試論智能電網及其對電力通信的要求

徐迪

摘 要：電力通信作為電力系統的重要組成部分，為保證電力系統的安全發揮了很大的作用。智能電網對電力通信也提出了更高的要求，電力通信也要進行創新才能更好的保證智能電網的穩定、經濟、安全的運行。

關鍵詞：智能電網；電力通信；要求

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）23-0079-02

1 智能電網及電力通信的概念

智能電網是智能化的電力網絡，由發電、輸電、變電、配電、用電、等五環節組成電力系統。配電用電處于電網的最后，能實現電力的配送到用戶家，供用戶進行使用。不斷創新研發新型的電網控制技術、信息技術和管理技術，并進行整合，實現發電到用電整個過程的信息的智能交流。電力企業將先進的技術和具體工作整合在一起，實現智能電網在企業生產經營過程中充分發揮作用，最終實現提高企業效益的目的。

電力通信網作為電力企業和有關部門成立的專門通信網絡，它讓電力企業與全國各地聯系起來，保證全國各地的發電、輸電、配電的正常工作并分配電力。光纖、電力線技術或者衛星組成電力通信技術的主要內容，其還利用電特種光纜智能電網常用的通信技術，運用無線技術、電力電纜等多種通信手段及控制機器、調節機器等設備組成的多功能的綜合通信網。在各種通信技術創新發展的過程中，電力通信網技術從原來的低速率發展到現在高速率的。

2 智能電網的電力通信技術分析

2.1 計算機網絡安全技術

綜合了多種通信技術，能做很多工作的智能電網是一個大網絡，它可以容納多種終端設備的介入，所以網絡的安全可靠性和數據信息的保密性是智能電網的重要內容。這一問題的解決可以在物理層、網絡層、應用層設置安裝加密的過濾技術。

此外還可以運用安全存儲、主動實施防護、網絡安全事件監控、安全測試評估、應急響應、惡意代碼防范、數據備份、網絡安全管理、統一威脅管理、計算機平臺等技術，來保證智能電網的安全與可靠。

2.2 光纖技術

光纖通信技術一般包括工業以太網、以太網無源光網絡、GPON技術，工業以太網在電力通信系統中應用廣泛，但是維護成本比較高，容易受到外界的干擾，而且不能容納大量的終端接入，所以現在多用以太網無源光網絡技術。因為其具有成本比較低、支持大規模的終端接入，達到不同服務質量的要求的優點，加上以太網無源光網絡技術是單纖數據雙向輸送的光纖通信技術。

2.3 電力線通信技術

電力線通信技術是電力線為輸送介質進行數據信息輸送的一種特殊的通信方式。電力電纜一般根據等級分類分別為低、中、高壓電力線通信；按照調制頻帶或者頻帶寬度分類可分窄帶技術和寬帶技術。智能電網利用電力通信技術具有投資少，建設成本比較低、運行安全性高等優點，但是由于具有輸送容量比較小，傳輸頻帶的限制，容易限制電力線通信方式的應用等缺陷，現階段，電力線通信技術只是補充通信方式。

2.4 無線傳感器網絡

由大量微型無線傳感器節點組成自組織分布式網絡智能電網系統的無線傳感器網絡，一般運用微功率無線技術，具有密度高、消耗低、組成網絡比較靈活、結點間可以相互組織通信等優點；其缺點是輸送距離比較短、帶寬很低。

2.5 無線通信技術

根據建設的屬性來分無線通信可分為電力無限專網、營運商公網。營運商公網相對來說建設成本低，建設簡單方便，容易維護。但是由于營運商公網和互聯網是連接的，其安全穩定性、通信的速度和效率不能滿足智能電網的要求。電力無線專網具有實時性、可靠安全性、也能接入綜合智能電網，但其成本比較高、運行的壓力比較大。

3 建立智能電網的配用電通信網模型

3.1 自動化高級配電系統

配電自動化系統是智能電網的重要組成部分，能夠滿足配電終端和主站的數據交換，通過以太網技術建立的自動化高級配電系統，經過大量的實踐和交換式技術仿真測試，證明此種方式下網絡的可靠性和安全性達到最好，能夠發揮自動化的實時性，也能滿足用戶的各種需求。

此外采用PLC和WIMAX配合組成網絡，能夠滿足遠程抄表服務，在配電變壓器附近安裝WIMAX終端，它可以輸入PLC輸送的配電終端信息，也能進行配電變壓的監控，控制等工作，此方式具有建網速度比較快、成本不高、安全可靠性好。因為數量很多的配電利用的 是成本比較低的PLC方式，雖然輸送的速度比較慢，但是能完成遠程抄表的工作。控制終端利用WIMAX技術，這樣通信與電力線相互獨立，非常的可靠容易維護，而且輸送的速度比較快能滿足配電變壓器的監控； 加上WIMAX設置帶變壓器附近，通信環境比較好可以進行安裝天線，利用很少的基站就能實現全覆蓋，降低費用的目標。此方式存在不能提供語音視頻傳輸，互聯網連接的問題。

