为应对电力需求增长,不列颠哥伦比亚水电站(英文名:BCHydro)在其领域内完成了大部分电表升级,下一步将迈进网络迁移阶段。
在全球性气候变化以及能源需求增长的压力下,为了应对电力需求的不断增长,许多国家都加入到智能电网建设行列。虽然到目前为止,智能电网在国际上还没有一个统一的概念,但这并不妨碍各个国家对于智能电网的热情。
加拿大就是其中之一,除跨省或跨国的电力交易外,加拿大的电力主要由各省负责,各省电网自成整体调度运行,跨国问题则由加拿大政府处理。加拿大三家最大的电力公司分别为安大略发电公司、魁北克水电公司以及不列颠哥伦比亚水电站(英文名:BCHydro)。
其中,不列颠哥伦比亚水电公司是一家商业皇冠公司,由大不列颠哥伦比亚省所有,是大不列颠哥伦比亚省最大的电力企业,是北美清洁可再生能源供应商中的领导者之一,为该省95%的人口提供电力服务,该省客户总数约为190万人。
2013年上半年,不列颠哥伦比亚水电公司完成了领域内97%智能电表的安装,推进其智能电表项目进入下一个阶段——网络迁移阶段,这就意味着不列颠哥伦比亚水电站将开始从Itron的RFMesh智能计量架构转向IPv6网络,以实现应用软件和配电自动化设备在安全的企业级网络基础设施中的互操作性。
现代化驱动力
不列颠哥伦比亚水电公司,共有41座水坝,30台水电设备以及9个火电机组;电力传输网由11250英里(约18000千米)电力传输线,260座变电站和22000个钢塔架构成;配电网由35000英里(约56000KM)分配线,900000电线杆以及300000变压器组成。
由于用电需求的稳步增长,有数据显示到2032年电力需求将再增长50%,以上的发电、传送以及配电系统将无法满足新增长的需求。现有电网大部分都是在20世纪投资建设而成,许多设备、技术都相对老旧,这都成为加拿大智能电网建设中的难题。
与我国不同的是,加拿大地广人稀、住宅不密集,因此采用的是大规模输电线路进行电力传输。因此,对我国来讲的并网难题在加拿大并不凸显,得益于其分散的发展方式以及智能电网的双向传输功能,他们不需要建设大规模、长距离的输电线路,相比并网,加拿大电网公司面临的更突出的难题是多数输电线路陈旧以及电网设备严重老化问题。因此如何解决长距离电力输送的电能损耗、更换设备成为加拿大智能电网建设中的两大难点。作为高效电能电网的基础,智能电表替换老旧电表成为关键项目。
电表换新计划
不列颠哥伦比亚水电公司的智能电表计划,是其由省内节能环保倡议者向全球领导者转变的一大步。基于OpenWay的智能电表系统,实施智能网络解决方案,该方案由思科与合作伙伴Itron共同开发,将其通讯技术与Itron的电表进行整合,使每块电表的数据都能实时传回总部,进而实现实时控制。
相比以往的人工抄表,十五分钟采集一次信息并用3G传送回总部的方式,现在该智能电表的安装帮助实现了每块电表的端到端实时控制,有效减少电力盗窃现象;利用这种智能电表,不列颠哥伦比亚水电公司能够以更低的碳排放实现电力供应管理,为整个电网提供更好的控制和用电监控。目前不列颠哥伦比亚水电公司智能电表的安装已经基本完成,通过使用行业领先的计量表数据管理系统获取智能表计的详细数据,已对175万用户实现了自动缴费转变。
该计划在实施过程中,实现了新老电表交替、系统计量、家用反馈工作以及电网现代化四个方面的转变。第一,项目范围内所有老电表升级为智能电表,建设电表通信网络,采用自动数据收集系统;第二,安装配电网电表,开发电力盗窃分析软件,帮助确定电力损失,包括分流和盗窃;第三,引用家用显示设备,启用新的节约网络站点;第四,采用清洁能源传输标准,支持微型电网和分布式发电,实现智能电网自愈功能,适应双向电力传输。
今年,不列颠哥伦比亚水电公司的智能电表项目进入了下一个阶段——网络迁移阶段。在测试完Itron和思科联合开发的IPv6网络架构后,不列颠哥伦比亚水电公司迈出了重要的一步,使得公共事业单位开始向实现基于开放IP多应用网络系统更近了一步。
接下来,不列颠哥伦比亚水电公司将开始从Itron的RFMesh智能计量架构转向智能电网IPv6网络,以确保应用软件和配电自动化设备在安全的企业级网络基础设施中的互操作性。后台迁移测试成功以后,BCHydro将批准开始更大规模的IPv6网络迁移,覆盖40000只智能电表。批准之后,剩余176万联网电表的迁移将于2014年通过无线固件下载方式完成。
此前,加拿大代表曾在“加中智能电网合作研讨会”上爆出的“惊人决定”——2014年,关停国内所有的燃煤电厂。如此惊人的言语,背后支撑它的是智能电网建设工作的稳步推进。
IPv6使BCHydro智能电表独一无二
虽然许多电力企业都部署了智能电表相关设施,但BCHydro将是第一个使用IP网络进行智能电表管理的企业。虽然在全球范围来看,很多企业的智能电表部署量远远超过两百万,但是BCHydro是全球第一个使用思科现场区域路由器(FieldAreaRouter,CGR)和智能电表现场区域网络体系(FieldAreaNetwork,FAN)的电力企业,它现在要构建的一个安全、适应性强、易管理、能够支持2M路由地址的IPv6网络,这是独一无二的。
与此同时,在构建该弹性可扩展网络过程中,不列颠哥伦比亚水电公司面临多个方面的挑战。从网络弹性上来讲,BCHydro需要支持两百万个IPv6端点和1700个接入路由器,网络需要支持智能分布式馈线自动化,支持物理网络冗余;在选择和调整合适的路由协议方面,IGP协议不一定适用于所有的网络拓扑,需要支持无线回程网络的“移动”特性;在建造快速收敛、稳定的网络,引入网络寻址失败检测,并通过选择正确的计时器来解决相关问题。
梁欢
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