浅谈通信技术在智能电网中的应用

【摘要】本文主要简述了智能电网的概念、发展现状，智能电网的通信技术和通信技术在智能电网中的应用。笔者结合自己的工作情况强调了智能电网中通信技术应用注意的几个问题。

【关键词】智能电网 通信技术 应用

中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1006-6675（2013）15-

据国际能源署的报告，在过去的20年里，中国平均每年对电力的需求和消费增长了近5%。然而今天的配电网络非常复杂，无法适应21世纪的需求。缺乏自动分析、低能见度、机械开关导致的缓慢响应时间、缺乏态势感知等问题，再加上一些额外的抑制因素，如日益增长的人口和对能源的需求，全球气候变化、温室气体排放、设备故障、能源存储问题等，成为电力行业的一个重大威胁。为解决这些问题，研究人员提出新一代电力系统———智能电网。智能电网是通过自动控制和现代通信技术，统一整合可再生和可替代能源来提高效率、可靠性和安全的现代电网基础设施。

一智能电网的概念

智能电网就是电网的智能化俗称“电网2.0”。它以稳定的电网框架为基础以通信网络和计算机信息网络为平台对电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度等进行智能控制实现电力、信息、业务的高度融合。目前有关智能电网的研究与开发尚处起步阶段，国际上对其还没有达成统一明确的定义。智能电网的主要特征可以概括为自愈、激励、与用户互动、抵御攻击、满足21世纪用户需求.容许不同发电形式的接入等内容。智能电网概念的最先提出与节能环保有关。据美国能源部的研究结果，现有电网因效率低下造成的电能损失很大为解决这一问题就需要进行智能电网的建设。智能电网可以将-信息流一和/电力流/有效结合并平行发展.让先进的通信系统和网络技术成为电力系统的重要组成，提高电网安全运行水平优化需求和管理.有效提升能源使用效率。

二我国智能电网发展的现状

智能电网是当前全球电力工业关注的热点，引领了电网的未来发展方向，涉及从发电到用户的整个能源转换和输送链 。近年来，我国电力行业紧密跟踪欧美发达国家电网智能化的发展趋势，着力技术创新，研究与实践并举，在智能电网发展模式、理念和基础理论、技术体系以及智能设备等方面开展了大量卓有成效的研究和探索。我国关于智能电网方面的研究始于2007年， 华东电网公司首先启动了智能电网可行性研究项，并规划了从2008年至2030年的“三步走”战略，即在2010年初步建成电网高级调度中心，2020年全面建成具有初步智能特性的数字化电网，2030年真正建成具有自愈能力的智能电网。该项目的启动标志着中国开始进入智能电网领域。2009年在北京召开的“2009特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司正式发布了“坚强智能电网发展战略”规划，指出2011-2015年将是全面建设智能电网的关键阶段。2010年国家电网公司制定了《关于加快推进坚强智能电网建设的意见》，确定了建设坚强智能电网的基本原则和总体目标。在2010年召开的全国“两会”上，温家宝总理在《政府工作报告》中强调：“大力发展低碳经济，推广高效节能技术，积极发展新能源和可再生能源，加强智能电网建设”。这标志着智能电网建设已成为国家的基本发展战略。

三智能电网的通信技术

通信系统是智能电网基础设施的关键组件。随着智能电网中先进技术和应用程序的集成，不同应用程序产生的大量数据将为以后提供分析、控制和实时定价方法。因此，对电力企业来说，定义通信需求和找到最好的通信架构来处理输出数据，并在整体系统中提供一个可靠、安全和具有成本效益的服务是至关重要的。两种主要通信介质即有线和无线所支持的不同

的通信技术，可以用于智能电表和电力公司之间进行数据传输。无线通信具有的优势，如低成本的基础设施和易于连接到难以或无法到达的区域。然而，无线通信的传输路径可能导致信号衰减。另一方面，有线通信解决方案没有信号干扰和依赖于电池等问题。这两种解决方案都是智能电网系统中的信息流传输所需要的。前者可实现传感器和电器到智能电表的连接，后者可实现智能电表和数据中心的连接。而一些如时间部署、运营成本、技术可用性和具体环境等重要的限制因素，应在智能电网部署过程中重点考虑。

现代通信技术的种类繁多.不同的通信方式和技术应用也是各有利弊。目前.我国的电力通信主要方式有电力线载波通信（PLC）、光纤通信、微波通信、无线通信等方式。然而，整个电力通信网所要完成的功能太多，希望以单一的通信系统及方式来满足所有功能显然不现实也不经济。

