王杰
国网内蒙古东部电力有限公司喀喇沁旗供电分公司 内蒙古赤峰市 024400
摘要：信息和通信技术是智能电网的技术核心，他们是实现智能电网的基础。现代化电网是国家能源战略的重要组成部分，而智能电网是当前现代化电网建设的重要方向之一。文章介绍了通信技术在智能电网中的应用情况，阐述了智能电网的特征，提出智能电网四个组成层次即：“电网设备层、通信网架层、数据存储管理层和数据应用层”。论述了通信技术对实现智能电网和维护电网安全等方面的的关键作用。
关键词：通信技术；智能电网；信息网络；光纤通信
当前社会发展形势下，对电网建设要求越来越高，为了保障为用户提供持续用电，实现智能配用电网有着重大意义。智能配用电网是实现配用电网信息交互的基础，是实现电网信息化、自动化的前提和保证。为了增强网络架构的安全性与可靠性，提升网络建设的科学性、规范性，提高配用电客户的满意度，就必须重视智能配用电网通信技术的应用，通过电网通信技术，来增强配用电网的稳定性和安全性，进而确保配用电网的运作效率，实现配用电网的智能化发展。
一、电力信息通信技术基本原理
1.1通信基本理论
通信系统主要包括信息源、发送端、信道和接收端。通信系统的首尾段分别是信息源和受信者。送里可W宽泛的认为信息源和受信者既可W是人，也可W是其他设备（如：计算机、显示器、传真机等）。发送设备完成的主要任务是把信源的信息加工处理成适合该通信系统信道传输的模式，并经由信道发送。
1.2电力系统通信技术
从基层理论可以看出只有建起实时、高速、双向等高性能的的信息通信系统，才能支撑起智能电网的构建。建立高性能的信息通信系统是实现智能电网的高效、互动、自动远控等多种特征的基础。智能电网实现"智能"的要求，就需要从电网的各个环节获取信息数据，从而根据这些采集到的信息数据进行远程控制和电力保护。信息迅信技术种类繁多，常见的信息通信传输技术有光纤通信、电力线通信（BPL）、无线通信等。
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二、智能电网的特点及分析
发展智能电网的主要技术管理方向：（1）通信技术；（2）先进的相量测量和广域测量技术；（3）先进的三维动态可视化电网调度自动化技术；（4）可再生能源的接入和并入网技术；（5）先进的表计基础设施和自动抄表系统；（6）支持配电系统“自愈”功能的先进配电自动化；（7）分布式发电、微电网技术以及储能技术；（8）需求侧管理。
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，智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持，因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。通信系统要和电网一样深入到千家万户，这样就形成两张紧密联系的网络——电网和通信网络，只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。我们可以直接使用电力线路进行通信，同时在配电、用电、量测端加装调制解调器，但是由于输电线路的干扰较大，给调制解调带来很大困难。先进的表计基础设施是实现智能电网自动化管理检测的关键，没有先进的表计基础设施和自动抄表系统，就不能实现电网的智能自动化。参数量测技术是智能电网基本的组成部件，先进的参数量测及时获得数据并将其转换成数据信息，以供智能电网的各个功能部分使用。测量参数用来评估电网设备健康状况，线路检修，表计读取，进行合理计价收费，防止窃电以及与用户沟通等。未来智能电网将取消所有电磁表计及其读取系统，取而代之的是可以是电力公司与用户进行双向通信的智能表计。基于微处理器的智能表计将有更多的功能，除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外，还有存储电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费率，通知用户实施什么样的费率政策。更高级的功能有用户自行根据费率政策编制时间表，自动控制用户内部电力使用策略，甚至支持用户向电网供电。对电力公司来说先进的表计参数测量技术给电力系统运行和规划人员提供更多的数据支持。智能电网要广泛应用先进的技术设备，极大地提高输配电系统的性能。未来智能电网将主要应用三个方面的先进技术：电力电子技术、超导技术已经大容量储能技术。先进的控制技术可以对智能电网状态进行分析、诊断和预测并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动。
三、智能电网通信系统网络结构设计
3.1通信系统网络结构设计
智能电网的通信网络应用于电力系统发、输、变、配、用等电力生产运行的各个环节，按适用范围可分为电力生产过程监控的通信网络（电力调度网）和面向智能电网用户服务的通信网络（配电网）两个部分。智能电网生产过程的监控通信网络架构，如图3-1所示。利用先进的通信技术，能够解决的主要问题有：各级电力调度、电力设备在线实时监测、现场作业视频管理、户外设施防盗等，主要的电力通信方式有：电力线载波、无线扩频、微波通信、光纤通信、GPRS移动通信、新一代3G/4G移动通信等。
3.2智能电网先进通信技术
目前存在的各种通信技术大部分都能用于支撑智能电网。具体可以分为有线和无线通信术。有线通信可以是光纤通信、电力线通信PLC（包括工频通信、窄带和宽带电力载波通信）、电缆通信等。无线通信可以是无线扩频通信、无线个局域WPAN（IEEE802.15）、无线局域网WLAN（IEEE802.11）、无线城域网WMAN（IEEE802.16）、无线广域网WWAN（IEEE802.20）、GPRS/CDMA通信、3G/4G通信、卫星通信、微波通信、短波/超短波通信、空间光通信等。
3.3智能电网通信设计关键问题分析
为满足智能电网发展各阶段对电力信息通信网络的需求，需全面建设高速、宽带、自愈的坚强电力信息通信网络，支持多业务的灵活接入，即支持任何时间、任何地点、任何设备、任何业务、无所不在的信息通信接入方式，为电力智能化系统或设备提供“即插即用”的电力信息通信保障。建立先进的智能电网通信系统需要解决的几个关键问题：
（1）统一规划建设智能电网的通信系统不仅仅是通信通道，而且是智能电网的一部分，需要与智能电网业务配合进行统一的规划，电力通信系统需要开放的网络架构，通用的通信标准。
（2）充分考虑未来资源及数据量的增加随着接入站点的增加，以及快速增加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，就应充分考虑到这个因素，为未来的网络扩展和维护更新做好冗余配置。
（3）数据通信要具有开放性当前电力系统不同的企业、部门之间信息共享受到限制、不同应用软件无法相互兼容，然而智能电网要求其通信系统必须是开放式的，不同企业、部门之间的数据可以完全实现共享。
（4）数据通信网络与智能设备要高度集成智能电网中的信息网络能够与各种物理设备，如智能仪表系统、智能控制系统等集成为一体化的通信系统。
结束语
在当前社会发展形势下，智能电网已成为我国电力系统发展的主要方向，智能电网的发展直接关系到供电的稳定性、可靠性、安全性。智能电网的建设将促进电力企业的竞争，为电力企业发展提供保障。配用电网作为智能电网的重要环节，为了更好地实现智能电网发展，重视通信技术的应用有着重大作用和意义。通信技术的应用不仅有助于提高电力资源利用效率，降低电力系统损耗，提高供电企业的经济效益和社会效益，同时还有助于促进我国国民经济的发展，实现我国经济的可持续发展。
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论文作者:王杰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/4
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