當(dāng)前，我國5G網(wǎng)絡(luò)已進入大規(guī)模部署階段。面對大量基站建設(shè)需求，共建共享成為大勢所趨。隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)向縱深推進，國家電網(wǎng)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(shè)和應(yīng)用。開展共享設(shè)備供電技術(shù)研究、完善共享桿塔標(biāo)準(zhǔn)體系、規(guī)范多站融合項目管理等是電力基礎(chǔ)設(shè)施共享設(shè)計的重點發(fā)展方向。
如今，“互聯(lián)網(wǎng)+”已和各行各業(yè)加速融合，對工程設(shè)計、建設(shè)、運維各環(huán)節(jié)均起到重塑作用?；ヂ?lián)網(wǎng)時代，電力基礎(chǔ)設(shè)施共享設(shè)計技術(shù)也需要運用互聯(lián)網(wǎng)思維，全力支撐泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)?；诨ヂ?lián)網(wǎng)思維的電力基礎(chǔ)設(shè)施共享設(shè)計技術(shù)，就是為滿足輸電線路、變電站等電力基礎(chǔ)設(shè)施開放共享需求而進行相關(guān)拓展、接口和應(yīng)用的設(shè)計技術(shù)，主要包括輸電線路共享設(shè)計技術(shù)和變電站共享設(shè)計技術(shù)兩個方面。
樹立基于互聯(lián)網(wǎng)思維的設(shè)計理念
傳統(tǒng)思維下的設(shè)計通常以“提升技術(shù)經(jīng)濟性能”為目標(biāo)。而互聯(lián)網(wǎng)思維引領(lǐng)下的設(shè)計理念應(yīng)立足“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”。具體來講，基于互聯(lián)網(wǎng)思維的設(shè)計理念應(yīng)具備以下三個特征：
以數(shù)據(jù)為核心。數(shù)據(jù)是支撐泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)。在企業(yè)內(nèi)部，首先要做到電網(wǎng)數(shù)據(jù)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(jù)共享。其次是建立電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，使電網(wǎng)具備自動收集、積累更新、分析處理和運行數(shù)據(jù)的功能。此外，為三維數(shù)字電網(wǎng)創(chuàng)造條件也是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，應(yīng)開發(fā)三維設(shè)計功能，深化三維設(shè)計應(yīng)用。
以綠色融合為導(dǎo)向。設(shè)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(yīng)用“設(shè)計云平臺”可實現(xiàn)專業(yè)間滲透互通，在線協(xié)同提高設(shè)計方案的技術(shù)經(jīng)濟特性。在行業(yè)融合上，設(shè)計技術(shù)方案應(yīng)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(wǎng)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(biāo)。建設(shè)“樞紐型、平臺型、共享型”企業(yè)，設(shè)計技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)立足建設(shè)開放、共享的電網(wǎng)，打造互利共贏的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系。
國網(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)研究院有限公司基于互聯(lián)網(wǎng)思維設(shè)計理念，以輸電線路和變電站共享設(shè)計作為新形勢下設(shè)計創(chuàng)新的突破點，提出基于互聯(lián)網(wǎng)思維的電力基礎(chǔ)設(shè)施共享設(shè)計技術(shù)。目前，《35千伏及以上線路工程與無線通信共享桿塔設(shè)計與安裝技術(shù)導(dǎo)則》《10千伏配電線路共享電桿設(shè)計與安裝技術(shù)導(dǎo)則》《國家電網(wǎng)有限公司變電站與數(shù)據(jù)中心站融合設(shè)計技術(shù)方案》《變電站與數(shù)據(jù)中心站融合技術(shù)導(dǎo)則》等已編制完成。
輸電線路及桿塔共享的技術(shù)方案
在國家電網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)域內(nèi)，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(chǔ)。共享成果應(yīng)用推廣既可提高雙方的經(jīng)濟效益，還能節(jié)約社會公共資源，加強電網(wǎng)自身通信網(wǎng)絡(luò)配置，使電網(wǎng)企業(yè)更準(zhǔn)確全面地獲取電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)和運行所需數(shù)據(jù)。
輸電線路共享設(shè)計技術(shù)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(shù)
共享通信技術(shù)分有線和無線兩類。
共享有線通信是根據(jù)有線通信需求，將光纖復(fù)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(diào)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(wǎng)企業(yè)利潤的作用。微站設(shè)備安裝在線路桿塔上，不需要改造鐵塔。然而宏站設(shè)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(shè)備的防雷、接地、電場等安全影響。因此需要在桿塔上增加設(shè)備支架，加強桿塔桿件甚至主材強度。
●共享感知技術(shù)
共享感知技術(shù)是將生態(tài)、氣象、消防、地質(zhì)災(zāi)害、定位導(dǎo)航等各類公共感知設(shè)備與輸電桿塔深度融合的設(shè)計技術(shù)。該項技術(shù)既可以為輸電線路建設(shè)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(jù)采集、傳輸和專業(yè)化處理，提高全社會應(yīng)對自然災(zāi)害的能力。經(jīng)評估，對采用國家電網(wǎng)公司通用設(shè)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(shè)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(shù)
包括桿塔技術(shù)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(shù)方案研究不同設(shè)備的安裝位置、高度、布置方案等，在滿足桿塔結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)、電氣安全距離的前提下，提出共享感知設(shè)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(yīng)用的供電方案有新建配電線路和風(fēng)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(shè)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(wǎng)企業(yè)一站式服務(wù)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(jù)搜集方便等共享優(yōu)勢，經(jīng)濟潛力巨大。變電站共享應(yīng)用應(yīng)綜合考慮企業(yè)運營、電網(wǎng)運行安全、社會資源集約等方面，現(xiàn)階段，基站、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等是共享變電站建設(shè)的主要方向。目前，國家電網(wǎng)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(shè)。
變電站共享設(shè)計技術(shù)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(nèi)道路、大門、圍墻、給排水設(shè)施等手段，充分利用屋頂、空地等資源，將多種設(shè)施充分整合，達(dá)到節(jié)約土地、降低綜合造價、縮短建設(shè)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(cè)10千伏或35千伏母線就近獲取電源，且在站內(nèi)敷設(shè)全部線路，大幅減少通道、路徑建設(shè)，縮短建設(shè)周期，保障供電可靠性。各設(shè)施接地網(wǎng)通過多點可靠連接，形成聯(lián)合接地網(wǎng)，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(shè)備的安全性。
●消防與防雷系統(tǒng)融合
不同設(shè)施可共用一套消防水池及泵房，減少重復(fù)建設(shè)，高效利用，統(tǒng)一管理。也可充分利用變電站防雷設(shè)施，在防雷保護范圍內(nèi)布置融合設(shè)施，如集裝箱式數(shù)據(jù)中心等，可共享防直擊雷保護功能，提升防雷設(shè)施利用率。
●通信與智能化融合
在開展對內(nèi)服務(wù)時，可共享變電站的通信設(shè)備和光纜資源；開展對外服務(wù)時，可利用變電站富余的光纜纖芯資源，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心站間高速網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。各融合設(shè)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(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)研究院有限公司）