四通信技术在智能电网中的应用

信息和通信技术是智能电网的核心，决定了智能电网的未来。如我国已在在配电、用电领域，开发了BPL技术，应用于自动抄表、配网管理、用户双向通信等方面，提高工作效率，减少人为差错，加强用户管理。此外，电网管理部门还可以根据回传的用户电能使用数据对全网电能进行合理调配，实现从电量采集及传输、统计查询、线损分析、异常报警、报表生成等一系列远程监控管理工作的全面自动化，进而达到智能控制的目的。

目前通信技术在智能电网中的具体应用主要体现在以下：

建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础，没有通信系统，任何智能电网的特征都无法实现，因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要通信系统的支持，因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。当通信系统建成后，它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率，繁荣电力市场，抵御电网受到的攻击，从而提高电网价值。在应用中，电力系统本质上是能量的传递过程，该过程由发电、输电、配电及用电4个环节组成。调度数据专网等电力专用通信网络已经覆盖了发电、输电、配电等环节，用户侧利用载波方式进行小数据量传输（如抄表）已得到广泛使用。能量管理（EMS）、广域向量测量（WAMS）、电能量计费（TMR）、水调自动化（AWT）、配电网管理系统（DMS）等信息系统为电力系统的正常运行提供了可靠的技术保障。智能电网的特征之一是与用户良好的交互，自动抄表（AMR）或者自动测量（AMI）等智能表计及用户侧信息网关成为智能电网的重要领域之一。目前大多数AMR及AMI的解决方案中采用GPRS、RF等无线技术作为通信手段。从发电、输电、配电的通信方式发展看，信息网络传输的是保护、控制、测量数据等综合信息，智能电网的电力通信网络将发展综合信息网络。从信息利用角度看，智能电网的监控从传统电网的基于局部信息向基于全局信息转变，分散在各类信息系统的数据等将通过综合数据平台的方式进行集成，方便不同业务关注人员对各类数据进行应用，实现智能电网的高级分析应用功能。

五智能电网中通信技术应用主要的几个问题

目前.正在规划建设中的“坚强智能电网”是以特高压电网为骨干网架.各级电网协调发展且具备信息化、自动化和互动化为特点。当前新形势下全国电力通信联网现存的问题凸显。体现在一是通信网网络结构相对薄弱。如电力通信主干网络基本上成树型与星型的网络结构一旦某一线路出现故障.不能有效地分担故障线路业务：二是干线传输容量不足制约宽带新业务的开拓：三是网络接入和网络管理仍以模拟信号接口为主不能传输调整数据信息；四是通信网发展的标准、规范等制订不及时、不完备。

总的来说现代通信技术在智能电网中的应用前景广阔，但要使之真正能够服务于智能电网并逐渐完善，还有很多问题需要解决。笔者认为要考虑以下几点。

一是通信基础平台的规划建设要充分考虑未来资源及数据量的增加。随着接入站点的增加，以及快速增长的采集数据量的不断汇聚，对传输网络带宽和网络传输可靠性都会提出更高的要求。因此，通信平台在建设初期，就应充分考虑到这些因素，为未来的网络扩展和维护更新做好冗余配置。

二是通信基础平台的建设不是独立的，还要兼顾考虑电网全公司管理业务的需求。所以数字化通信平台的发展应全面考虑未来生产、管理、安全等各方面需求，同时考虑技术发展和投资效益，选择合适的建设模型和方向。

三是要形成集成的通信系统光有载体还不够，还需要发展和实施被使用者、供应商和其他主体广泛接受的通信标准。目前在配电站自动化等有限领域建立了通信标准，尚有诸如需求侧响应、电力线通信（BPL）等的通信标准正在研究中。但标准化工作还需要继续加强。

六结束语

总之，通信技术作为智能电网实现的基础，随着智能电网的建设和发展，将拥有巨大的潜在发展空间。各类现代通信技术特性及优缺点各有不同，究竟哪种技术会成为智能电网的应用主流，还要看其技术本身的发展和智能电网设计者的规划和实际需要。在这个过程中，通信技术应用还有很多问题需要解决，通信技术厂商也应密切关注我国智能电网的研究和发展方向。

参考文献

[1]徐磊.智能电网的网络通信架构及关键技术[J].电气技术，2010.

[2]石际.电力通信及其在智能电网中的应用[J].数字技术与应用.2012.

[3]刘四聪.电力通信及其在智能电网中的应用[J].科技传播2013.

推荐访问： 电网 浅谈 通信技术 智能

---