無線通信技術在智能電網中的應用

劉月琴

（國網山西省電力公司忻州供電公司，忻州 034000）

現在我國的通信技術不斷進步和創新，無線通信技術已經成為當今時代的必然趨勢。無線通信技術實現信息的交換主要是通過電磁波信號進行完成，這是一種全新的通信技術。目前，我國的無線通信技術正在不斷的發展和完善，服務范圍也在不斷擴大，現在和未來對我們人類的生活都具有重要意義。我們都知道，在現代社會，各個領域已經離不開WiFi和4G的廣泛應用，這就是無線通信技術應用的表現。而電能也是我們生活中不可或缺的一部分，我們的工作和生活以及我們國家的生產力，許多都是要依靠電能來完成，電網系統直接影響我們的社會生產效率。

1 智能配電網技術

1.1 分布式能源接入對電網運行的影響

什么是分布式電源，分布式電源是一種與配電網絡進行連接的小型配電裝置。其中包含有分布式儲能和分布式發電。分布式儲能又包括：超級電容器儲能，蓄電池儲能，壓縮空氣儲能以及包括最近幾年上市的電動汽車這樣的電動產品。而分布式發電也包括：風力發電，水力發電，燃料發電等。電網領域自從有了分布式能源而發生了巨大改變，可以說是對傳統電網的一次改革，不僅有效減少了資源的浪費現象，還從根本上使得成本降低。可以有效帶動可再生資源的應用。比如我們近幾年應用的風力發電和太陽能發電，就是利用大自然的最好代表。這樣做不僅降低了成本，還可以有效達到人類環保節能的需求目標，大大提高了電網領域的效率，也是電網的應用更加穩定，同時還彌補了過去資源只可一次性使用的缺憾。分布式電源的引入，是對傳統電網的一次優化，使得配電網更經濟，更穩定也更環保。這對智能電網的整體應用都具有重要意義。

1.2 智能配電網的保護控制與自愈技術

智能配電網與傳統電網不同，它更加復雜，客戶的用電需求量也更大。目前分布式電源的大量接入更是對智能配電網提出了更嚴格的要求，可以說這是對智能配電網的又一次挑戰。所以，想要實現供電系統更穩定的運行，智能電網就必須具有保護控制和自愈的相關技術。我們知道無線通信技術覆蓋面比較廣，而且具有靈活的特點，無線通信技術可以有效保障智能電網更穩定的運行。無線通信技術可以將各個系統進行有效協調，使智能電網可以快速發現問題并及時解決問題，避免客戶在使用中出現安全隱患，從而讓智能電網實現自我控制和自愈的目的。

1.3 微電網控制技術

微電網控制技術是一種新技術，能夠對智能電網里面接入的分布式能源統一進行整合處理，及時的協調系統產生的波動。從而有效保證整體的頻率以及電壓處于一個比較穩定的狀態。這樣做也使得系統負荷可以保持平衡，避免了電網因為負荷太重而無法供電的情況。微電網和電網的同時運行，可以有效監管電網的實時動態，還可以對電網的平衡進行調整，有效避免電網因間歇性負荷產生的電壓不穩的狀況，保證了電網在出現狀況時也可以正常運行，并且電網還可以自我恢復。

2 電力通信技術的發展現狀分析

最近幾年，我國的科技不斷發展，電力通信網絡領域已經開始使用光纖和啟用無線通信技術，傳統的通信技術已經被淘汰，這樣就促進了電力通信網絡的快速發展。當然，電力網絡的良好運行還要依賴于智能電網各部門之間的有效溝通和合作。現在人們生活水平不斷提高，對電力的需求量也不斷增大，目前，我國已經成功研發了風力發電，水力發電以及新能源發電技術。我國政府在電網建設方面投入了大量資金，電網領域很快進入智能化的新時代。其中，電力信息通信技術對于電網的整體運行起著重要作用，它使得電力系統在信息的傳輸時變得更加快捷和方便，從而使智能電網更加具有實用性。雖然我國電力資源數據網絡在不斷發展，不過他在智能電網中的應用過程中也存在一些問題：（1）細節問題處理不當。現在，我國很多地區已經廣泛使用了智能電網以及新的信息通信技術。可以說智能電網的出現對我國電網領域的高速發展起到了重要作用，但是在電網細節方面仍然有許多不足出現，比如資源浪費問題。目前科學技術不斷發展，綠色可持續能源是人們所提倡和堅持的發展方向。因此，在電網領域也必須時刻牢記科學發展觀。（2）高端電力專業人才缺乏。專業人才對于一個領域的發展至關重要，現在我國各大高校對于電力專業人才的培養還不夠重視。對于電力人才的培養觀念過于落后，缺乏相對完善的教育理念，而傳統的教育理念又比較陳舊，教學知識也得不到更新。這就直接影響著整個電網領域的發展。除此之外，高端電力專業人才在選擇職業的時候比較傾向于選擇科研工作，較少人數會選擇進入企業。這就導致企業在智能電網的運行過程中出現人才缺失的狀況，這對整個電網的發展都有重大影響。

