電力通信在智能電網中的應用

譚毅剛

摘 要：隨著電力企業發展壯大，在國民經濟中的重要性日漸體現。但是電力系統運行也承擔著越來越大的壓力：高峰負荷增長導致電力系統容量日漸緊張，電氣設備的老化影響到網絡運行的安全性與穩定性。因此為確保電網系統正常穩定運行，提高電力利用率，采用何種有效措施對傳統電網運營模式進行創新，提高電力系統運行效率，增強自身競爭力，已經成為電力企業急需解決的主要問題。文章主要從電力通信的關鍵技術出發，分析了電力通信在智能電網中的應用，以供參考完善。

關鍵詞：電力通信；智能電網；應用

智能電網主要是以集成、雙向和高速的通信技術為依據，集傳感器技術、測量技術、設備技術和控制方法為一體，建立的能源互聯網，實現連續不間斷供電、互補供電、各種電源、客戶終端和電網無痕連接，以達到提升電網可靠性、電能質量與效率，降低電網損耗，減少電網故障發生概率的目的。因此為滿足高度市場化的電力交易需要，降低電網損耗，提升電網使用率，將電力通信與智能電網有效融合，對提高電力通信系統運行質量具有重要意義。

1 電力通信的關鍵技術

1.1 用戶戶內網

用戶戶內網作為智能電網系統運行的關鍵，是一個典型的家庭能源管理系統。主要是將用電用戶電器全部連接到智能電表中，智能電表將測量數據信息及時傳輸給本地數據集中分配器，動態管理能源消耗量，降低能源消耗，實現設備之間的通信。例如在公共頻段上，通過具有下一代IP地址（IPv6）的無線電表對電能和電器進行管理，方便用戶隨時查看用電量，了解用戶電能的使用信息。而電網運營商能夠通過電表計量、查詢與管理用戶的用電情況，對電網運行狀態進行實時監控，優化電網運行，一旦電網受到沖擊，即可自動切斷電氣設備的電源。

1.2 廣域網

廣域網包括多個用戶戶內網、領域區域網、其他數據集中分配器與中心控制器，廣域網覆蓋地理區域十分廣泛，能夠維持發電與配電單元之間通信的穩定性。由于智能電網和其他應用共享網絡，在使用的過程中會出現延遲、網絡擁塞的情況，因此在實際使用時，必須設置一個專用網絡，通過傳感器與制動器數據，優化電信運行通道，確保信號在整個網絡中無縫傳遞。

1.3 領域區域網

領域區域網是幾個本地數據集中分配器相互連接的用戶戶內網，目的是從用戶戶內網中，采集有效的能耗信息，并存儲到本地數據集中分配器中。領域區域網的覆蓋面積相對比較廣泛，不僅包括一個城市內的建筑物，還包括四周城鄉結合的建筑物。例如在城市與農村地區中，領域區域網的覆蓋范圍不僅包括本地數據集中分配器最高達500～700m距離的建筑，在城市地區內，無線局域網還可作為領域區域網實體之間的通信設備。例如在LTE系統中的室內基站設備，應用蜂窩網絡與Femtocell，通過智能分配信道拓寬醫用網絡信號，及時傳輸數據信息，為智能電網開放性地兼容各種設備提供通信支持，加強智能電網信號，為用戶提供優質的QoS服務。

2 電力通信在智能電網中的應用

2.1 電力輸送

智能電網具有較強的電力輸送能力，能夠在規定時間完成大容量、遠程的電力輸送，并且消耗能源較低。同時智能電網引入的可再生能源，能夠合理優化配置電力傳輸速度。因此為提高電網監控性能和電力輸送能力，確保電力輸送過程的穩定性、安全性，電力企業必須將電力通信有效融入到電力輸送線路的監控系統中，借助電力通信技術，全方面檢測電網終端、電網運行狀態和線路狀況，實時分析、存儲監控數據，一旦電力輸送過程中發生故障問題，能夠方便人員提出針對性解決對策，充分發揮電力通信的效用。

2.2 用電

用電系統是整個智能電網供電系統的終端，在用電終端，用戶用電相對復雜，傳統的人工統計數據信息的方式已經無法滿足現代化用戶用電的需要。因此在用電過程中，應用電力通信技術，能夠快速采集用戶的用電信息，確保用戶終端和供電系統的雙向交流，從而提升電力服務水平。例如為實現變電站、公變、轉變和用電用戶對電量集抄管理與計量異常監測，對于經濟欠發達、人口分散和用電需求量較低的區域，可以光纖專網為主建設遠程通信道，輔以無線專網與公網通信覆蓋偏遠地區，并適當增加配電線載波通信，提高配電網監控能力。然后采用低壓載波加RS485方式覆蓋新小區，實現載波抄收，保證用戶終端和用電系統的雙向交流。

2.3 變電站

智能變電站作為現代智能電網的終端，電力企業為了實現智能變電站管控的智能化、自動化，按照智能變電站運行情況，安裝了大量的數據監控設備，實時監控變電站運行狀態，將運行數據反饋到控制端，方便工作人員了解整個變電站運行情況，為有關人員決策提供依據，以降低變電站因自動控制失誤引發安全事故發生的概率。而電力通信應用，正好能夠滿足這一需求，借助信息、傳感和智能控制等技術，監控各種設備運行狀態，將監控設備獲取信息及時反饋到集控中心，然后按照有效數據發出相應調節調令，從而確保整個智能變電站安全穩定運行。

2.4 安全領域

為了保證電網系統和信息流之間運行的穩定性，提高配電網運行的安全性，必須將電力通信技術有效應用到智能電網的安全領域中，通過縱向加密、網絡反腐、橫向隔離和災害預警技術，有效規避智能網絡的安全問題，加強電網的安全防護能力，從而提高電力系統運行的安全性能，促進智能電網穩定運行。

2.5 配電網

配電網作為智能電網的核心部分，是一個集計算機通信技術和高級傳感技術為一體的網絡框架，負責為智能變電站提供可靠的數據。因此在建設智能電網的過程中，應用電力通信技術，建立一個智能通信平臺，對變電站運行狀態進行動態化監控，減少人為因素對變電站運行的干擾，確保變電站安全穩定運行，滿足各種儲能原件與分布式電源接入的需求，提高配電網互動、自愈、繼承與兼容等性能。例如配電通信網作為骨干網接入層網絡，涉及面廣泛，具有節點多和建設難度大的特點，導致有關業務應用標準與技術指標降低，增加信息安全隱患。因此為提高配電網傳輸寬帶的安全性與實時性，考慮到配電網通信不僅需要承載配電自動化業務系統本身信息數據外，還需處理智能用電網的語音、數據與視頻等數據，在智能電網配電業務應用系統中安裝PON光纖專網，輔以無線專網與寬帶PLC，在寬帶需求量較低的區域補充GPRS/CDMA/3G/LLTE無線公網通信，不僅能夠達到配電通信網快速布網的目的，還能提高智能配電業務處理能力，實現高速通信的目的。

3 結束語

綜上所述，在新形勢下，智能電網逐漸向自動化、智能化、專業化和個性化發現發展，電力通信應用到智能電網中，為智能電網建設提供技術支持。但是在實際應用電力通信的過程中，要想充分發揮電力通信技術在智能電網中的效用，必須了解熟悉電力通信的關鍵技術，并將其靈活運用到配電網、變電站、電力輸送、安全防護以及用電系統中，提高智能電網運行效率與水平，從而確保智能電網穩定運行。

參考文獻

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