通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)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(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。本文簡要介紹了智能電網(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(yīng)用和應(yīng)用中的注意事項(xiàng)。
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(chǔ)上，通過先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用。智能電網(wǎng)可以通過電子終端將用戶之間、用戶和電網(wǎng)公司之間形成網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)和即時(shí)連接，實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)讀取的實(shí)時(shí)、高速、雙向的總體效果，實(shí)現(xiàn)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(wǎng)智能表現(xiàn)在：
�。�1）自愈。通過實(shí)時(shí)掌控電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、快速診斷和消除故障隱患;在盡量少的人工干預(yù)下，快速隔離故障、自我恢復(fù)，避免大面積停電的發(fā)生。
�。�2）安全可靠。很好地應(yīng)對自然災(zāi)害、外力破壞和計(jì)算機(jī)攻擊，保證人身、設(shè)備和電網(wǎng)的安全，自動(dòng)恢復(fù)電網(wǎng)的運(yùn)行。
�。�3）經(jīng)濟(jì)高效。優(yōu)化資源配置，提高設(shè)備傳輸容量和利用率;在不同區(qū)域間進(jìn)行及時(shí)調(diào)度，平衡電力供應(yīng)缺口;支持電力市場競爭的要求，實(shí)行動(dòng)態(tài)的浮動(dòng)電價(jià)制度，實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行。
�。�4）兼容。能夠開放性地兼容各種類型設(shè)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(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展的要求。
（5）與用戶友好互動(dòng)。實(shí)現(xiàn)與客戶的智能互動(dòng)，以最佳的電能質(zhì)量和供電可靠性滿足客戶需求。系統(tǒng)運(yùn)行與批發(fā)、零售電力市場實(shí)現(xiàn)無縫銜接，同時(shí)通過市場交易更好地激勵(lì)電力市場主體參與電網(wǎng)安全管理，從而提升電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。
2.通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)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。如我國已在在配電、用電領(lǐng)域，開發(fā)了BPL技術(shù)，應(yīng)用于自動(dòng)抄表、配網(wǎng)管理、用戶雙向通信等方面，提高工作效率，減少人為差錯(cuò)，加強(qiáng)用戶管理。此外，電網(wǎng)管理部門還可以根據(jù)回傳的用戶電能使用數(shù)據(jù)對全網(wǎng)電能進(jìn)行合理調(diào)配，實(shí)現(xiàn)從電量采集及傳輸、統(tǒng)計(jì)查詢、線損分析、異常報(bào)警、報(bào)表生成等一系列遠(yuǎn)程監(jiān)控管理工作的全面自動(dòng)化，進(jìn)而達(dá)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(yīng)用
建立高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成的通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，沒有通信系統(tǒng)，任何智能電網(wǎng)的特征都無法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)的數(shù)據(jù)獲取、保護(hù)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(wǎng)的第一步。高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成的通信系統(tǒng)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(chǔ)設(shè)施。當(dāng)通信系統(tǒng)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，抵御電網(wǎng)受到的攻擊，從而提高電網(wǎng)價(jià)值。
在應(yīng)用中，電力系統(tǒng)本質(zhì)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(gè)環(huán)節(jié)組成。調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)等電力專用通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋了發(fā)電、輸電、配電等環(huán)節(jié)，用戶側(cè)利用載波方式進(jìn)行小數(shù)據(jù)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(jì)費(fèi)（TMR）、水調(diào)自動(dòng)化（AWT）、配電網(wǎng)管理系統(tǒng)（DMS）等信息系統(tǒng)為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)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良好的交互，自動(dòng)抄表（AMR）或者自動(dòng)測量（AMI）等智能表計(jì)及用戶側(cè)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(shù)AMR及AMI的解決方案中采用GPRS、RF等無線技術(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?shù)氖潜Ｗo(hù)、控制、測量數(shù)據(jù)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(jiān)控從傳統(tǒng)電網(wǎng)的基于局部信息向基于全局信息轉(zhuǎn)變，分散在各類信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)等將通過綜合數(shù)據(jù)平臺的方式進(jìn)行集成，方便不同業(yè)務(wù)關(guān)注人員對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的高級分析應(yīng)用功能。
2.2通信技術(shù)(網(wǎng)絡(luò))在智能電網(wǎng)中應(yīng)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(hù)、擴(kuò)展方便等眾多適合智能電網(wǎng)控制的優(yōu)點(diǎn)，可顯著簡化控制設(shè)備的連接方式，實(shí)現(xiàn)各種異構(gòu)控制設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)集成和信息共享。然而電力系統(tǒng)是分布式、實(shí)時(shí)系統(tǒng)，各種控制設(shè)備的信息差異很大，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸控制信息將存在時(shí)延不確定、路徑不確定、數(shù)據(jù)包丟失、信息因果性喪失等問題�？蓮碾娏ο到y(tǒng)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(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的影響等方面入手，研究信息網(wǎng)絡(luò)在智能電網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵問題。
如果高速雙向通信系統(tǒng)的建成，智能電網(wǎng)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(dòng)，進(jìn)行補(bǔ)償，重新分配潮流，避免事故的擴(kuò)大。高速雙向通信系統(tǒng)使得各種不同的智能電子設(shè)備、智能表計(jì)、控制中心、電力電子控制器、保護(hù)系統(tǒng)以及用戶進(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(tǒng)架構(gòu)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(diào)度控制中心、管理平臺和發(fā)電輸電網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)。主要實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化控制過程，強(qiáng)調(diào)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(yù)，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)的健壯性來滿足系統(tǒng)的高可靠性，這部分以下一代光網(wǎng)絡(luò)通信為基礎(chǔ)。②配網(wǎng)和用戶側(cè)通信，主要是高、中、低壓配電網(wǎng)，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(gè)方面的技術(shù)需要重點(diǎn)關(guān)注，其一就是開放的通信架構(gòu)，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(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它能使所有的傳感器、智能電子設(shè)備、以及應(yīng)用系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)無縫的通信，也就是信息在所有這些設(shè)備和系統(tǒng)之間能夠得到完全的理解，實(shí)現(xiàn)設(shè)備和設(shè)備之間、設(shè)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(shè)備制造企業(yè)以及標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)進(jìn)行通力的合作，才能實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)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(diǎn)發(fā)展光纜通信，如光纖復(fù)合架空地線（OPGW）、Optical phase光纜（OPPC）、全介質(zhì)自承式光纜（ADSS）等。建設(shè)下一代光網(wǎng)絡(luò)采用全I(xiàn)P扁平化集中控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對多點(diǎn)的布局，形成高速寬帶、網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將進(jìn)一步融合，增加網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)適應(yīng)性、優(yōu)先級控制和承運(yùn)成本控制，提高基礎(chǔ)傳送網(wǎng)的利用效率。數(shù)據(jù)網(wǎng)則呈現(xiàn)向IPv6的演進(jìn)，同時(shí)將電信級以太網(wǎng)應(yīng)用于基礎(chǔ)傳輸網(wǎng)絡(luò)。技術(shù)細(xì)節(jié)上，基于行為的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)將業(yè)務(wù)流量的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)與用戶行為相結(jié)合，建造自適應(yīng)、高效、高服務(wù)質(zhì)量（QoS）的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。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，將滿足現(xiàn)有的終端客戶更新穎、更多樣化的多媒體業(yè)務(wù)需求。
參考文獻(xiàn)：
[1]常康，薛峰，楊衛(wèi)東. 中國智能電網(wǎng)基本特征及其技術(shù)進(jìn)展評述[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化， 2009，(17) .