3.2 視頻監測網絡系統

在智能電網中視頻監測應用的非常廣泛，比如變電站的監測、重要設備的監測、重點線路的監測、維修現場的安全監測等等。電力部門可以在監控中心對視頻進行統一管理，包括視頻的播放、圖像的顯示等等，有利于電路的安全，有利于減少電力部門的成本，提高電力企業的效益。

3.3 功能服務網絡

功能服務網絡可以滿足用戶多樣化的需求、實現定制用電的需要。功能服務網絡是用戶通過公共互聯網把自己的個性化需求上傳到電力功能服務網站的網絡技術，用戶定制的服務在經過電力通信網絡傳輸到用戶終端。

3.4 用電管理系統

智能電網通過全預付費、全覆蓋、全過程自動化的網絡技術來采集用戶的電量信息。傳統的采用帶有GPRS的集中器匯集局部區域的用電信息，再通過電力專網進入電力公司主站，利用采集器讀取用戶用電數據信息，這種方式網絡較簡單，主要是GPRS在線率不高，所以不能實現用戶的側需求，網絡成本費用比較高。解決這個問題的有效方法是采用以太網通信專網，讓用戶信息管理總站和每個電力用戶終端進行連接，并利用載波、無線傳感器接入到每個用戶終端。

4 智能電網對電力通信的要求

智能電網涉及電力的產生、傳輸、應用，使用等方面，這些方面都與電力通信息息相關。我國智能化電網的不斷快速發展，電力系統的協調任務加重，電網更加的信息化、智能化、現代化。

4.1 發 電

目前，智能電網的大力建設，對發電的要求也發生了改變，智能電網重點關注的是新能源發電，要求建立低碳、綠色、無污染、可持續的能源網，重點就是對太陽能、風能、水、潮汐能、生物能等能源的開發和利用。這就需要加大對這方面的研究力度，利用可再生能源產生電，并研究出一套統一標準的電力通信接口，在電力功率、輸出電壓、電力效能安全穩定的前提下，建設完善的適用智能電網的通信系統。

4.2 變 電

變電站是智能電網重點關注的內容之一，要完成智能電網的建設，必須對變電站進行改變，變電站是智能電網的基礎，沒有保護，很快就會處于崩潰狀態，智能電站的創新也使電力通信在一定程度上更加完善，現代化的變電站是電力調度的重要信息資源，高速雙向的通信網絡能夠以很快的速度對數據進行過濾、分析、并及時做出反應。

4.3 配 電

現階段，隨著智能電網的應用，對電力通信提出了更高的要求，電力的配送系統也更加的完善，及信息化和現代化為一體。電力的配送需要考慮每個地方的需求，以及電力企業的發電情況等因素，在進行科學合理的分配協調。現代的電力通信網絡依靠光纖、微波、衛星通信，具有很高的準確可靠性、比較靈活、效率高等優點，電力通信和配電網絡密切配合，有利于自動發現潛在問題和故障，并進行自動的診斷處理，有利于提高配電質量。電力通信系統和智能電網相連接能夠實現信息數據的收集與及時的管理。

4.4 運輸電領域

由于傳統的電力在輸送的過程中，遠距離和大容量的運輸電力，會導致電力損失很嚴重，而智能電網的建立將有效的減少電力的損失。電力通信的建設對運輸電路進行改變，強化智能電網的數據信息的收集，分析、監控、管理、預警，及時的發現問題，并解決，有效的減少了電力在運輸中的損失。

5 智能電網對電力通信需求的建議

5.1 提高電力通信人才的綜合素質

人才是關鍵是智能電網發展的重要前提，電力通信要滿足智能電網的要求更多的還是依靠人才，提高電力通信人才的綜合素質是以后國家和電力企業要重視的事情。

5.2 提高電力網絡的全覆蓋

建立電力通信網絡的全覆蓋，滿足一體化的通信網絡管理系統，實現統一規范，標準統一完善的全網覆蓋的目標，積極擴展網絡容量，加快光纖入戶的速度、增加網絡資源的利用率。完成智能電網在數據信息采集、輸送反饋、自動控制等方面的改革創新。

此外，通信技術也在不斷的快速發展， 5G、無線WIFI等通信技術和計算機網絡的研究創新將給智能電網的發展帶來新的靈感，5G可以滿足用戶隨時用電的需要，有利于智能的控制和傳感器的應用。而無線WIFI的發展和使用，可以實現電力從產生到使用的全過程控制管理。

5.3 積極的進行電力通信創新

現階段，我們正積極建立智能電網，在這個信息發達的時代，如何維護好電力通信的安全，如何防止黑客攻擊造成的電力系統癱瘓，如何防止信息泄露等問題，都需要我們積極的對電力通信進行創新，并運用信息管理技術，預警技術、遠程控制等多種技術進行配合使用達到智能電網的發展的需求。

6 結 語

建設以特高壓電網為骨干網架的智能電網，保證我國的生態環境、能源的可再生，充分發揮電網在資源優化配置作用，有利于實現我國經濟全面、協調、可持續發展。電力通信作為智能電網的基礎工程，其改革創新對智能電網影響很大，所以在實踐中，我們要根據經驗總結出智能電網對電力通信技術新的需求，并積極探索研究，完善電力通信網絡在智能電網中的應用，充分發揮智能電網的作用。

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