當前，我國5G網絡已進入大規(guī)模部署階段。面對大量基站建設需求，共建共享成為大勢所趨。隨著泛在電力物聯(lián)網建設向縱深推進，國家電網有限公司正在重點圍繞光纜、桿塔等實體資源，積極參與5G建設和應用。開展共享設備供電技術研究、完善共享桿塔標準體系、規(guī)范多站融合項目管理等是電力基礎設施共享設計的重點發(fā)展方向。
如今，“互聯(lián)網+”已和各行各業(yè)加速融合，對工程設計、建設、運維各環(huán)節(jié)均起到重塑作用?；ヂ?lián)網時代，電力基礎設施共享設計技術也需要運用互聯(lián)網思維，全力支撐泛在電力物聯(lián)網建設?；诨ヂ?lián)網思維的電力基礎設施共享設計技術，就是為滿足輸電線路、變電站等電力基礎設施開放共享需求而進行相關拓展、接口和應用的設計技術，主要包括輸電線路共享設計技術和變電站共享設計技術兩個方面。
樹立基于互聯(lián)網思維的設計理念
傳統(tǒng)思維下的設計通常以“提升技術經濟性能”為目標。而互聯(lián)網思維引領下的設計理念應立足“創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享”。具體來講，基于互聯(lián)網思維的設計理念應具備以下三個特征：
以數(shù)據為核心。數(shù)據是支撐泛在電力物聯(lián)網建設的基礎。在企業(yè)內部，首先要做到電網數(shù)據貫通，實現(xiàn)規(guī)劃、基建、運檢等不同環(huán)節(jié)、不同層級間數(shù)據共享。其次是建立電網數(shù)據庫，使電網具備自動收集、積累更新、分析處理和運行數(shù)據的功能。此外，為三維數(shù)字電網創(chuàng)造條件也是數(shù)據網絡建設至關重要的環(huán)節(jié)，應開發(fā)三維設計功能，深化三維設計應用。
以綠色融合為導向。設計方案要注重綠色環(huán)保，做到過程專業(yè)融合、成果行業(yè)融合。在專業(yè)融合上，應用“設計云平臺”可實現(xiàn)專業(yè)間滲透互通，在線協(xié)同提高設計方案的技術經濟特性。在行業(yè)融合上，設計技術方案應打破行業(yè)壁壘，積極與通信、氣象、生態(tài)、消防、交通、互聯(lián)網等行業(yè)融合，形成智能化、數(shù)字化、多元化格局。
以開放共享為目標。建設“樞紐型、平臺型、共享型”企業(yè)，設計技術創(chuàng)新應立足建設開放、共享的電網，打造互利共贏的能源互聯(lián)網生態(tài)體系。
國網經濟技術研究院有限公司基于互聯(lián)網思維設計理念，以輸電線路和變電站共享設計作為新形勢下設計創(chuàng)新的突破點，提出基于互聯(lián)網思維的電力基礎設施共享設計技術。目前，《35千伏及以上線路工程與無線通信共享桿塔設計與安裝技術導則》《10千伏配電線路共享電桿設計與安裝技術導則》《國家電網有限公司變電站與數(shù)據中心站融合設計技術方案》《變電站與數(shù)據中心站融合技術導則》等已編制完成。
輸電線路及桿塔共享的技術方案
在國家電網公司經營區(qū)域內，輸電線路和桿塔覆蓋范圍廣、可靠性高，通信光纜資源豐富，與通信等行業(yè)具有天然的合作基礎。共享成果應用推廣既可提高雙方的經濟效益，還能節(jié)約社會公共資源，加強電網自身通信網絡配置，使電網企業(yè)更準確全面地獲取電網規(guī)劃、建設和運行所需數(shù)據。
輸電線路共享設計技術都包括哪些方面？又能為線路和桿塔共享的各種場景提供什么解決方案？
●共享通信技術
共享通信技術分有線和無線兩類。
共享有線通信是根據有線通信需求，將光纖復合架空地線（OPGW光纜）共享給通信行業(yè)使用。對于同一條輸電線路2根地線均為OPGW光纜的輸電線路，可將電力調度運行所需光纖集中在一根OPGW光纜中，將另一根OPGW光纜專供通信行業(yè)使用。對于僅有一根OPGW光纜（另一根為普通地線）的輸電線路，可將多余纖芯共享給通信行業(yè)，也可將現(xiàn)有普通地線更換為OPGW光纜，專供通信行業(yè)使用。