3 無線通信技術在智能配電網中的應用探討

3.1 無線通信技術概述

無線通信技術相比于有線通信來說，在可靠度，安全性上都比不上有線通信，但是無線通信技術具有靈活性高，成本低，難度也比較小的特點，這也是無線通信技術的優勢。目前，無線傳輸加密技術已經變得逐漸成熟起來，無線通信技術也成了智能電網工作中不可或缺的一部分。現在我們生活中主要采用的是GPRS/CDMA公網網絡技術，不過它的缺點很明顯，不能保證數據傳輸的網絡時延，并且網絡信息安全系數比較低，傳輸的可靠性較差，使用起來費用也高。而寬帶無線接入BWA技術就可以很好的解決這些問題，并且可以在電力配網自動化系統的相關業務中廣泛應用。通俗來說，寬帶無線接入（BWA）是寬帶網絡接入的一種比較快捷的方式，它包含：無線局域網（WLAN）、無線個人域網（WPAN）、無線廣域網（WWAN）和無線城域網（WMAN）4類，它的特征總結如下：傳輸的距離較長、信號傳播速度快、覆蓋面積廣，業務水平強、安全系數高。寬帶無線組網因其使用靈活、安裝步驟簡單、投資費用小、擴容簡單、施工比較自由、建設工程周期比較短、項目啟動迅速等，而越來越收到業界的關注。

3.2 BWA技術應用于智能配電網的可行性分析

配電網通信業務相比其他領域來說特征較為突出，集中表現為：通信點較多，線路復雜，分布較廣，信息量較大，并且通信設備環境較差。所以，配電網自動化系統對通信就有著更高的要求，比如要求通信具有可靠性，惡劣的通信環境不得影響通信的正常運行。再比如，必須具備雙向通信的功能。而寬帶無線接入（BWA）技術可以滿足這些要求，在許多相關企業和市場經濟的作用下，寬帶無線接入（BWA）有可能在智能配電網業務中得到應用。智能配電網的建設是一項重大工程，有關通信的問題有以下幾點：出現故障后配電網的自愈問題，帶有分布式能源的配電網如何自我保護控制，有故障后微網帶本地負荷的孤島如何運行等。偏遠地區的分布式電源的建設難度較大，不僅架設光纖網絡成本高，時間長，當地的惡劣環境還可能對通信造成破壞。這時候采用無線通信方式就具有明顯的優勢，不僅投資小，操作也簡單，可靠性也比較高。因此，如果供電可靠性要求不是太高，完全可以采用無線通信網來滿足需求。從技術層面來說，如果在配電網中應用重合器、分段器等智能開關中集成無線通信模塊，使其滿足臨近通信功能，這對配電網具有重要作用，可以使其更好的進行智能保護控制，提高自愈能力。目前廣泛應用的以GPRS為基礎的多功能電能就是無線通信成功應用在配網中的例子。無線通信技術因其投資小，擴容簡單，容易維護等特點，將來會有更好的前景。

3.3 實用化無線網絡通信方案

圖1 典型的智能配電網通信方案

想要在配電網實現無線通信的應用，需要解決的就是數據容量和通信速率問題，由于配網自動化和饋線自動化技術不斷發展，因此集中式和分布式控制需求的信息量在快速的增長，所以想要完全使用無線通信方式也不可能。為滿足配電自動化通信網的需要，我們在實際生活中可以把無線網絡和有線網絡兩種通信方式結合起來使用，無線通信主要用于配電終端和用電終端，這樣就發揮了無線通信組網的靈活性、擴容簡單、工程周期短等優點；而有線通信可以用于子站和主站間的通信，這樣可以實現數據傳輸的實時性需要。具有代表性的智能配電網通信方案（如圖1所示）。

4 結束語

綜上可知，智能電網對我國經濟的發展和可持續發展具有重要意義，它涉及的高科技技術有很多，比如分布式能源接入、智能電網的保護控制和自愈技術、微網的控制等，電網結構較為復雜，因此穩定運行非常重要。無線通信技術的引入可以說是電網領域的一次新革命，不僅降低了成本，還提高了效率和安全性，這對我國智能電網的發展具有重要意義。