智能電網(wǎng)通信技術(shù)論文

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1通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用研究

建設(shè)實(shí)時(shí)、高速、雙向、集成的通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，智能電網(wǎng)的發(fā)展是以數(shù)據(jù)的獲取、控制、保護(hù)等通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，沒有這些通信系統(tǒng)的支持，則智能電網(wǎng)的建設(shè)根本難以為繼。通信技術(shù)的種類非常多，如光纖、因特網(wǎng)、電力線通信、無線通信等，隨著技術(shù)的進(jìn)步，這些通信技術(shù)近年來的發(fā)展十分驚人，受到了廣泛的關(guān)注，不同的通信技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，在智能電網(wǎng)的應(yīng)用也具有不同的特色。

1.1Internet2

Internet2采用128位編碼和IPv6協(xié)議，是下一代高速互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)，地址資源非常豐富，借助于多協(xié)議標(biāo)簽交換服務(wù)質(zhì)量和高性能主干網(wǎng)，可以直接支持QoS敏感的應(yīng)用，并且此類技術(shù)的商用前景非常好。目前絕大部分的信息系統(tǒng)的應(yīng)用都是基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開發(fā)的，而網(wǎng)絡(luò)也是智能電網(wǎng)建設(shè)的主要平臺(tái)，尤其是高傳輸效率、高容量和高服務(wù)質(zhì)量的Internet2將會(huì)極大地推動(dòng)智能電網(wǎng)的發(fā)展和完善。

1.2光纖以太網(wǎng)通信

光纖以太網(wǎng)可以達(dá)到千兆的速率，光纖終端的發(fā)展也逐漸取得進(jìn)步，推動(dòng)著光纖以太網(wǎng)的發(fā)展，IEEE802.3z正成為一個(gè)廉價(jià)互連方法和公用的載體服務(wù)，并且隨著MPLS技術(shù)的融入，進(jìn)行數(shù)字融合，昂貴的數(shù)字交叉連接系統(tǒng)得到了極大的簡化。在深入創(chuàng)新光電技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠推動(dòng)光纖網(wǎng)絡(luò)更有效的建設(shè)發(fā)展，在利用現(xiàn)有的帶寬的同時(shí)，將目標(biāo)編程具體到具體的領(lǐng)域，互動(dòng)服務(wù)更加高效、可靠。目前光纖以太網(wǎng)通信技術(shù)已經(jīng)投入商業(yè)運(yùn)營，在不久的將來，將會(huì)成為許多用戶的主流選擇。

1.3電力線寬帶通信

電力線寬帶通行在短距離的情況下具有很好的優(yōu)勢，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)100M/s的數(shù)據(jù)傳輸，甚至可以達(dá)到視頻監(jiān)控的目的，為智能電網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)打下了良好的基礎(chǔ)。當(dāng)前的電力線寬通信相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)正在開發(fā)，需要廣泛的市場認(rèn)可才能推動(dòng)其發(fā)展。電力線寬帶通信可以室內(nèi)布線，允許像以太網(wǎng)一樣即插即用，這項(xiàng)技術(shù)即將進(jìn)入商用，由于此類通信方式發(fā)展起來的網(wǎng)絡(luò)具有安全性高、覆蓋面廣等特點(diǎn)，受到越來越多的關(guān)注，如果能克服通信質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一等問題，將會(huì)在智能電網(wǎng)中發(fā)揮重要的作用。

1.4第三代無線通信

我國各電信運(yùn)營商正在開展4G業(yè)務(wù)，中國移動(dòng)、中國聯(lián)通和中國電信商業(yè)運(yùn)營的網(wǎng)路覆蓋率達(dá)到了95%，并且擁有先進(jìn)的服務(wù)。在已經(jīng)進(jìn)入3G業(yè)務(wù)的前提下，即將普及4G網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)營商提供的蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)時(shí)高性價(jià)比的解決方法，可以利用運(yùn)營商提供的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，而不需要專門建立無線網(wǎng)絡(luò)，浪費(fèi)大量的投資。雖然這一技術(shù)當(dāng)前處于探索應(yīng)用階段，但我國政府對(duì)無線通信技術(shù)的扶持力度非常大，3G和4G網(wǎng)絡(luò)即將擁有更廣大的發(fā)展空間，也會(huì)輻射到更多的領(lǐng)域，智能電網(wǎng)便是其中之一，無疑將會(huì)產(chǎn)生積極的影響。

1.5ZigBee/WiMedia/WiFi-無線通信

ZigBee標(biāo)準(zhǔn)采用的是跳頻擴(kuò)頻無線技術(shù)，可以為通信系統(tǒng)提供低速、可靠、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)墓δ芊?wù)，并且此類技術(shù)能避免傳輸?shù)母蓴_和堵塞。WiMedia聯(lián)盟對(duì)現(xiàn)有的IEEE802.15.3標(biāo)準(zhǔn)采用一種超寬帶標(biāo)準(zhǔn)的物理層，提供網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)功能和更高的數(shù)據(jù)傳輸速率服務(wù)，并與ZigBee有類似的RF覆蓋能力，而IEEE802.15.4文件為現(xiàn)代電網(wǎng)控制裝置和常見的傳感器提供了一個(gè)公共的標(biāo)準(zhǔn)。此類技術(shù)雖然還處于探索開發(fā)階段，預(yù)計(jì)需要3年左右的時(shí)間進(jìn)入商用，當(dāng)前很多跨國公司已經(jīng)著手進(jìn)入這一領(lǐng)域，我國電網(wǎng)建設(shè)要與國際接軌，就不能忽視統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)。

