2019年12月24日 | 互联网时代 如何共享设计电力基础设施

当前，我国5G网络已进入大规模部署阶段。面对大量基站建设需求，共建共享成为大势所趋。随着泛在电力物联网建设向纵深推进，国家电网有限公司正在重点围绕光缆、杆塔等实体资源，积极参与5G建设和应用。开展共享设备供电技术研究、完善共享杆塔标准体系、规范多站融合项目管理等是电力基础设施共享设计的重点发展方向。

如今，“互联网+”已和各行各业加速融合，对工程设计、建设、运维各环节均起到重塑作用。互联网时代，电力基础设施共享设计技术也需要运用互联网思维，全力支撑泛在电力物联网建设。基于互联网思维的电力基础设施共享设计技术，就是为满足输电线路、变电站等电力基础设施开放共享需求而进行相关拓展、接口和应用的设计技术，主要包括输电线路共享设计技术和变电站共享设计技术两个方面。

树立基于互联网思维的设计理念

传统思维下的设计通常以“提升技术经济性能”为目标。而互联网思维引领下的设计理念应立足“创新、协调、绿色、开放、共享”。具体来讲，基于互联网思维的设计理念应具备以下三个特征：

以数据为核心。数据是支撑泛在电力物联网建设的基础。在企业内部，首先要做到电网数据贯通，实现规划、基建、运检等不同环节、不同层级间数据共享。其次是建立电网数据库，使电网具备自动收集、积累更新、分析处理和运行数据的功能。此外，为三维数字电网创造条件也是数据网络建设至关重要的环节，应开发三维设计功能，深化三维设计应用。

以绿色融合为导向。设计方案要注重绿色环保，做到过程专业融合、成果行业融合。在专业融合上，应用“设计云平台”可实现专业间渗透互通，在线协同提高设计方案的技术经济特性。在行业融合上，设计技术方案应打破行业壁垒，积极与通信、气象、生态、消防、交通、互联网等行业融合，形成智能化、数字化、多元化格局。

以开放共享为目标。建设“枢纽型、平台型、共享型”企业，设计技术创新应立足建设开放、共享的电网，打造互利共赢的能源互联网生态体系。

国网经济技术研究院有限公司基于互联网思维设计理念，以输电线路和变电站共享设计作为新形势下设计创新的突破点，提出基于互联网思维的电力基础设施共享设计技术。目前，《35千伏及以上线路工程与无线通信共享杆塔设计与安装技术导则》《10千伏配电线路共享电杆设计与安装技术导则》《国家电网有限公司变电站与数据中心站融合设计技术方案》《变电站与数据中心站融合技术导则》等已编制完成。

输电线路及杆塔共享的技术方案

在国家电网公司经营区域内，输电线路和杆塔覆盖范围广、可靠性高，通信光缆资源丰富，与通信等行业具有天然的合作基础。共享成果应用推广既可提高双方的经济效益，还能节约社会公共资源，加强电网自身通信网络配置，使电网企业更准确全面地获取电网规划、建设和运行所需数据。

输电线路共享设计技术都包括哪些方面？又能为线路和杆塔共享的各种场景提供什么解决方案？

●共享通信技术

共享通信技术分有线和无线两类。

共享有线通信是根据有线通信需求，将光纤复合架空地线（OPGW光缆）共享给通信行业使用。对于同一条输电线路2根地线均为OPGW光缆的输电线路，可将电力调度运行所需光纤集中在一根OPGW光缆中，将另一根OPGW光缆专供通信行业使用。对于仅有一根OPGW光缆（另一根为普通地线）的输电线路，可将多余纤芯共享给通信行业，也可将现有普通地线更换为OPGW光缆，专供通信行业使用。

共享无线通信是利用杆塔资源，将通信行业的宏基站、微基站安装在输电杆塔上，起到节约社会资源、提高电网企业利润的作用。微站设备安装在线路杆塔上，不需要改造铁塔。然而宏站设备重量大、体积大、安装位置较高，需要在杆塔上合理布置其安装高度和具体位置，并考虑输电线路对宏站设备的防雷、接地、电场等安全影响。因此需要在杆塔上增加设备支架，加强杆塔杆件甚至主材强度。

●共享感知技术

共享感知技术是将生态、气象、消防、地质灾害、定位导航等各类公共感知设备与输电杆塔深度融合的设计技术。该项技术既可以为输电线路建设和运行提供环境变化资料，又可以通过融合实现更大范围、更大规模的数据采集、传输和专业化处理，提高全社会应对自然灾害的能力。经评估，对采用国家电网公司通用设计的杆塔开展生态监测共享，只需进行局部杆件校核，基本不影响杆塔强度；对未采用通用设计的老旧杆塔开展生态监测共享，在开展电气和杆塔荷载校验后，还需要改造或加强局部的杆塔。

●共享支撑技术

包括杆塔技术方案、供电方案、杆塔信息管理和运营模式4个方面。杆塔技术方案研究不同设备的安装位置、高度、布置方案等，在满足杆塔结构协调、电气安全距离的前提下，提出共享感知设备或通信基站在杆塔上的安装方案。安装后如何对其供电？目前已实现应用的供电方案有新建配电线路和风光蓄供电，抽取电能方案是未来的发展方向。杆塔信息综合管理是对杆塔共享方案的重要支撑，可实现对共享杆塔及其监测设备的属性、状态、所属单位等信息全过程的管理。运营模式方面，建议采用电网企业一站式服务或联合运营模式。

如何开展变电站共享融合

变电站有多种融合元素，且具有场站资源丰富、布置场地集中、电源充足稳定、数据搜集方便等共享优势，经济潜力巨大。变电站共享应用应综合考虑企业运营、电网运行安全、社会资源集约等方面，现阶段，基站、数据业务等是共享变电站建设的主要方向。目前，国家电网公司主要选择220千伏及以下电压等级变电站开展共享融合建设。

变电站共享设计技术可从场地与建筑物融合、供电与接地融合、消防与防雷系统融合、通信与智能化融合等方面统筹考虑。

●场地与建筑物融合

可通过共用场站内道路、大门、围墙、给排水设施等手段，充分利用屋顶、空地等资源，将多种设施充分整合，达到节约土地、降低综合造价、缩短建设周期、提升变电站价值的目的。

●供电与接地融合

可从变电站低压侧10千伏或35千伏母线就近获取电源，且在站内敷设全部线路，大幅减少通道、路径建设，缩短建设周期，保障供电可靠性。各设施接地网通过多点可靠连接，形成联合接地网，有利于降低接地电阻，优化接触电势和跨步电势的分布，提高人身及设备的安全性。

●消防与防雷系统融合

不同设施可共用一套消防水池及泵房，减少重复建设，高效利用，统一管理。也可充分利用变电站防雷设施，在防雷保护范围内布置融合设施，如集装箱式数据中心等，可共享防直击雷保护功能，提升防雷设施利用率。

●通信与智能化融合

在开展对内服务时，可共享变电站的通信设备和光缆资源；开展对外服务时，可利用变电站富余的光缆纤芯资源，实现数据中心站间高速网络互联。各融合设施可共享门禁系统、站区安防系统、消防广播等功能，发掘智能化系统潜力。

  （作者单位：国网经济技术研究院有限公司）