試論電力通信技術在智能電網中的應用

張曙光

摘 要：隨著我國電力系統的不斷發展，電力通信技術在智能電網的實際運行中的作用越來越重要。基于此，本文首先從基本理論、性能指標兩個方面闡述了電力通信技術的原理；其后通過電能技術的分類和智能電網中通信網絡的構成兩個部分，簡單介紹了智能電網中的電力通信網絡；最后從輸電、變電、配電以及新能源四個角度重點分析了電力通信技術在智能電網中的實際應用。

關鍵詞：電力通信技術；智能電網；變電站

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）21-0124-02

小到收音機、電話，大到電力系統、發電站，電力通信技術與人們的工作生活息息相關。所以，有必要對電力通信技術在智能電網中的應用做出討論，充分意識到電力通信技術的重要性，可持續地實現我國電力系統的運行發展。

1 電力通信技術的技術原理

1.1 電力通信的基本理論

電力通信系統的內部結構較為完善，在信息傳輸的過程中，信息源經由發送設備傳出信息，通過信道傳輸至接收設備，最終傳達給受信者。在這一過程里，信息源與受信者作為信息傳出和收入的首尾段，既可以是人，也可以是計算機、傳真機、顯示器等電子設備，通過信道作為紐帶和信息傳遞渠道，將兩者聯系在一起[1]。

1.2 電力通信的性能指標

在通信系統中，主要用傳輸速率來顯示和衡量系統傳輸質量的有效性，通常用比特傳輸速率表示每秒鐘信道傳輸的信息量，記作Rb，單位為b/s。在智能電網中，不同的信號類型其要求傳輸時間的標準參數也不盡相同，如保護信息為20ms、廣域測量信號為20ms、緊急控制信號為20ms、控制信號為1-10s、監控信息為1-3s、系統運行記錄信號為60s等。

2 智能電網中的電力通信網絡

2.1 電力通信技術的分類

第一，電力線通信，又叫電力載波通信，它主要依靠現有的電力線路進行通信，通過對信號的調制，實現語音、數據等信號的高效傳輸。由于我國電力線路發展時間長，實體網絡完善，所以此類通信技術應用較為廣泛；

第二，無線通信技術，此類技術隨著智能電網發展以及智能手機的普及，與人們生活的聯系越來越多。現階段，無線通信技術主要體現在4G移動通信上，4G通信將3G技術與WLAN技術相結合，可隨時隨地實現信息、數據的高質量快速傳輸，但由于沒有實體線路的保護，其傳輸速度易受距離、天氣等因素影響；

第三，光纖通信技術。發射設備把電信號轉化為光信號并加載在光纖上，如果傳輸距離過長，光信號會逐漸減弱，這時通過預設的光中繼將光信號進行二次放大，而后傳至光接收機端并將光信號轉化為原有的電信號形式。在智能電網中電力系統的日常運行中，光纖傳輸以其抗干擾能力強、可靠性高、通信距離長等特點被大量、廣泛應用，常用的光纖線路為OPGW光纜和ADSS光纜。

2.2 智能電網中電力通信網絡的構成

智能電網中的電力通信網絡體系由三種通信網絡構成，即電力通信網傳輸網、業務網和支撐網。傳輸網由電力線通信、光纖通信及無線通信組成，是電力通信網絡體系的核心，為高速、可靠的信息傳輸提供了保證；業務網主要以具體的功能性為主，如行政交換網、信息廣域網等；支撐網主要由網管系統、信令系統和時間頻率同步系統組成，以監管通信網絡正常運行、同步通信網時間頻率、實現數據交換信令統一規范為工作任務和目的[2]。

3 電力通信技術在智能電網中的具體應用

3.1 電力通信技術在配電領域的應用

作為智能電網的重中之重，配電網絡的高效性和靈活性十分重要，這就要求了與之相匹配的電力通信網絡必須要有傳輸快、覆蓋面廣的特點，以便加強配電系統管理安全以及配電部門內部信息的交流暢通，同時為配電網運行過程中故障的及時發現和處理提供保障。以在配電領域應用較多的全球微波接入互操作技術（WiMAX）為例：

