陳佳鵬

【文章摘要】

目前通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，我國(guó)電網(wǎng)也不斷智能化，本文首先介紹了智能電網(wǎng)的相關(guān)概念，后分析了智能電網(wǎng)的通信需求，并對(duì)目前智能電網(wǎng)中通信設(shè)備的應(yīng)用進(jìn)行了介紹，最后總結(jié)并給出了智能電網(wǎng)通信建設(shè)及電力市場(chǎng)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】

通信技術(shù)；智能電網(wǎng)；通信設(shè)備；通信需求；電力市場(chǎng)

1 智能電網(wǎng)的概述

目前學(xué)術(shù)界對(duì)智能電網(wǎng)還沒(méi)有非常明確的定義，其中歐洲有學(xué)者指出其定義為：“一個(gè)電力傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，其整合了全部連接電網(wǎng)的用戶的所有行為，以提供持續(xù)、經(jīng)濟(jì)和安全的電力”智能電網(wǎng)可理解為電網(wǎng)智能化，基于高速的、集成的雙向通信網(wǎng)絡(luò)而建立，通過(guò)先進(jìn)的傳感與測(cè)量技術(shù)、決策支持系統(tǒng)、控制方法與設(shè)備技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)安全、友好、經(jīng)濟(jì)、安全與可靠的目標(biāo)。智能電網(wǎng)不僅能為用戶供給高質(zhì)量的電能、允許接入不同的發(fā)電形式、資產(chǎn)的高效優(yōu)化運(yùn)行和電力市場(chǎng)的啟動(dòng)。

建設(shè)智能電網(wǎng)為一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，盡管目前我國(guó)已經(jīng)在建設(shè)許多復(fù)雜的智能電網(wǎng)的項(xiàng)目，但還是存在巨大的缺口。智能電網(wǎng)具有非常強(qiáng)大的功能，智能電網(wǎng)為具有自我修復(fù)能力的電力網(wǎng)絡(luò)，能讓消費(fèi)者能夠積極參與其中，能及時(shí)從自然災(zāi)害和襲擊中恢復(fù)，能夠容納所有能量和發(fā)電存儲(chǔ)，提高經(jīng)營(yíng)效率和優(yōu)化資產(chǎn)的利用，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)來(lái)提供高質(zhì)量的電源質(zhì)量。智能電網(wǎng)以特高壓的電網(wǎng)職位骨干網(wǎng)絡(luò)，使各級(jí)電網(wǎng)能夠協(xié)調(diào)發(fā)展，以互動(dòng)化、自動(dòng)化、信息化為特征，全面提升電網(wǎng)的互動(dòng)性、適用性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。

2 智能電網(wǎng)的通信需求

過(guò)去的通信網(wǎng)絡(luò)可描述為區(qū)域性網(wǎng)絡(luò)，帶寬不足而使得其不難以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)控。目前智能電網(wǎng)應(yīng)用中對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)要求越來(lái)越高，表現(xiàn)為：（1）要求監(jiān)測(cè)具有可擴(kuò)展性。（2）要求具有通信規(guī)約具有開(kāi)放性。（3）要求更高的數(shù)據(jù)通信帶寬。（4）量表和監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化。（5）要求較高的系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳送效率。

我國(guó)目前通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用現(xiàn)狀可總結(jié)為：（1）計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理能力也不斷提高。（2）Internet的快速普及與ICP/IP這種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議大量應(yīng)用，使不同地點(diǎn)信息的查詢也越發(fā)便利。（3）光纖通信技術(shù)不斷快速發(fā)展，使得光纜架設(shè)范圍也不斷拓展至其他具備合適條件的地方。（4）在未配備光纜、電纜等有線的傳輸資源地方可利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（4G、自建WAN網(wǎng)絡(luò)）來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。

3 通信設(shè)備在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1 ZigBee/WiMedia/WiFi無(wú)線通信

ZigBee目前的標(biāo)準(zhǔn)為IEEE802.15.4，它為現(xiàn)代的電網(wǎng)元件中較為常見(jiàn)的控制裝置與傳感器的公共標(biāo)準(zhǔn)，提供低速、可靠、遠(yuǎn)距離的傳輸心能，且需免受干擾和傳輸堵塞。WiMedia對(duì)IEEE802.15.3的物理層提倡使用超寬帶標(biāo)準(zhǔn)，且解決方案將具有更高的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)功能和更快速的數(shù)據(jù)傳送效率，并具有RF覆蓋能力（與ZigBee相似）。由ZigBee的無(wú)線傳送協(xié)議的設(shè)備構(gòu)成的數(shù)據(jù)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備的成本低、體積小、低功耗和高可靠等優(yōu)勢(shì)，特別適合在智能電網(wǎng)中大范圍的推廣應(yīng)用。

