馮靖壹

[摘 ?要]信息和通信技術是智能電網(wǎng)的技術核心，他們是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎?，F(xiàn)代化電網(wǎng)是國家能源戰(zhàn)略的重要組成部分，而智能電網(wǎng)是當前現(xiàn)代化電網(wǎng)建設的重要方向之一。文章介紹了通信技術在智能電網(wǎng)中的應用情況，闡述了智能電網(wǎng)的特征，提出智能電網(wǎng)四個組成層次即：“電網(wǎng)設備層、通信網(wǎng)架層、數(shù)據(jù)存儲管理層和數(shù)據(jù)應用層”。論述了通信技術對實現(xiàn)智能電網(wǎng)和維護電網(wǎng)安全等方面的的關鍵作用。

[關鍵詞]通信技術;智能電網(wǎng);信息網(wǎng)絡;光纖通信

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）23-0347-01

引言

隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，生產生活對電能的需求不斷增多，電網(wǎng)規(guī)模逐步擴大，影響電力系統(tǒng)安全運行的因素和潛在風險也隨之增多。因此智能電網(wǎng)受到了全世界的高度關注，在我們國家，國家電網(wǎng)公司提出以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展的的構建目標，利用先進的通信、信息和控制技術，構建信息化、自動化、數(shù)字化、互動化為特征的國際領先、自主創(chuàng)新、中國特色的堅強智能化電網(wǎng)。力求在安全可靠、優(yōu)質高效、綠色環(huán)保等方面開辟新的發(fā)展空間。

在智能電網(wǎng)的構建過程中信息和通信技術（ICT）是核心技術之一，是實現(xiàn)“智能”的基礎，貫穿智能電網(wǎng)發(fā)電、線路、變電、配電、用戶服務、調度六大應用環(huán)節(jié)的始終。 其智能性主要體現(xiàn)在“可觀測、可控制、分布式智能、高級分析、自適應、自愈”等方面，各方面的實現(xiàn)都依賴 ICT 技術。

1.現(xiàn)有通信技術分析

1.1 組網(wǎng)對比

建立安全、高速、實時、雙向、集成的電力通信傳輸系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎。按照我國目前的電網(wǎng)公司相關導則要求，電力通信傳輸系統(tǒng)可采用多種通信方式相結合的原則組建，這其中包含：配電載波、光纖專網(wǎng)、無線公網(wǎng)和無線專網(wǎng)等。

工業(yè)以太網(wǎng)交換機應用最成熟，EPON和無線寬帶專網(wǎng)的應用在興起和試用階段。載波容量小，其應用主要作為光纖方式，適用于電網(wǎng)結構調整不太頻繁的區(qū)域。無妒么線寬帶專網(wǎng)經(jīng)多個試點工程驗證，可靠性、帶寬、延遲及安全性等指標均滿足專網(wǎng)通道要求，鑒于施工及維護簡單可適合下階段的大規(guī)模應用于配電通信網(wǎng)接入網(wǎng)專網(wǎng)通道。目前在專網(wǎng)較難建設且安全性要求不髙的二遙和一遙點，可采用無線公網(wǎng)方式。但在無線專網(wǎng)覆蓋的情況下，建議逐步轉換成無線專網(wǎng)通信。

2.電力信息通信技術基本原理

2.1 通信基本理論

通信系統(tǒng)主要包括信息源、發(fā)送端、信道和接收端。通信系統(tǒng)的首尾段分別是信息源和受信者。送里可W寬泛的認為信息源和受信者既可W是人，也可W是其他設備（如：計算機、顯示器、傳真機等）。發(fā)送設備完成的主要任務是把信源的信息加工處理成適合該通信系統(tǒng)信道傳輸?shù)哪Ｊ?，并?jīng)由信道發(fā)送。

2.2 電力系統(tǒng)通信技術

電力通信網(wǎng)常用的傳輸方式有光纖通信、電力線通信和無線通信等。各種通信方式并存，相互補充圖1-2為電力信息通信主要傳輸方式示意圖。

從以上基層理論可以看出只有建起實時、高速、雙向等高性能的的信息通信系統(tǒng)，才能支撐起智能電網(wǎng)的構建。建立高性能的信息通信系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的高效、互動、自動遠控等多種特征的基礎。智能電網(wǎng)實現(xiàn)"智能"的要求，就需要從電網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)獲取信息數(shù)據(jù)，從而根據(jù)這些采集到的信息數(shù)據(jù)進行遠程控制和電力保護。信息迅信技術種類繁多，常見的信息通信傳輸技術有光纖通信、電力線通信（BPL）、無線通信等。

