智能配电网通信技术研究.doc

1、智能配电网通信技术研究摘要：随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，电力电网建设越发受到重视。在大规模的城市化建设过程中对于电力电网的要求越来越高，城市的电力电网建设标志着城市的发展程度和经济水平。在这种情况下，各种先进技术和新元素注入到电网建设中，电网开始朝智能化发展。在计算机技术和通信技术发展的今天，智能电网的发展是一种趋势和必然，目前已经引起广泛的关注。 关键词：智能配电网；通信技术；特点 中图分类号：TS801.8 文献标识码：A 文章编号： 引言： 在智能电网的建设过程中，智能配电网是其研究重点，而通信技术则是实现智能配电网的基础。没有先进的通信网络，任何智能配电网的优点都没法体现，

2、所以，要实现智能电网的关键一步，就是建立双向、高速、集成的通信网络。 1、智能配电网通信系统的特点 1.1 通信终端节点数量多 配电网有很多变电站、开闭所和配电变压器，还有线路的重合闸、负荷开关和无功补偿装置等，需要很多现场智能设备或者远方终端节点对这些智能设备进行监控。如果深入到低压用户的自动读表和控制终端，则终端节点数量需求更多。 1.2 通信距离近 区域 DTU TTU 集中器等终端的数据主要由小区的开闭终端单元汇集转发，其通信距离一般小于 5 公里。由于地区配电覆盖的区域可能相对小，各智能配电网通信节点间的距离比较近。所以采取小区分支通信与主干通信相搭配为常见的智能配电方案。 1.3

3、通信数据量不大 在目前国内的状况，主要采用电缆传输技术通信。而电缆传输信号的质量比较差，采集到的数据结果往往几乎无法使用。大量的线路开关、配电变压器等是智能配电网远方终端单元的监控对象，它们的通信数据量很有限。一些配电变电站、开闭所或配电网的子站，它们的数据通信量对比输变电网络还是小一点。无线通信技术可分为无线专网和无线公网两类，无线专网的建设受制于频段申请等原因，无线公网主要使用已有的 2.5G/3G 移动运营商网络，通信费用比较高，而且上线率低。因此，利用光纤通信技术建设高品质的智能配电网，是目前的最佳选择，光纤通信技术具有低误码率、高速率、强保密性、抗强电磁干扰等特点。 2、智能配电网对

4、通信系统的要求 为了保证智能配电网的特征能够实现，其通信系统需要满足高可靠性、安全性、实时性和灵活性等条件。 2.1 高可靠性 高可靠性就是指数据信息能够在任何环境下传输到控制中心或者传输给子站及智能电力设备。电网的可靠性都是依靠通信网络发送和接收重要信息来维持的。可靠性在有线网络中并不是个严重的问题，但是在无线网络和 PLC（电力载波通信）网络中就是个挑战了，因为它们的通信信道可能会受到外界干扰而发生变化。通信系统自己并不能够直接获得电网拓扑结构的变化，于是通信网本身就需要具有较强的鲁棒性。 2.2 安全性 随着电力网和信息网的融合，以及配电网距离的增加，有关能源分布的数据信息总是特别重要，

5、尤其是当它们与交易信息及控制、保护有关的时候，安全问题变得非常重要。例如，如果通信方式采用无线公用网络，公用网的分享性与容易接入，使得电力数据容易获得，易被不法分子截取数据，从而进行破坏。 2.3 实时性 电网中的一些设备需要实时的数据，而电力设备的实时性需求主要依赖于应用的紧急程度。例如 PMU 就有严格的实时性，它提供电压和电流的实时测量，并把数据传输给控制中心进行分析控制。对于保护装置，当某处发生故障时，控制中心必须实时把控制指令发送到智能电力设备，以使其动作，切断故障，如果没有实时性的通信保障，就可能会发生电网的连锁故障。 2.4 灵活性 不同于输电网，配电网的结构总是在不断增加和改变

6、的。对于通信系统，不仅仅是第一次安装，对于今后配电网的结构改变需要能够继续扩展而不必改变原有的通信模式，也要在运行期间易于管理和维护。除此之外，智能配电网通信系统还要支持组播技术，使得同级智能电力设备之间可以分享相关的信息。 3、通信技术在智能电网中的应用 3.1 通信技术在智能电网中的具体应用 建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础，没有通信系统，任何智能电网的特征都无法实现，因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要通信系统的支持，因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。