1.6通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用領(lǐng)域

（1）新能源領(lǐng)域：能源包括再生和不可再生能源，智能電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)再生能源替代和不可再生能源的發(fā)展，對(duì)接入和控制新能源有重要的作用，可以促進(jìn)新能源順利并網(wǎng)。在新能源領(lǐng)域，要科學(xué)地制定電力通信的接口標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)功率、電能電壓和質(zhì)量進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)節(jié)，電力通信需要啟動(dòng)有效的管理平臺(tái)，最終形成一套智能電網(wǎng)。

（2）變電領(lǐng)域：要建設(shè)智能電網(wǎng)，必須有智能變電站的支持，智能變電站是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，可以提供數(shù)據(jù)監(jiān)控和控制對(duì)象的服務(wù)，此類技術(shù)是貫穿于智能電網(wǎng)建設(shè)的全過程的。智能變電站可以利用傳感、信息、智能和控制技術(shù)進(jìn)行建設(shè)，以一層設(shè)備和二層設(shè)備來規(guī)范信息平臺(tái)的建設(shè)，并實(shí)現(xiàn)了智能調(diào)節(jié)、運(yùn)行自動(dòng)控制和全景實(shí)時(shí)監(jiān)測，從而確保變電的安全、可靠和自動(dòng)的運(yùn)行。

（3）配電領(lǐng)域：作為電力網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，配電網(wǎng)絡(luò)可靠、高效、靈活的運(yùn)行可以提升智能電網(wǎng)運(yùn)行的整體效率，如果配合高可靠性、高安全性的電力通信網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)電力運(yùn)行的自動(dòng)化和智能化，滿足儲(chǔ)能元件和電源的高滲透性接入要求，提升電力供應(yīng)的整體質(zhì)量。智能電網(wǎng)技術(shù)融合了先進(jìn)的通信技術(shù)，可以幫助配電系統(tǒng)的優(yōu)化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)自愈、兼容、互動(dòng)和集成的功能。

（4）輸電領(lǐng)域：智能電網(wǎng)可以滿足未來的電力發(fā)展的需求，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大容量和低損耗的輸送，并且能優(yōu)化地區(qū)間的配置，確保輸電網(wǎng)能夠使用清潔能源。尤其是我國正在進(jìn)行電網(wǎng)的優(yōu)化升級(jí)，并且我國的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行對(duì)電力的依賴比較大，我國的輸電能力和監(jiān)控狀態(tài)有待進(jìn)一步的探究。要對(duì)輸電線路進(jìn)行監(jiān)控，就要采取合理的通信方式，全方位的監(jiān)測運(yùn)行管理、基礎(chǔ)信息和線路運(yùn)行狀態(tài)等。

2通信技術(shù)在智能電網(wǎng)應(yīng)用中存在的幾個(gè)問題

通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用前景十分廣闊，但現(xiàn)代通信技術(shù)的應(yīng)用并不完善，有許多問題有待解決，依據(jù)筆者的研究經(jīng)驗(yàn)，主要存在幾個(gè)問題：

（1）通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用必須考慮未來的能源需求，并且考慮資源的現(xiàn)實(shí)情況，隨著接入站點(diǎn)的增加，快速增長的數(shù)據(jù)不斷聚集，對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃院途W(wǎng)絡(luò)帶寬的可靠性都會(huì)提出更高的要求。在通信平臺(tái)建設(shè)的初期，必須充分考慮到這些因素，為智能電能的建設(shè)和擴(kuò)展做好充分的準(zhǔn)備。

（2）智能電網(wǎng)的建設(shè)不是單一的部分，智能電網(wǎng)與通信技術(shù)都是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)二者的融合，因而數(shù)字化通信平臺(tái)的建設(shè)需要綜合考量安全、管理、生產(chǎn)等多方面的需求，同時(shí)考慮投資的效益，選擇合適的建模方向。

（3）智能電網(wǎng)的建設(shè)不僅需要通信系統(tǒng)的載體，還要供應(yīng)商、使用者和其他主體廣泛接受的標(biāo)準(zhǔn)。但是目前通信技術(shù)的發(fā)展許多都是出于探索階段，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)還比較欠缺，標(biāo)準(zhǔn)化工作的不足嚴(yán)重限制了通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的建設(shè)工作。

（4）通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中建設(shè)的可行性。雖然有多種通行技術(shù)可以采用，但是智能電網(wǎng)的建設(shè)需要考慮建設(shè)的可行性，包括研發(fā)的進(jìn)度、通信技術(shù)與智能電網(wǎng)的兼容、投資的經(jīng)濟(jì)效益等，要確保在未來可以持續(xù)地發(fā)展下去。

作者：蔡偉 單位：國網(wǎng)福建省電力有限公司莆田供電公司市信息通信分公司