通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用論文
摘 要：信息和通信技術(shù)是智能電網(wǎng)的核心技術(shù)之一，是實(shí)現智能電網(wǎng)的基礎。本文簡(jiǎn)要介紹了智能電網(wǎng)的相關(guān)概念，并分析了幾種主要的通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用和應用中的注意事項。
關(guān)鍵詞：通信技術(shù)；智能電網(wǎng)
1.智能電網(wǎng)概述
智能電網(wǎng)是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò )的基礎上，通過(guò)先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的設備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統技術(shù)的應用。智能電網(wǎng)可以通過(guò)電子終端將用戶(hù)之間、用戶(hù)和電網(wǎng)公司之間形成網(wǎng)絡(luò )互動(dòng)和即時(shí)連接，實(shí)現電力數據讀取的實(shí)時(shí)、高速、雙向的總體效果，實(shí)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(kāi)發(fā)，具體智能電網(wǎng)智能表現在：
�。�1）自愈。通過(guò)實(shí)時(shí)掌控電網(wǎng)運行狀態(tài)，及時(shí)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(wǎng)的安全，自動(dòng)恢復電網(wǎng)的運行。
�。�3）經(jīng)濟高效。優(yōu)化資源配置，提高設備傳輸容量和利用率;在不同區域間進(jìn)行及時(shí)調度，平衡電力供應缺口;支持電力市場(chǎng)競爭的要求，實(shí)行動(dòng)態(tài)的浮動(dòng)電價(jià)制度，實(shí)現整個(gè)電力系統優(yōu)化運行。
�。�4）兼容。能夠開(kāi)放性地兼容各種類(lèi)型設備，包括集中大電源、分布式發(fā)電以及可再生能源，滿(mǎn)足電力與自然環(huán)境、社會(huì )經(jīng)濟和諧發(fā)展的要求。
�。�5）與用戶(hù)友好互動(dòng)。實(shí)現與客戶(hù)的智能互動(dòng)，以最佳的電能質(zhì)量和供電可靠性滿(mǎn)足客戶(hù)需求。系統運行與批發(fā)、零售電力市場(chǎng)實(shí)現無(wú)縫銜接，同時(shí)通過(guò)市場(chǎng)交易更好地激勵電力市場(chǎng)主體參與電網(wǎng)安全管理，從而提升電力系統的安全運行水平。
2.通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用
信息和通信技術(shù)是智能電網(wǎng)的核心，決定了智能電網(wǎng)的未來(lái)。如我國已在在配電、用電領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)了BPL技術(shù)，應用于自動(dòng)抄表、配網(wǎng)管理、用戶(hù)雙向通信等方面，提高工作效率，減少人為差錯，加強用戶(hù)管理。此外，電網(wǎng)管理部門(mén)還可以根據回傳的用戶(hù)電能使用數據對全網(wǎng)電能進(jìn)行合理調配，實(shí)現從電量采集及傳輸、統計查詢(xún)、線(xiàn)損分析、異常報警、報表生成等一系列遠程監控管理工作的全面自動(dòng)化，進(jìn)而達到智能控制的目的。
2.1通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的具體應用
建立高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成的通信系統是實(shí)現智能電網(wǎng)的基礎，沒(méi)有通信系統，任何智能電網(wǎng)的特征都無(wú)法實(shí)現，因為智能電網(wǎng)的數據獲取、保護和控制都需要通信系統的支持，因此建立這樣的通信系統是邁向智能電網(wǎng)的第一步。高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成的通信系統使智能電網(wǎng)成為一個(gè)動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)信息和電力交換互動(dòng)的大型的基礎設施。當通信系統建成后，它可以提高電網(wǎng)的供電可靠性和資產(chǎn)的利用率，繁榮電力市場(chǎng)，抵御電網(wǎng)受到的攻擊，從而提高電網(wǎng)價(jià)值。
在應用中，電力系統本質(zhì)上是能量的傳遞過(guò)程，該過(guò)程由發(fā)電、輸電、配電及用電4個(gè)環(huán)節組成。調度數據專(zhuān)網(wǎng)等電力專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)覆蓋了發(fā)電、輸電、配電等環(huán)節，用戶(hù)側利用載波方式進(jìn)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(dòng)化（AWT）、配電網(wǎng)管理系統（DMS）等信息系統為電力系統的正常運行提供了可靠的技術(shù)保障。