它指的是光導(dǎo)纖維通信技術(shù)，信息載體為光，通過(guò)光纖傳輸信息的通信方式。通信容量極大且頻帶很寬；中繼距離較長(zhǎng)且損耗低；具有較強(qiáng)的抗電磁干擾的能力；保密性好，并可防串音干擾。

光纖通信利用智能電網(wǎng)的接入層與骨干層進(jìn)行傳輸：（1）骨干層可以保證在通信鏈路存在故障時(shí)使網(wǎng)絡(luò)傳輸恢復(fù)正常所需的時(shí)間將被限制在50ms內(nèi)，且環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有較高的安全性并利于工程維護(hù)與擴(kuò)充，且實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)控制器的同時(shí)能和電網(wǎng)系統(tǒng)有機(jī)協(xié)調(diào)，確?；ゲ话l(fā)生影響。（2）接入層為距離光纖網(wǎng)絡(luò)比較近且測(cè)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)量較多的區(qū)域，為鏈型或樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通信介質(zhì)為常規(guī)的電纜，架空電纜與地埋電纜都可選擇不同耦合的設(shè)備。建設(shè)載波通信的通道時(shí)間要不大于300ms，可選擇的通信接口有RJ45、RS232等。

3.2 IPv6

現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)為基于IPv4協(xié)議的，下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議為IPv6，其特點(diǎn)有：（1）IPv6的地址空間比IPv4增大了倍。（2）協(xié)議可持續(xù)性較強(qiáng)，可增加新功能。（3）報(bào)文的頭部格式得到簡(jiǎn)化，為7個(gè)字段，可使報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)加快，吞吐量提高。

智能電網(wǎng)中每一個(gè)設(shè)備都有IP地址，用戶可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)訪問(wèn)設(shè)備。但目前普遍使用的IPv4資源有限，已經(jīng)快耗竭，但I(xiàn)Pv6可提供更大的地址空間，基本滿足調(diào)度、用電、配電、變電、輸電、發(fā)電等過(guò)程中的參與設(shè)備，如智能電表、智能變壓器等。普通用戶的家用電器也通過(guò)各自的IP而并入智能電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的雙向通信。

3.3 G移動(dòng)通信

第4代移動(dòng)通信簡(jiǎn)稱為4G，將傳統(tǒng)的3G通信技術(shù)和WLAN通信集成為一體，并能可靠的傳輸高質(zhì)量的視頻圖像，且其傳輸?shù)馁|(zhì)量和高清電視幾乎差不多。4G通信最大可達(dá)每秒100M的下載速度，是撥號(hào)上網(wǎng)網(wǎng)速的2000倍，幾乎可以滿足所有用戶的無(wú)線服務(wù)要求。4G還可部署在沒(méi)有覆蓋有線電視的調(diào)制解調(diào)器和DSL的地方，再擴(kuò)展至整個(gè)地區(qū)。智能電網(wǎng)應(yīng)構(gòu)建一個(gè)雙向的、傳輸可靠的、高安全性、速度快的集成通信構(gòu)架，而4G通信能夠使智能電網(wǎng)不斷變成交互的、動(dòng)態(tài)的，可用于實(shí)現(xiàn)功率與實(shí)時(shí)信息交換的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

4 我國(guó)智能電網(wǎng)通信建設(shè)與電力市場(chǎng)發(fā)展

智能電網(wǎng)的建設(shè)需綜合各方面的積極配合，尤其是信息通信、家電、交通、互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的積極配合。電力市場(chǎng)和通信、智能信息等行業(yè)的緊密聯(lián)系將促進(jìn)我國(guó)電力市場(chǎng)構(gòu)成一個(gè)大型的產(chǎn)業(yè)鏈，打破電力行業(yè)的輸電、發(fā)電、售電、客戶服務(wù)、配電等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。在互聯(lián)網(wǎng)和信息通信技術(shù)的配合下，使電力行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈不斷延伸至交通產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)等，促進(jìn)了電力市場(chǎng)的不斷發(fā)展。智能電網(wǎng)對(duì)電力市場(chǎng)的發(fā)展不斷促進(jìn)的同時(shí)，在電力行業(yè)中引進(jìn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)制，使電力行業(yè)不斷在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中生存發(fā)展。智能電網(wǎng)將極大的促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展與轉(zhuǎn)型改革，使電力市場(chǎng)快速健康發(fā)展。

未來(lái)智能電網(wǎng)通信建設(shè)和電力市場(chǎng)的發(fā)展只要體現(xiàn)在傳送數(shù)據(jù)的加快及互聯(lián)網(wǎng)的普遍性方面，電器將可以并入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)高速雙向通信等等。可見(jiàn)，智能電網(wǎng)通信的建設(shè)將極大的改變?nèi)藗兊纳睿浞e極影響讓人期待。

【參考文獻(xiàn)】

張子涵.智能電網(wǎng)建設(shè)與電力市場(chǎng)發(fā)展[J].科技風(fēng)，2012，13.