3.智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡結構設計

3.1 通信系統(tǒng)網(wǎng)絡結構設計

智能電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡應用于電力系統(tǒng)發(fā)、輸、變、配、用等電力生產運行的各個環(huán)節(jié)，按適用范圍可分為電力生產過程監(jiān)控的通信網(wǎng)絡（電力調度網(wǎng)）和面向智能電網(wǎng)用戶服務的通信網(wǎng)絡（配電網(wǎng)）兩個部分。智能電網(wǎng)生產過程的監(jiān)控通信網(wǎng)絡架構，如圖3-1所示。利用先進的通信技術，能夠解決的主要問題有： 各級電力調度、電力設備在線實時監(jiān)測、現(xiàn)場作業(yè)視頻管理、戶外設施防盜等，主要的電力通信方式有：電力線載波、無線擴頻、微波通信、光纖通信、GPRS 移動通信、新一代3G/4G移動通信等。

3.2 智能電網(wǎng)先進通信技術

目前存在的各種通信技術大部分都能用于支撐智能電網(wǎng)。具體可以分為有線和無線通信術。有線通信可以是光纖通信、電力線通信PLC（包括工頻通信、窄帶和寬帶電力載波通信）、電纜通信等。無線通信可以是無線擴頻通信、無線個局域 WPAN（IEEE802.15）、無線局域網(wǎng)WLAN （IEEE 802.11）、無線城域網(wǎng)WMAN（IEEE802.16）、無線廣域網(wǎng)WWAN（IEEE 802.20）、GPRS/CDMA通信、3G/4G通信、衛(wèi)星通信、微波通信、短波/超短波通信、空間光通信等。

3.3 智能電網(wǎng)通信設計關鍵問題分析

為滿足智能電網(wǎng)發(fā)展各階段對電力信息通信網(wǎng)絡的需求，需全面建設高速、寬帶、自愈的堅強電力信息通信網(wǎng)絡，支持多業(yè)務的靈活接入，即支持任何時間、任何地點、任何設備、任何業(yè)務、無所不在的信息通信接入方式，為電力智能化系統(tǒng)或設備提供“即插即用”的電力信息通信保障。建立先進的智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)需要解決的幾個關鍵問題：

（1）統(tǒng)一規(guī)劃建設智能電網(wǎng)的通信系統(tǒng)不僅僅是通信通道，而且是智能電網(wǎng)的一部分，需要與智能電網(wǎng)業(yè)務配合進行統(tǒng)一的規(guī)劃，電力通信系統(tǒng)需要開放的網(wǎng)絡架構，通用的通信標準。

（2）充分考慮未來資源及數(shù)據(jù)量的增加隨著接入站點的增加，以及快速增加的采集數(shù)據(jù)量的不斷匯聚，對傳輸網(wǎng)絡帶寬和網(wǎng)絡傳輸可靠性都會提出更高的要求。因此，通信平臺在建設初期，就應充分考慮到這個因素，為未來的網(wǎng)絡擴展和維護更新做好冗余配置。

（3）數(shù)據(jù)通信要具有開放性當前電力系統(tǒng)不同的企業(yè)、部門之間信息共享受到限制、不同應用軟件無法相互兼容，然而智能電網(wǎng)要求其通信系統(tǒng)必須是開放式的，不同企業(yè)、部門之間的數(shù)據(jù)可以完全實現(xiàn)共享。

（4）數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡與智能設備要高度集成智能電網(wǎng)中的信息網(wǎng)絡能夠與各種物理設備，如智能儀表系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等集成為一體化的通信系統(tǒng)。

4.結論

目前，電力信息通信技術在智能電網(wǎng)中的研究與應用正處在發(fā)展階段?；诿總€國家的國情政策、能源類型、電網(wǎng)實際狀況以及用戶需求的不同，各國對電力信息通信技術的認識和重點研究方向也有差別。但不變的共識是，信息通信技術必然是智能電網(wǎng)長期發(fā)展的基礎，是智能電網(wǎng)發(fā)展的必備技術。如何制定符合我國能源特點需要的電力通信網(wǎng)發(fā)展建設規(guī)劃，并確定詳實的建設步驟和具體的技術創(chuàng)新突破點，才是建設智能電網(wǎng)的真正意義。

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