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摘要：智能电网是电力企业发展的主流趋势。其工作原理是在，通过集合当今先进的通讯技术、网络技术、传感器技术等并利用先进的控制方式，在集合高速双向通讯网络的前提下，达到电网的安全高效、经济可靠的目标。文章将简单分析供电企业为适应智能电网而设计的客户互动服务平台，了解这种服务平台的结构框架和现实价值。
关键词：智能电网；用户互动平台；“最后100米”通信；电力载波（PLC）
1用户互动平台的设计
1.1平台设定意义
智能电网用户互动平台主要的服务对象是广大互联网用户，尤其是家庭用户，下面主要介绍家庭智能用电系统，了解其平台结构和运行方式，从而更好地研究该项目。互动电网是目前最先进的服务平台，它将通讯、IT、能源、新材料、新技术以及传感器等产业集中在一起，同时将配电网技术、网络技术、通信技术以及电子电力技术等各种技术结合在一起。这种平台的研究和使用能有效地推动新技术革命的发展，它的结构设计是基于计量系统的交互功能以及其他技术手段为用户提供互动服务。其主要系统结构就是以计量自动化系统为基础，结合ERP系统和配电自动化系统等，根据不同的客户需求，建立电网与用户之间的交流互动平台，利用通讯工具实现双方的信息传递。
1.2平台主体结构
互动服务平台构架主要由保障层、系统层、网络层以及接入层。在原有的电力系统中自身就有一套独立的网络，是一个单独的局域网，它是与互联网分割开的。但是互动服务平台则要利用互联网进行数据的收集和传递，而系统网络运行的安全性很容易受到破坏，保障层结构的设计就是为了系统网络安全使用而安排的，它主要的任务就是通过防火墙杀毒，对数据加密以及数据备份等。而系统层主要是为互动服务平台提供相关的系统功能，是实现电网智能化的最主要内容。它又由表现模块、应用模块、支撑模块以及数据模块构成，其表现模块是用来提供用户界面与后台调用的；应用模块是系统层中的核心内容，这个模块分为数据采集、系统业务、系统接口三个部分，其中系统业务能体现互动服务平台的内容；支撑模块的主要作用是为平台提供服务保障；数据模块很明显就是为系统建立数据库和相应的管理。网络层是利用现代化网络技术为系统提供远程通信网和本地接入网两个部分服务。其远程通信网是电力部门的通信传输网和运营商通信网，一般使用的有通信网有：电力光纤专网、无线网、中压电力线载专网以及有线通信网等。而本地接入网一般由低压电力载波、光纤复合低压电缆、Wi-Fi以及微功率无线等。网络层中的接入网为接入层服务，平台接入层的主要内容包括智能电表、网关、交互终端以及一些基础设备，如智能插座采集设备、采集终端接入设备等。接入层通过采集和传递数据，为平台提供基础的分析数据，为电力客户提供控制等互动服务支撑。在家庭电网中，整个网络平台由营销管理系统、计量自动化系统、95598系统和交换机、用户互动平台以及防火墙等组成。该项目利用互联网技术，当信号从电网运行平台中发射出来时，经过无线通讯基站，结合互联网技术，最终将电网中的信号传输到用户终端和通讯工具中，从而完成整个信号传送任务。
2重点解决问题
电力线是每个家庭、单位最为普及、覆盖范围最广的一种物理通信媒介。智能电网是中国能源建设的必经之路，而电力线通信技术则是未来智能电网的核心技术之一。本项目设计设备互动终端、采集器、集中器之间采用电力线载波通信，集中器与平台之间采用GPRS通信。这种GPRS通信+电力线载波通信方式，是解决用户端“最后100米”通信问题的关键。但由于电力载波通信的缺陷，这“最后100米”的通信很容易出现问题，影响用户终端接受信号的强度，强烈干扰信号的清晰度，问题主要表现在：（1）配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送；（2）三相电力线间有很大信号损失，一般电力载波信号只能在单相电力线上传输；（3）电力线存在本身因有的脉冲干扰；（4）电力线对载波信号造成高削减。
为解决以上问题，这一项目设计采用了以下方式使电力线载波通信得以实现。每个PLC局域网采用三种不同频率进行调制解调，以采集器为网关，把每个PLC局域网分割成一个中心局部网和多个分支局部网。集中器和所有采集器构成中心局部网，每台采集器和同一分支的交互终端群集构成多个分支局部网。PLC局域网的网络分割，缩短网络线路距离，增长载波通信距离。中心局部网使用其中一种频率进行调制解调，相邻分支局部网间隔式使用另两种频率进行调制解调，提高每个PLC局域网载波通信的抗干扰能力和并发吞吐量。
采用双工模式通信及载波侦听多路访问协议（CSMA），从站发送数据前，检测网路是否处于忙碌状态。从站发送数据包时间间隔后没有接收到应答信息，说明数据包冲突。从站采用自动重传（ARQ）的处理机制解决数据冲突，基站采用轮询（Polling）方式进行差错控制。根据项目用电信息数据流量小的特点和载波通信多负载通信距离短、多干扰的特点，用电信息的采集和传输，利用电力线负荷较轻时段进行预备性全面收集。
根据PLC网络的多路径传播特点，采集器支持路由功能，使数据包获得最佳传输路径，提高载波通信抗干扰、衰减、回波、叠加的能力。针对可能出现的网路距离超出通信距离，采集器或交互终端支持软件中继功能，实现对数据包进行转发。软中继功能力求设计为自动，配置设定为下限要求，禁止全面中继。载波数据发送采用过零检测同步发送数据，提高发送效率，增加网络输入功率。
3结语
综上所述，这种适应智能电网的用户服务平台已经初步在实际电网运行中得到使用，且实践证明其效果很好。在下一阶段，加大研究力度，完善平台结构设计，将其早日投入到电网运用中，提高供电企业电网管理质量，降低运营和维护成本，同时让电网为用户提供更加安全和可靠的电力供应和互动服务，实现供电企业与用电客户的双赢。
参考文献：
[1]广东电网公司电力科学研究院,钟清.智能电网关键技术研究[M].中国电力出版社,2011
[2]刘振亚.智能电网技术[M].中国电力出版社,2010
[3]崔传建,李博,李思维.面向电力用户的一种通用互动服务平台设计[J].电力系统通信,2012(9)
论文作者:顾玉洁
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/27
标签：电网论文; 载波论文; 互动论文; 电力线论文; 通信论文; 电力论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第3期论文;