此技術分為核心網和接入網兩部分，核心網由路由器、用戶數據庫、管理系統以及代理服務器構成，主要作為信息傳輸的功能性終端；接入網由各基站、用戶站以及移動用戶站組成，為用戶提供網絡的一對多無線接入。在實際的配電工作中，核心網要求用戶只有通過實名認證和登錄才能獲得配電站運行信息的傳輸權，同時對整個配電過程中信息的傳輸做出管理，保證了配電站信息的完整性和安全性。此外，接入網基站將配電站各個部門及工作人員聯系在一起，通過MIMO多天線發射的無線傳輸方式，實現了整個配站體系間的高速度、大面積信息交流共享，從而使配電工作更具協作性。

3.2 電力通信技術在變電領域的應用

首先，戶外變電所的設備暴露在室外的環境中，受天氣和自然因素影響非常大，如我國農村地區以兩根電線桿架起變壓器組成的桿上式變電所，常常因為大風、雷擊等原因造成設備損壞，一方面阻礙了變電所電壓調節工作的正常運行，另一方面也對附近人們的人身安全埋下隱患。此外，在戶內變電所的電力通信類型選擇同樣重要。由于室內變電所的電磁場較強，如果使用無線通信的信息傳輸方式，信息很容易受到電磁輻射的干擾，從而影響接收端接收信息的準確性和可靠性，所以在室內的電話等設備要使用實體的同軸電纜和音頻電纜，以保證工作人員間、工作人員與電力調度中心間的實時聯系，加強對電壓調節的監控和操作[3]。

3.3 電力通信技術在輸電領域的應用

為了實現輸電線路的高質量、遠距離作業，既要加強對線路的管理，也要加強對相關資源的配置。通過無線傳輸和有線傳輸相結合的電力通信方式，可以對輸電線路整體的運行狀況進行集成共享，輸電過程中一旦出現問題，電路通信系統會及時反饋給電網的管理中心，工作人員在收到信息反饋后會及時對問題做出解決和整改，從而推動輸電線路整體結構的優化，確保了輸電工作的順利開展。

3.4 電力通信技術在新能源領域的應用

在環境持續惡化、資源日益枯竭的今天，對煤炭、石油等不可再生資源的節約行動迫在眉睫，智能電網逐漸用太陽能、風能等新型可再生資源代替了不可再生資源的消耗。與之相匹配的，在電力通信技術上也要為新能源使用作出革新。2015年3月15日，我國國務院發布《中共中央國務院關于第一步深化電力體制改革的若干意見》，提出“提高可再生能源發電和分布式能源系統發電在電力供應中的比例”原則，標志著以智能電網為主的新一輪電力體制改革開啟。此后至今，電力通信技術在智能電網新能源問題上的地位越來越重要：

一方面，電力通信系統在火電、核電等傳統發電能源的廢氣、煙塵以及放射線排放上已經形成了全面的監控體系，從GPS系統、RS系統（遙感技術系統）以及GIS系統（地理信息系統）等多種高科技監測方式入手，對采集到的污染數據、排放廢物樣本進行科學的分析處理，最終傳輸到環保部門和通信系統終端進行備案以及整合發布，大大推動了我國環保事業的發展；

另一方面，電力通信系統在新能源數據分析以及新能源接入智能電網的監控調節上也做出了巨大貢獻。以電力通信系統為基礎在無人值班的發電站建立監測點，有利于對水資源、風能資源等系能源進行周期性監控，通過對降水量等信息進行分析和傳輸，使電網終端工作人員及時掌握發電的實際情況。同時，由于新能源在電力系統中發展時間較短，太陽能、潮汐能、風能等新能源在我國的電力應用尚未成熟，所以在其接入時要對通信接口進行改良，設置一定的電壓和功率閾值，以便電力通信系統能自動對新能源發電進行有效的控制。

4 結語

總而言之，電力通信技術對智能電網的整體運行有著重要作用。分析可知，通過對電話、光纖等傳輸系統進行改良，有利于減少信息傳輸中距離、磁場的干擾，保證信息的準確、快速傳輸，以便更好地在智能電網的運行中應用電力通信技術，加強電網整體的監管和信息交互，從而推動未來電力系統的整體發展。

參考文獻

[1]李方碩，白泰，吳緯德，申杰.電力通信技術在智能電網中的運用與相關研究[J].電子測試，2016，（24）：91-92.

[2]李龍.電力通信技術應用及發展[J].通訊世界，2015，（24）：211-212.

[3]王冰，鞏銳.智能電網環境下的電力通信技術需求探析[J].通訊世界，2015，（16）：90.