通信技術在智能電網中的應用論文

　　摘 要：信息和通信技術是智能電網的核心技術之一，是實現智能電網的基礎。本文簡要介紹了智能電網的相關概念，并分析了幾種主要的通信技術在智能電網中的應用和應用中的注意事項。

　　關鍵詞：通信技術；智能電網

　　1.智能電網概述

　　智能電網是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術的應用。智能電網可以通過電子終端將用戶之間、用戶和電網公司之間形成網絡互動和即時連接，實現電力數據讀取的實時、高速、雙向的總體效果，實現電力、電訊、電視、智能家電控制和電池集成充電等的多用途開發(fā)，具體智能電網智能表現在：

　�。�1）自愈。通過實時掌控電網運行狀態(tài)，及時發(fā)現、快速診斷和消除故障隱患;在盡量少的人工干預下，快速隔離故障、自我恢復，避免大面積停電的發(fā)生。

　　（2）安全可靠。很好地應對自然災害、外力破壞和計算機攻擊，保證人身、設備和電網的安全，自動恢復電網的運行。

　�。�3）經濟高效。優(yōu)化資源配置，提高設備傳輸容量和利用率;在不同區(qū)域間進行及時調度，平衡電力供應缺口;支持電力市場競爭的要求，實行動態(tài)的浮動電價制度，實現整個電力系統(tǒng)優(yōu)化運行。

　�。�4）兼容。能夠開放性地兼容各種類型設備，包括集中大電源、分布式發(fā)電以及可再生能源，滿足電力與自然環(huán)境、社會經濟和諧發(fā)展的要求。

　　（5）與用戶友好互動。實現與客戶的智能互動，以最佳的電能質量和供電可靠性滿足客戶需求。系統(tǒng)運行與批發(fā)、零售電力市場實現無縫銜接，同時通過市場交易更好地激勵電力市場主體參與電網安全管理，從而提升電力系統(tǒng)的安全運行水平。

　　2.通信技術在智能電網中的應用

　　信息和通信技術是智能電網的核心，決定了智能電網的未來。如我國已在在配電、用電領域，開發(fā)了BPL技術，應用于自動抄表、配網管理、用戶雙向通信等方面，提高工作效率，減少人為差錯，加強用戶管理。此外，電網管理部門還可以根據回傳的用戶電能使用數據對全網電能進行合理調配，實現從電量采集及傳輸、統(tǒng)計查詢、線損分析、異常報警、報表生成等一系列遠程監(jiān)控管理工作的全面自動化，進而達到智能控制的目的'。

　　2.1通信技術在智能電網中的具體應用

　　建立高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)是實現智能電網的基礎，沒有通信系統(tǒng)，任何智能電網的特征都無法實現，因為智能電網的數據獲取、保護和控制都需要通信系統(tǒng)的支持，因此建立這樣的通信系統(tǒng)是邁向智能電網的第一步。高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)使智能電網成為一個動態(tài)的、實時信息和電力交換互動的大型的基礎設施。當通信系統(tǒng)建成后，它可以提高電網的供電可靠性和資產的利用率，繁榮電力市場，抵御電網受到的攻擊，從而提高電網價值。

　　在應用中，電力系統(tǒng)本質上是能量的傳遞過程，該過程由發(fā)電、輸電、配電及用電4個環(huán)節(jié)組成。調度數據專網等電力專用通信網絡已經覆蓋了發(fā)電、輸電、配電等環(huán)節(jié)，用戶側利用載波方式進行小數據量傳輸（如抄表）已得到廣泛使用。能量管理（EMS）、廣域向量測量（WAMS）、電能量計費（TMR）、水調自動化（AWT）、配電網管理系統(tǒng)（DMS）等信息系統(tǒng)為電力系統(tǒng)的正常運行提供了可靠的技術保障。

　　智能電網的特征之一是與用戶良好的交互，自動抄表（AMR）或者自動測量（AMI）等智能表計及用戶側信息網關成為智能電網的重要領域之一。目前大多數AMR及AMI的解決方案中采用GPRS、RF等無線技術作為通信手段。從發(fā)電、輸電、配電的通信方式發(fā)展看，信息網絡傳輸的是保護、控制、測量數據等綜合信息，智能電網的電力通信網絡將發(fā)展綜合信息網絡。從信息利用角度看，智能電網的監(jiān)控從傳統(tǒng)電網的基于局部信息向基于全局信息轉變，分散在各類信息系統(tǒng)的數據等將通過綜合數據平臺的方式進行集成，方便不同業(yè)務關注人員對各類數據進行應用，實現智能電網的高級分析應用功能。

