通信技術對電力系統智能化發展的研究

田振軍　席亞舉　宋寬寬

摘要：：改革開放以來，我國社會在各方面取得了高速發展。國民對生產生活的需求也發生了快速變化，追求更加便捷、智能化、數據化、高質量的社會生產服務環境。本文將從通信技術的發展來探究電力系統的智能化。

關鍵詞：智能化；電力；發展；因素；通信

1 電力系統智能化發展的社會需求

智能電力系統包含電源端、輸電端、配電端、用戶端的智能化、數據化和網絡化。它是在傳統電力系統的基礎上，由智能化的電力終端元件、通訊單元、互聯網單元構成，實現具有不同權限的人在世界的任何地方，對用電情況進行監控以及電力能源的合理調配，保證從供電端到終端用戶這個過程中所有監控節點之間的信息和電能的雙向流動。

2 通信技術對電力系統智能化發展的影響

當前國內配電終端設備取得了很大的進步，能夠實時采集電壓、電流、電度、頻率、諧波、頻率、開關量、故障錄波等電力系統參數，并能夠支持多種通訊方式，滿足多種組網方式。比如，紅外通信接口、GPRS通信接口、WIFI通訊接口、RS232串口通信接口、RS485通信接口、以太網通信接口、電力線載波通信接口、CAN通信接口。

通信技術的發展及分析：電力系統的智能化關鍵一環是通信技術。通信技術的發展將制約電力系統的智能化。下面列舉一下目前較為成熟的通信接口技術。

2.1 RS485通信接口

RS485，工業上通常采用兩線制組成半雙工網絡，最高傳輸速率10Mbps，最長通訊距離2公里以內，考慮電力現場復雜環境以及通訊可靠性，本文推薦使用距離不超過300米。因此這種通信接口在電力系統中只能用于站內組網。事實上這種通信接口是目前電力系統終端設備站內組網使用最為普遍的通信物理接口。

2.2 以太網通信接口

以太網目前電力行業內上使用最成熟 的是快速以太網（100Mbit/s）。設備與網絡交換機之間的連線不超過100米。當然若實現站內與供電局之間的長距離通信目前一般鋪設專用光纖或者電力專用電纜。這種通信接口連接到站內交換機上進而可實現站內組網以及遠距離通信，目前以太網的通信速率可達到10Gbits，但是我們的終端設備核心處理器大多是1GB以內單片機，也就是說以太網速度完全滿足終端設備的通訊需求。

2.3 GRPS通信接口

GPRS通信依賴于網絡運營商的信號基站，目前4G速度可以100M以上。這種通信方式主要用于長距離通信。可實現世界任何地方對終端設備的實時監測，監控。

2.4 電力線載波通信技術

電力線載波通訊是利用現有電力線，通過載波方式將模擬信號或者數字信號進行高速傳輸的技術。由于配變變壓器對電力載波信號具有阻隔作用，因此電力線載波信號只能在一個配變變壓器臺區范圍內進行使用。在電力線空載時，點對點信號可傳輸幾公里，但當電力線上負荷很重時只能傳輸幾十米。所以本文認為在電力系統中不推薦使用電力線載波，當然電力線載波可應用于智能家居或者站內短距離組網通信。

2.5 WIFI通信接口

WIFI無線通信接口通信速率最高可達11Mbps，通信距離受WIFI發射接收設備功率以及使用現場環境影響，由于站內設備一般為鋼鐵結構，因此WIFI無線在站內組網使用會受到限制，但是在終端用戶使用將非常方便，比如用戶可以在WIFI環境下通過計算機或者手機組態監控用電使用情況，并控制相關電力設備動作。

2.6 Can通信接口

Can通信接口與RS485通信接口類似，但速度比RS485通信接口要高，可達到1Mbps，通信距離可達10Km，并且支持全雙工通信。目前can總線大多應用于汽車電子中，但在電力系統中的應用還不是那么廣泛。相信不久的將來can總線會越來越多地應用于電力系統中。

2.7 其他通信接口

限于篇幅的原因，簡單介紹一下紅外通信、藍牙通信以及RS232串口通信接口。紅外通信在電力系統中，目前應用主要是手持設備與終端設備的通信，這種通信方式通信距離較短，不能應用于站內組網。RS232串口通信接口通信距離也在幾十米之內，主要應用于對設備的維護，不能應用于站內組網。藍牙通信在電力系統中應用較少，它與WIFI通信一樣，是短距離無線通信。

3 電力系統智能化可行性研究

通信媒介的多樣化，以及互聯網技術的高速發展，實現電力系統的智能化在硬件技術上已經完全沒有問題。在輸配電終端我們可以通過以上介紹的通信物理接口組成站內網絡，通過光纖或者通信電纜將信息分享到通用網絡上，我們就可以通過電腦或者手機在任何地方實現對用電情況的實時監測。

4 結語

通信技術以及互聯網技術的發展，會將使我們可以聯網式的控電，供電部門可以根據用電使用情況通過互聯網絡合理地調配用電。終端用戶也可以通過互聯網實時監測自己的用電情況。

未來智能化電力系統，將成為世界前沿技術，所有的電力配電元件，包括家用電器都會囊括在這個系統中。供電部門包括客戶通過互聯網能夠隨時隨地對用電情況進行檢測和控制。

參考文獻：

[1]陳洪元.中國新通信，2015.

[2]周雅.電力系統保護與控制，2015.

[3]溫河，孫文彥.城市建設理論研究：電子版，2015.