7、当通信系统建成后，它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率，繁荣电力市场，抵御电网受到的攻击，从而提高电网价值。 在应用中，电力系统本质上是能量的传递过程，该过程由发电、输电、配电及用电 4 个环节组成。调度数据专网等电力专用通信网络已经覆盖了发电、输电、配电等环节，用户侧利用载波方式进行小数据量传输（如抄表）已得到广泛使用。能量管理（EMS） 、广域向量测量（WAMS） 、电能量计费（TMR） 、水调自动化（AWT） 、配电网管理系统（DMS）等信息系统为电力系统的正常运行提供了可靠的技术保障。 智能电网的特征之一是与用户良好的交互，自动抄表（AMR）或者自动测量（AMI）等智能表计及用户侧

8、信息网关成为智能电网的重要领域之一。目前大多数 AMR 及 AMI 的解决方案中采用 GPRS、RF 等无线技术作为通信手段。从发电、输电、配电的通信方式发展看，信息网络传输的是保护、控制、测量数据等综合信息，智能电网的电力通信网络将发展综合信息网络。从信息利用角度看，智能电网的监控从传统电网的基于局部信息向基于全局信息转变，分散在各类信息系统的数据等将通过综合数据平台的方式进行集成，方便不同业务关注人员对各类数据进行应用，实现智能电网的高级分析应用功能。 3.2 通信技术(网络)在智能电网中应用方案要点分析 网络具有可靠性高、控制灵活、易于维护、扩展方便等众多适合智能电网控制的优点，可显著简

9、化控制设备的连接方式，实现各种异构控制设备的网络集成和信息共享。然而电力系统是分布式、实时系统，各种控制设备的信息差异很大，通过网络传输控制信息将存在时延不确定、路径不确定、数据包丢失、信息因果性丧失等问题。可从电力系统信息的传输特性，网络对电网控制性能的影响、电网的通信系统体系结构的影响等方面入手，研究信息网络在智能电网应用的关键问题。 如果高速双向通信系统的建成，智能电网通过连续不断地自我监测和校正，它还可以监测各种扰动，进行补偿，重新分配潮流，避免事故的扩大。高速双向通信系统使得各种不同的智能电子设备、智能表计、控制中心、电力电子控制器、保护系统以及用户进行网络化的通信，提高对电网的驾驭

10、能力和优质服务的水平。智能电网的集成通信系统架构由两部分组成：主网或高电压等级电力通信，包括智能电网的调度控制中心、管理平台和发电输电网络的通信系统。主要实现全自动化控制过程，强调高可靠、高带宽及传输路由的相对可控，管理层面简单，无人为干预，主要变电站形成多路由多方向互联，保证 N-M 下的通信要求，用网络的健壮性来满足系统的高可靠性，这部分以下一代光网络通信为基础。配网和用户侧通信，主要是高、中、低压配电网，包括用户电表和电器等通信系统。其通信形式多样，有光纤通信、无线通信、电力线载波等。 4、结束语 随着科学技术的发展和我国经济水平的不断提高，人民的生活更加幸福，对于生活质量就有了更高的要

11、求。电是生活中不可或缺的一部分，用户对于供电的要求越发严格，如果供电的可靠性得不到充分保障，电力企业的发展将会举步维艰。因此，电网建设中，要充分保证电网质量，这样才能有效保证供电质量。智能电网是电网技术的必然发展趋势，它结合了多种先进技术，尤其是信息及通信技术作为智能电网的技术支撑核心，为其发展奠定了坚实的基础，也是最为关键的因素。智能电网已经成为国内外重点研究对象，要让电网建设更加智能、高效、可靠，并能有效解决能源不均衡问题，这才是电力企业可以顺利发展、长治久安的良策。 参考文献： 1刘骥、黄国方、徐石明，智能电网状态监测的发展J.电力建设，2009. 2郭创新、高振兴、张金江、毕建权，基于物联网技术的输变电设备状态监测与检修资产管理J.电力科学与技术学报，2010，04. 3梅生伟、王莹莹、陈来军，从复杂网络视角评述智能电网信息安全研究现状及若干展望J.高电压技术，2011，03.