智能電網通信建設與電力市場發展

陳佳鵬

【文章摘要】

目前通信技術的迅猛發展，我國電網也不斷智能化，本文首先介紹了智能電網的相關概念，后分析了智能電網的通信需求，并對目前智能電網中通信設備的應用進行了介紹，最后總結并給出了智能電網通信建設及電力市場的發展。

【關鍵詞】

通信技術；智能電網；通信設備；通信需求；電力市場

1 智能電網的概述

目前學術界對智能電網還沒有非常明確的定義，其中歐洲有學者指出其定義為：“一個電力傳輸的網絡，其整合了全部連接電網的用戶的所有行為，以提供持續、經濟和安全的電力”智能電網可理解為電網智能化，基于高速的、集成的雙向通信網絡而建立，通過先進的傳感與測量技術、決策支持系統、控制方法與設備技術，來實現安全、友好、經濟、安全與可靠的目標。智能電網不僅能為用戶供給高質量的電能、允許接入不同的發電形式、資產的高效優化運行和電力市場的啟動。

建設智能電網為一項非常復雜的系統工程，盡管目前我國已經在建設許多復雜的智能電網的項目，但還是存在巨大的缺口。智能電網具有非常強大的功能，智能電網為具有自我修復能力的電力網絡，能讓消費者能夠積極參與其中，能及時從自然災害和襲擊中恢復，能夠容納所有能量和發電存儲，提高經營效率和優化資產的利用，為數字經濟來提供高質量的電源質量。智能電網以特高壓的電網職位骨干網絡，使各級電網能夠協調發展，以互動化、自動化、信息化為特征，全面提升電網的互動性、適用性、經濟性和安全性。

2 智能電網的通信需求

過去的通信網絡可描述為區域性網絡，帶寬不足而使得其不難以實現對整個電網實時數據的監控。目前智能電網應用中對通信網絡要求越來越高，表現為：（1）要求監測具有可擴展性。（2）要求具有通信規約具有開放性。（3）要求更高的數據通信帶寬。（4）量表和監測的自動化。（5）要求較高的系統數據傳送效率。

我國目前通信網絡的應用現狀可總結為：（1）計算機技術不斷快速發展，計算機相應的數據處理能力也不斷提高。（2）Internet的快速普及與ICP/IP這種網絡協議大量應用，使不同地點信息的查詢也越發便利。（3）光纖通信技術不斷快速發展，使得光纜架設范圍也不斷拓展至其他具備合適條件的地方。（4）在未配備光纜、電纜等有線的傳輸資源地方可利用無線網絡（4G、自建WAN網絡）來傳輸數據。

3 通信設備在智能電網中的應用

3.1 ZigBee/WiMedia/WiFi無線通信

ZigBee目前的標準為IEEE802.15.4，它為現代的電網元件中較為常見的控制裝置與傳感器的公共標準，提供低速、可靠、遠距離的傳輸心能，且需免受干擾和傳輸堵塞。WiMedia對IEEE802.15.3的物理層提倡使用超寬帶標準，且解決方案將具有更高的網狀網絡功能和更快速的數據傳送效率，并具有RF覆蓋能力（與ZigBee相似）。由ZigBee的無線傳送協議的設備構成的數據測控網絡，設備的成本低、體積小、低功耗和高可靠等優勢，特別適合在智能電網中大范圍的推廣應用。

它指的是光導纖維通信技術，信息載體為光，通過光纖傳輸信息的通信方式。通信容量極大且頻帶很寬；中繼距離較長且損耗低；具有較強的抗電磁干擾的能力；保密性好，并可防串音干擾。

光纖通信利用智能電網的接入層與骨干層進行傳輸：（1）骨干層可以保證在通信鏈路存在故障時使網絡傳輸恢復正常所需的時間將被限制在50ms內，且環形網絡的拓撲結構具有較高的安全性并利于工程維護與擴充，且實時監控網絡控制器的同時能和電網系統有機協調，確保互不發生影響。（2）接入層為距離光纖網絡比較近且測控點的數據量較多的區域，為鏈型或樹型網絡結構，通信介質為常規的電纜，架空電纜與地埋電纜都可選擇不同耦合的設備。建設載波通信的通道時間要不大于300ms，可選擇的通信接口有RJ45、RS232等。

3.2 IPv6

現代互聯網為基于IPv4協議的，下一代互聯網協議為IPv6，其特點有：（1）IPv6的地址空間比IPv4增大了倍。（2）協議可持續性較強，可增加新功能。（3）報文的頭部格式得到簡化，為7個字段，可使報文轉發加快，吞吐量提高。

智能電網中每一個設備都有IP地址，用戶可通過互聯網來訪問設備。但目前普遍使用的IPv4資源有限，已經快耗竭，但IPv6可提供更大的地址空間，基本滿足調度、用電、配電、變電、輸電、發電等過程中的參與設備，如智能電表、智能變壓器等。普通用戶的家用電器也通過各自的IP而并入智能電網，實現智能電網的雙向通信。

3.3 G移動通信

第4代移動通信簡稱為4G，將傳統的3G通信技術和WLAN通信集成為一體，并能可靠的傳輸高質量的視頻圖像，且其傳輸的質量和高清電視幾乎差不多。4G通信最大可達每秒100M的下載速度，是撥號上網網速的2000倍，幾乎可以滿足所有用戶的無線服務要求。4G還可部署在沒有覆蓋有線電視的調制解調器和DSL的地方，再擴展至整個地區。智能電網應構建一個雙向的、傳輸可靠的、高安全性、速度快的集成通信構架，而4G通信能夠使智能電網不斷變成交互的、動態的，可用于實現功率與實時信息交換的網絡架構。

4 我國智能電網通信建設與電力市場發展

智能電網的建設需綜合各方面的積極配合，尤其是信息通信、家電、交通、互聯網等領域的積極配合。電力市場和通信、智能信息等行業的緊密聯系將促進我國電力市場構成一個大型的產業鏈，打破電力行業的輸電、發電、售電、客戶服務、配電等傳統產業結構。在互聯網和信息通信技術的配合下，使電力行業產業鏈不斷延伸至交通產業和新能源產業等，促進了電力市場的不斷發展。智能電網對電力市場的發展不斷促進的同時，在電力行業中引進市場競爭的機制，使電力行業不斷在市場競爭中生存發展。智能電網將極大的促進電力行業的發展與轉型改革，使電力市場快速健康發展。

未來智能電網通信建設和電力市場的發展只要體現在傳送數據的加快及互聯網的普遍性方面，電器將可以并入網絡，實現高速雙向通信等等。可見，智能電網通信的建設將極大的改變人們的生活，其積極影響讓人期待。

【參考文獻】

張子涵.智能電網建設與電力市場發展[J].科技風，2012，13.