共享無線通信是利用桿塔資源，將通信行業(yè)的宏基站、微基站安裝在輸電桿塔上，起到節(jié)約社會資源、提高電網企業(yè)利潤的作用。微站設備安裝在線路桿塔上，不需要改造鐵塔。然而宏站設備重量大、體積大、安裝位置較高，需要在桿塔上合理布置其安裝高度和具體位置，并考慮輸電線路對宏站設備的防雷、接地、電場等安全影響。因此需要在桿塔上增加設備支架，加強桿塔桿件甚至主材強度。
●共享感知技術
共享感知技術是將生態(tài)、氣象、消防、地質災害、定位導航等各類公共感知設備與輸電桿塔深度融合的設計技術。該項技術既可以為輸電線路建設和運行提供環(huán)境變化資料，又可以通過融合實現(xiàn)更大范圍、更大規(guī)模的數(shù)據采集、傳輸和專業(yè)化處理，提高全社會應對自然災害的能力。經評估，對采用國家電網公司通用設計的桿塔開展生態(tài)監(jiān)測共享，只需進行局部桿件校核，基本不影響桿塔強度；對未采用通用設計的老舊桿塔開展生態(tài)監(jiān)測共享，在開展電氣和桿塔荷載校驗后，還需要改造或加強局部的桿塔。
●共享支撐技術
包括桿塔技術方案、供電方案、桿塔信息管理和運營模式4個方面。桿塔技術方案研究不同設備的安裝位置、高度、布置方案等，在滿足桿塔結構協(xié)調、電氣安全距離的前提下，提出共享感知設備或通信基站在桿塔上的安裝方案。安裝后如何對其供電？目前已實現(xiàn)應用的供電方案有新建配電線路和風光蓄供電，抽取電能方案是未來的發(fā)展方向。桿塔信息綜合管理是對桿塔共享方案的重要支撐，可實現(xiàn)對共享桿塔及其監(jiān)測設備的屬性、狀態(tài)、所屬單位等信息全過程的管理。運營模式方面，建議采用電網企業(yè)一站式服務或聯(lián)合運營模式。
如何開展變電站共享融合
變電站有多種融合元素，且具有場站資源豐富、布置場地集中、電源充足穩(wěn)定、數(shù)據搜集方便等共享優(yōu)勢，經濟潛力巨大。變電站共享應用應綜合考慮企業(yè)運營、電網運行安全、社會資源集約等方面，現(xiàn)階段，基站、數(shù)據業(yè)務等是共享變電站建設的主要方向。目前，國家電網公司主要選擇220千伏及以下電壓等級變電站開展共享融合建設。
變電站共享設計技術可從場地與建筑物融合、供電與接地融合、消防與防雷系統(tǒng)融合、通信與智能化融合等方面統(tǒng)籌考慮。
●場地與建筑物融合
可通過共用場站內道路、大門、圍墻、給排水設施等手段，充分利用屋頂、空地等資源，將多種設施充分整合，達到節(jié)約土地、降低綜合造價、縮短建設周期、提升變電站價值的目的。
●供電與接地融合
可從變電站低壓側10千伏或35千伏母線就近獲取電源，且在站內敷設全部線路，大幅減少通道、路徑建設，縮短建設周期，保障供電可靠性。各設施接地網通過多點可靠連接，形成聯(lián)合接地網，有利于降低接地電阻，優(yōu)化接觸電勢和跨步電勢的分布，提高人身及設備的安全性。
●消防與防雷系統(tǒng)融合
不同設施可共用一套消防水池及泵房，減少重復建設，高效利用，統(tǒng)一管理。也可充分利用變電站防雷設施，在防雷保護范圍內布置融合設施，如集裝箱式數(shù)據中心等，可共享防直擊雷保護功能，提升防雷設施利用率。
●通信與智能化融合
在開展對內服務時，可共享變電站的通信設備和光纜資源；開展對外服務時，可利用變電站富余的光纜纖芯資源，實現(xiàn)數(shù)據中心站間高速網絡互聯(lián)。各融合設施可共享門禁系統(tǒng)、站區(qū)安防系統(tǒng)、消防廣播等功能，發(fā)掘智能化系統(tǒng)潛力。
（作者單位：國網經濟技術研究院有限公司）
