四網融合是國家電網公司發展規劃之一,公司成立了智能電網部,專門負責推進這項工作,電力網的最大優勢是包羅了一切用戶。目前只有部分家庭擁有電話和寬帶,但所有家庭都用電,電力線上網比其他各種上網方式都擁有更多接入用戶。至于技術上問題不大,實際上電力線上網早在5年前技術已經基本成熟,并在多個地區進行了試點。如果多網合一,主要是在400伏的配電網中加一根光纖,現在光纖的成本非常低,如果光纖跟著電纜走,在技術上來說也有好處。但是四網融合涉及到多個政府部門管轄的事,不是輕易能解決的問題。目前電網系統內部,也需要很大的信息傳遞,所以光電合一事智能電網中必不可少的一頁。信息請登陸:輸配電設備網
1.光纖-電力電纜
光纖-電力電纜的含義是電力電纜中包含了光纖單元,光纖-電力電纜設計既應符合電力電纜指標要求,又應保護光纖,并保證光纖的信號傳輸可靠性。因為有力纜和光纜二部分組成,連接盒的設計比較復雜,所以制造光纖-電力電纜長度很長,不用中間連接盒。淺海需要連接電力電纜的情況很多,如采用光纖-電力電纜,更為方便。當代的光纖信息傳遞技術已大大超過對稱和同軸通信電纜,并重量輕、體積小和信息量大等有點。
圖9是光纖-電力電纜品種之一,注釋如下:1)高密度聚乙烯外護套;2)單模光纖;3)銅70mm2阻水導體,8.7/15kV乙丙橡膠絕緣;4)擠出的填料;5)低密度聚乙烯內護套;6)鍍鋅雙鋼絲鎧裝,鋼絲直徑為3.5mm,內層48根,外層54根。
圖10是光纖-電力電纜中的光纜單元,注釋如下:1)中心加強元件;2)單模光纖;3)PBT套管;4)低密度聚乙烯內護套;5)芳倫纖維加強(類似鎧裝);6)熱塑性隔離帶;7)銅金屬密閉護套;8)高密度聚乙烯外護套。
光纖-電力電纜的機械性能如下:1)外徑98.8mm;2)空氣中重量21.7kg/m;3)水中重量13.9kg/m;4)最大工作負荷70噸;5)軸向堅實度 293.6MN;6)20℃時彎曲堅實度1.6kN·m2。電氣性能如下:1)電壓等級12/20;2)運行電壓13.8kV;3)頻率60Hz;4)額定電流265A;5)電容0.3μF/km;6)電感0.4mH/km。
光纜部分性能如下:1)光纖根數可到48根;2)外徑 14mm;3)重量215kg/km;4)最大拉力2700N;5)彎曲直徑625mm;6)耐擠壓220N/cm;7)耐水壓力22.5kgf /cm2;8)運行溫度范圍為-20℃~ 70℃。
2.家用網絡系統柔軟光纜
光纜到戶以后,建立家庭光纖網絡的要求也不斷增加,更重要的是家庭網絡的配線元件,有效的方法是將光纜傳入已經埋在墻內的管道內。然而,現有的方法并不能很奏效,因為需要調整電纜的長度和二端的連接器,此外,還需要有配合過渡到光纖的外接口,可想而知,利用已經埋設的管道,并非簡單的工作。新方法是采用可卷繞柔軟光纜使配線系統得到改善。
關鍵技術是制造一種“光纖卷繞繩”,既然稱它為“繩”,則其可卷繞性當然非常順手,在相當程度上可任意伸展,可隨意與電纜或連接器連接,更形象化的解釋,可把它看成是彈簧形光纜。與此同時,光纖衰減和連接器衰減也必需符合規定。國內是否發展,有待觀察。
光纖卷繞繩的結構,是具有輔助孔光纖的螺旋繩,并有覆蓋層,這種結構在彎曲時,光纖的衰減特別小,圖11為輔助孔光纖的結構,連接器直徑為125μm。
3.光-電綜合通信光纜
光-電綜合通信光纜中含一個8芯光纖單位,7個銅線四線組和9個對稱線對。該纜主要應用在通信系統中,如圖15所示,光纖作為大容量通信,四線組和線對作為區間通信和信號傳輸用。由于將光纖單元和其他線組絞合成纜,可降低線路的造價。至于電纜的屏蔽、護套、鎧裝等結構,可按使用環境設計,圖15中沒有表明。
4. 其他綜合光纜
綜合光纜在鐵路領域中早已廣泛應用,對于智能電網也有可能需求。綜合光纜的結構,除含有光纖單元外,還包含小規格電力線、控制線、信號線、儀表線、數據線和電話線等。目前沒有定型,今后將按照智能電網規范或標準要求制造。
當前智能電網的國際趨勢
近年來,歐美一些發達國家大力提倡和積極發展智能電網,將其提升到國家能源、環境與經濟可持續發展戰略的高度來全力推行,并試圖通過投資建設智能電網達到近期刺激經濟發展的效果。在國際金融危機中,奧巴馬的經濟刺激計劃就包括了加快智能電網的發展。
智能電網的核心價值是提高能效,減少溫室氣體排放,利用各種高科技手段提升發、輸、配、用電各環節的運行管理水平,節約資源,保護環境,最終能下降電價,廣大用戶受益。智能電網的推廣可減少25%以上的由發電產生的二氧化碳,這相當于1.3億輛汽車啟動瞬間二氧化碳的排放量。智能電網還可以提升供電及服務質量,并帶動整個產業鏈的發展。總之,智能電網將現有電網所強調的安全、可靠、穩定,提高到一個全新的高度,進一步體現了電網對環境、經濟乃至整個社會的積極貢獻。
美國能源部部長和商務部部長訪華時指出,智能電網是世界電網發展的新趨勢,可以引導各方更加高效地用電,實現節能減排,并希望中美雙方能夠在解決相關問題方面攜手合作。當前美國積極推進智能電網的發展和試點工作,這是奧巴馬政府組建以來著力推進的一件大事。美國已發布了智能電網建設的第一批標準。
中國各地區差異太大,不但環境不同,生活習俗不同,用電和缺電不平衡,完全實現智能電網目標,還存在漫長的路程,所以中國的智能電網發展必須走循序前進的道路,有地區試點逐步走向全國,先解決用電和缺電的平衡,再解決更加高深的全面智能化技術。
國內開始啟動
我國面對新形勢新挑戰,國家電網公司迅速將 “智能電網”上升到戰略層面,今年上半年適時提出了全面建設以超高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎,以信息化、數字化、自動化、互動化為特征的統一堅強智能電網計劃。并針對此計劃國家電網做出了三步走的規劃,2009年至2010年為規劃試點階段,2011年至2015年為全面建設階段,2016年至2020年為引領提升階段。2009年8月,第一階段工作已全面啟動,將重點開展電網智能化規劃工作,制定技術標準和管理規范,研究關鍵技術和研發智能化設備,開展各環節的試點工作,目前第一階段工作已取得了一定的進展。