智能電網(wǎng)的特征之一是與用戶(hù)良好的交互，自動(dòng)抄表（AMR）或者自動(dòng)測量（AMI）等智能表計及用戶(hù)側信息網(wǎng)關(guān)成為智能電網(wǎng)的重要領(lǐng)域之一。目前大多數AMR及AMI的解決方案中采用GPRS、RF等無(wú)線(xiàn)技術(shù)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(wǎng)絡(luò )傳輸的是保護、控制、測量數據等綜合信息，智能電網(wǎng)的電力通信網(wǎng)絡(luò )將發(fā)展綜合信息網(wǎng)絡(luò )。從信息利用角度看，智能電網(wǎng)的監控從傳統電網(wǎng)的基于局部信息向基于全局信息轉變，分散在各類(lèi)信息系統的數據等將通過(guò)綜合數據平臺的方式進(jìn)行集成，方便不同業(yè)務(wù)關(guān)注人員對各類(lèi)數據進(jìn)行應用，實(shí)現智能電網(wǎng)的高級分析應用功能。
2.2通信技術(shù)(網(wǎng)絡(luò ))在智能電網(wǎng)中應用方案要點(diǎn)分析
網(wǎng)絡(luò )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(wǎng)控制的優(yōu)點(diǎn)，可顯著(zhù)簡(jiǎn)化控制設備的連接方式，實(shí)現各種異構控制設備的網(wǎng)絡(luò )集成和信息共享。然而電力系統是分布式、實(shí)時(shí)系統，各種控制設備的信息差異很大，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸控制信息將存在時(shí)延不確定、路徑不確定、數據包丟失、信息因果性喪失等問(wèn)題�？蓮碾娏ο到y信息的傳輸特性，網(wǎng)絡(luò )對電網(wǎng)控制性能的影響、電網(wǎng)的通信系統體系結構的影響等方面入手，研究信息網(wǎng)絡(luò )在智能電網(wǎng)應用的關(guān)鍵問(wèn)題。
如果高速雙向通信系統的建成，智能電網(wǎng)通過(guò)連續不斷地自我監測和校正，它還可以監測各種擾動(dòng)，進(jìn)行補償，重新分配潮流，避免事故的擴大。高速雙向通信系統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、保護系統以及用戶(hù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )化的通信，提高對電網(wǎng)的駕馭能力和優(yōu)質(zhì)服務(wù)的水平。
智能電網(wǎng)的集成通信系統架構由兩部分組成：①主網(wǎng)或高電壓等級電力通信，包括智能電網(wǎng)的調度控制中心、管理平臺和發(fā)電輸電網(wǎng)絡(luò )的通信系統。主要實(shí)現全自動(dòng)化控制過(guò)程，強調高可靠、高帶寬及傳輸路由的相對可控，管理層面簡(jiǎn)單，無(wú)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(wǎng)絡(luò )的健壯性來(lái)滿(mǎn)足系統的高可靠性，這部分以下一代光網(wǎng)絡(luò )通信為基礎。②配網(wǎng)和用戶(hù)側通信，主要是高、中、低壓配電網(wǎng)，包括用戶(hù)電表和電器等通信系統。其通信形式多樣，有光纖通信、無(wú)線(xiàn)通信、電力線(xiàn)載波等。
有兩個(gè)方面的技術(shù)需要重點(diǎn)關(guān)注，其一就是開(kāi)放的通信架構，它形成一個(gè)"即插即用"的環(huán)境，使電網(wǎng)元件之間能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )化的通信；其二是統一的技術(shù)標準，它能使所有的傳感器、智能電子設備、以及應用系統之間實(shí)現無(wú)縫的通信，也就是信息在所有這些設備和系統之間能夠得到完全的理解，實(shí)現設備和設備之間、設備和系統之間、系統和系統之間的互操作功能。這就需要電力公司、設備制造企業(yè)以及標準制定機構進(jìn)行通力的合作，才能實(shí)現通信系統的互聯(lián)互通。
從電力通信技術(shù)的發(fā)展角度看，在智能電網(wǎng)主網(wǎng)架方面，電力通信網(wǎng)絡(luò )將會(huì )延續大容量、高速率、分組化、智能化、寬帶化的通信發(fā)展趨勢，重點(diǎn)發(fā)展光纜通信，如光纖復合架空地線(xiàn)（OPGW）、Optical phase光纜（OPPC）、全介質(zhì)自承式光纜（ADSS）等。建設下一代光網(wǎng)絡(luò )采用全IP扁平化集中控制的網(wǎng)絡(luò )結構，實(shí)現多點(diǎn)對多點(diǎn)的布局，形成高速寬帶、網(wǎng)狀網(wǎng)結構的多重傳輸網(wǎng)絡(luò )，從而提高控制中心的可靠性。以光傳送網(wǎng)絡(luò )為代表，傳輸網(wǎng)絡(luò )與數據網(wǎng)絡(luò )將進(jìn)一步融合，增加網(wǎng)絡(luò )的業(yè)務(wù)適應性、優(yōu)先級控制和承運成本控制，提高基礎傳送網(wǎng)的利用效率。數據網(wǎng)則呈現向IPv6的演進(jìn)，同時(shí)將電信級以太網(wǎng)應用于基礎傳輸網(wǎng)絡(luò )。技術(shù)細節上，基于行為的網(wǎng)絡(luò )安全技術(shù)將業(yè)務(wù)流量的統計性質(zhì)與用戶(hù)行為相結合，建造自適應、高效、高服務(wù)質(zhì)量（QoS）的網(wǎng)絡(luò )系統。交換方面，軟交換是下一代交換網(wǎng)絡(luò )的控制功能實(shí)體，是下一代網(wǎng)絡(luò )呼叫與控制的核心，IMS作為全新的多媒體業(yè)務(wù)形式，將滿(mǎn)足現有的終端客戶(hù)更新穎、更多樣化的多媒體業(yè)務(wù)需求。
參考文獻：
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