　　2.2通信技術(網絡)在智能電網中應用方案要點分析

　　網絡具有可靠性高、控制靈活、易于維護、擴展方便等眾多適合智能電網控制的優(yōu)點，可顯著簡化控制設備的連接方式，實現各種異構控制設備的網絡集成和信息共享。然而電力系統(tǒng)是分布式、實時系統(tǒng)，各種控制設備的信息差異很大，通過網絡傳輸控制信息將存在時延不確定、路徑不確定、數據包丟失、信息因果性喪失等問題。可從電力系統(tǒng)信息的傳輸特性，網絡對電網控制性能的影響、電網的通信系統(tǒng)體系結構的影響等方面入手，研究信息網絡在智能電網應用的關鍵問題。

　　如果高速雙向通信系統(tǒng)的建成，智能電網通過連續(xù)不斷地自我監(jiān)測和校正，它還可以監(jiān)測各種擾動，進行補償，重新分配潮流，避免事故的擴大。高速雙向通信系統(tǒng)使得各種不同的智能電子設備、智能表計、控制中心、電力電子控制器、保護系統(tǒng)以及用戶進行網絡化的通信，提高對電網的駕馭能力和優(yōu)質服務的水平。

　　智能電網的集成通信系統(tǒng)架構由兩部分組成：①主網或高電壓等級電力通信，包括智能電網的調度控制中心、管理平臺和發(fā)電輸電網絡的通信系統(tǒng)。主要實現全自動化控制過程，強調高可靠、高帶寬及傳輸路由的相對可控，管理層面簡單，無人為干預，主要變電站形成多路由多方向互聯(lián)，保證N-M下的通信要求，用網絡的健壯性來滿足系統(tǒng)的高可靠性，這部分以下一代光網絡通信為基礎。②配網和用戶側通信，主要是高、中、低壓配電網，包括用戶電表和電器等通信系統(tǒng)。其通信形式多樣，有光纖通信、無線通信、電力線載波等。

　　有兩個方面的技術需要重點關注，其一就是開放的通信架構，它形成一個"即插即用"的環(huán)境，使電網元件之間能夠進行網絡化的通信；其二是統(tǒng)一的技術標準，它能使所有的傳感器、智能電子設備、以及應用系統(tǒng)之間實現無縫的通信，也就是信息在所有這些設備和系統(tǒng)之間能夠得到完全的理解，實現設備和設備之間、設備和系統(tǒng)之間、系統(tǒng)和系統(tǒng)之間的互操作功能。這就需要電力公司、設備制造企業(yè)以及標準制定機構進行通力的合作，才能實現通信系統(tǒng)的互聯(lián)互通。

　　從電力通信技術的發(fā)展角度看，在智能電網主網架方面，電力通信網絡將會延續(xù)大容量、高速率、分組化、智能化、寬帶化的通信發(fā)展趨勢，重點發(fā)展光纜通信，如光纖復合架空地線（OPGW）、Optical phase光纜（OPPC）、全介質自承式光纜（ADSS）等。建設下一代光網絡采用全IP扁平化集中控制的網絡結構，實現多點對多點的布局，形成高速寬帶、網狀網結構的多重傳輸網絡，從而提高控制中心的可靠性。以光傳送網絡為代表，傳輸網絡與數據網絡將進一步融合，增加網絡的業(yè)務適應性、優(yōu)先級控制和承運成本控制，提高基礎傳送網的利用效率。數據網則呈現向IPv6的演進，同時將電信級以太網應用于基礎傳輸網絡。技術細節(jié)上，基于行為的網絡安全技術將業(yè)務流量的統(tǒng)計性質與用戶行為相結合，建造自適應、高效、高服務質量（QoS）的網絡系統(tǒng)。交換方面，軟交換是下一代交換網絡的控制功能實體，是下一代網絡呼叫與控制的核心，IMS作為全新的多媒體業(yè)務形式，將滿足現有的終端客戶更新穎、更多樣化的多媒體業(yè)務需求。

　　參考文獻：

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