2)外径 14mm;3)重量215kg/km;4)最大拉力2700N;5)弯曲直径625mm;6)耐挤压220N/cm;7)耐水压力22.5kgf /cm2;8)运行温度范围为-20℃~ 70℃。
2.家用网络系统柔软光缆
光缆到户以后,建立家庭光纤网络的要求也不断增加,更重要的是家庭网络的配线元件,有效的方法是将光缆传入已经埋在墙内的管道内。然而,现有的方法并不能很奏效,因为需要调整电缆的长度和二端的连接器,此外,还需要有配合过渡到光纤的外接口,可想而知,利用已经埋设的管道,并非简单的工作。新方法是采用可卷绕柔软光缆使配线系统得到改善。
关键技术是制造一种“光纤卷绕绳”,既然称它为“绳”,则其可卷绕性当然非常顺手,在相当程度上可任意伸展,可随意与电缆或连接器连接,更形象化的解释,可把它看成是弹簧形光缆。与此同时,光纤衰减和连接器衰减也必需符合规定。国内是否发展,有待观察。
光纤卷绕绳的结构,是具有辅助孔光纤的螺旋绳,并有覆盖层,这种结构在弯曲时,光纤的衰减特别小,图11为辅助孔光纤的结构,连接器直径为125μm。
3.光-电综合通信光缆
光-电综合通信光缆中含一个8芯光纤单位,7个铜线四线组和9个对称线对。该缆主要应用在通信系统中,如图15所示,光纤作为大容量通信,四线组和线对作为区间通信和信号传输用。由于将光纤单元和其他线组绞合成缆,可降低线路的造价。至于电缆的屏蔽、护套、铠装等结构,可按使用环境设计,图15中没有表明。
4. 其他综合光缆
综合光缆在铁路领域中早已广泛应用,对于智能电网也有可能需求。综合光缆的结构,除含有光纤单元外,还包含小规格电力线、控制线、信号线、仪表线、数据线和电话线等。目前没有定型,今后将按照智能电网规范或标准要求制造。
当前智能电网的国际趋势
近年来,欧美一些发达国家大力提倡和积极发展智能电网,将其提升到国家能源、环境与经济可持续发展战略的高度来全力推行,并试图通过投资建设智能电网达到近期刺激经济发展的效果。在国际金融危机中,奥巴马的经济刺激计划就包括了加快智能电网的发展。
智能电网的核心价值是提高能效,减少温室气体排放,利用各种高科技手段提升发、输、配、用电各环节的运行管理水平,节约资源,保护环境,最终能下降电价,广大用户受益。智能电网的推广可减少25%以上的由发电产生的二氧化碳,这相当于1.3亿辆汽车启动瞬间二氧化碳的排放量。智能电网还可以提升供电及服务质量,并带动整个产业链的发展。总之,智能电网将现有电网所强调的安全、可靠、稳定,提高到一个全新的高度,进一步体现了电网对环境、经济乃至整个社会的积极贡献。
美国能源部部长和商务部部长访华时指出,智能电网是世界电网发展的新趋势,可以引导各方更加高效地用电,实现节能减排,并希望中美双方能够在解决相关问题方面携手合作。当前美国积极推进智能电网的发展和试点工作,这是奥巴马政府组建以来着力推进的一件大事。美国已发布了智能电网建设的第一批标准。
中国各地区差异太大,不但环境不同,生活习俗不同,用电和缺电不平衡,完全实现智能电网目标,还存在漫长的路程,所以中国的智能电网发展必须走循序前进的道路,有地区试点逐步走向全国,先解决用电和缺电的平衡,再解决更加高深的全面智能化技术。
国内开始启动
我国面对新形势新挑战,国家电网公司迅速将 “智能电网”上升到战略层面,今年上半年适时提出了全面建设以超高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的统一坚强智能电网计划。并针对此计划国家电网做出了三步走的规划,2009年至2010年为规划试点阶段,2011年至2015年为全面建设阶段,2016年至2020年为引领提升阶段。2009年8月,第一阶段工作已全面启动,将重点开展电网智能化规划工作,制定技术标准和管理规范,研究关键技术和研发智能化设备,开展各环节的试点工作,目前第一阶段工作已取得了一定的进展。