智能電網(wǎng)通信技術(shù)論文
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建設(shè)實時、高速、雙向、集成的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，智能電網(wǎng)的發(fā)展是以數(shù)據(jù)的獲取、控制、保護等通信系統(tǒng)來實現(xiàn)的，沒有這些通信系統(tǒng)的支持，則智能電網(wǎng)的建設(shè)根本難以為繼。通信技術(shù)的種類非常多，如光纖、因特網(wǎng)、電力線通信、無線通信等，隨著技術(shù)的進步，這些通信技術(shù)近年來的發(fā)展十分驚人，受到了廣泛的關(guān)注，不同的通信技術(shù)各有優(yōu)缺點，在智能電網(wǎng)的應用也具有不同的特色。
1.1Internet2
Internet2采用128位編碼和IPv6協(xié)議，是下一代高速互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)，地址資源非常豐富，借助于多協(xié)議標簽交換服務質(zhì)量和高性能主干網(wǎng)，可以直接支持QoS敏感的應用，并且此類技術(shù)的商用前景非常好。目前絕大部分的信息系統(tǒng)的應用都是基于網(wǎng)絡平臺開發(fā)的，而網(wǎng)絡也是智能電網(wǎng)建設(shè)的主要平臺，尤其是高傳輸效率、高容量和高服務質(zhì)量的Internet2將會極大地推動智能電網(wǎng)的發(fā)展和完善。
1.2光纖以太網(wǎng)通信
光纖以太網(wǎng)可以達到千兆的速率，光纖終端的發(fā)展也逐漸取得進步，推動著光纖以太網(wǎng)的發(fā)展，IEEE802.3z正成為一個廉價互連方法和公用的載體服務，并且隨著MPLS技術(shù)的融入，進行數(shù)字融合，昂貴的數(shù)字交叉連接系統(tǒng)得到了極大的簡化。在深入創(chuàng)新光電技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠推動光纖網(wǎng)絡更有效的建設(shè)發(fā)展，在利用現(xiàn)有的帶寬的同時，將目標編程具體到具體的領(lǐng)域，互動服務更加高效、可靠。目前光纖以太網(wǎng)通信技術(shù)已經(jīng)投入商業(yè)運營，在不久的將來，將會成為許多用戶的主流選擇。
1.3電力線寬帶通信
電力線寬帶通行在短距離的情況下具有很好的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)高達100M/s的數(shù)據(jù)傳輸，甚至可以達到視頻監(jiān)控的目的，為智能電網(wǎng)的運行維護打下了良好的基礎(chǔ)。當前的電力線寬通信相關(guān)的標準正在開發(fā)，需要廣泛的市場認可才能推動其發(fā)展。電力線寬帶通信可以室內(nèi)布線，允許像以太網(wǎng)一樣即插即用，這項技術(shù)即將進入商用，由于此類通信方式發(fā)展起來的網(wǎng)絡具有安全性高、覆蓋面廣等特點，受到越來越多的關(guān)注，如果能克服通信質(zhì)量和標準統(tǒng)一等問題，將會在智能電網(wǎng)中發(fā)揮重要的作用。
1.4第三代無線通信
我國各電信運營商正在開展4G業(yè)務，中國移動、中國聯(lián)通和中國電信商業(yè)運營的網(wǎng)路覆蓋率達到了95%，并且擁有先進的服務。在已經(jīng)進入3G業(yè)務的前提下，即將普及4G網(wǎng)絡，運營商提供的蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡時高性價比的解決方法，可以利用運營商提供的網(wǎng)絡基礎(chǔ)，而不需要專門建立無線網(wǎng)絡，浪費大量的投資。雖然這一技術(shù)當前處于探索應用階段，但我國政府對無線通信技術(shù)的扶持力度非常大，3G和4G網(wǎng)絡即將擁有更廣大的發(fā)展空間，也會輻射到更多的領(lǐng)域，智能電網(wǎng)便是其中之一，無疑將會產(chǎn)生積極的影響。
1.5ZigBee/WiMedia/WiFi-無線通信
ZigBee標準采用的是跳頻擴頻無線技術(shù)，可以為通信系統(tǒng)提供低速、可靠、遠距離傳輸?shù)墓δ芊?，并且此類技術(shù)能避免傳輸?shù)母蓴_和堵塞。WiMedia聯(lián)盟對現(xiàn)有的IEEE802.15.3標準采用一種超寬帶標準的物理層，提供網(wǎng)狀網(wǎng)絡功能和更高的數(shù)據(jù)傳輸速率服務，并與ZigBee有類似的RF覆蓋能力，而IEEE802.15.4文件為現(xiàn)代電網(wǎng)控制裝置和常見的傳感器提供了一個公共的標準。此類技術(shù)雖然還處于探索開發(fā)階段，預計需要3年左右的時間進入商用，當前很多跨國公司已經(jīng)著手進入這一領(lǐng)域，我國電網(wǎng)建設(shè)要與國際接軌，就不能忽視統(tǒng)一的國際標準。
1.6通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用領(lǐng)域
（1）新能源領(lǐng)域：能源包括再生和不可再生能源，智能電網(wǎng)可以實現(xiàn)再生能源替代和不可再生能源的發(fā)展，對接入和控制新能源有重要的作用，可以促進新能源順利并網(wǎng)。在新能源領(lǐng)域，要科學地制定電力通信的接口標準，對功率、電能電壓和質(zhì)量進行自動的調(diào)節(jié)，電力通信需要啟動有效的管理平臺，最終形成一套智能電網(wǎng)。
（2）變電領(lǐng)域：要建設(shè)智能電網(wǎng)，必須有智能變電站的支持，智能變電站是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，可以提供數(shù)據(jù)監(jiān)控和控制對象的服務，此類技術(shù)是貫穿于智能電網(wǎng)建設(shè)的全過程的。智能變電站可以利用傳感、信息、智能和控制技術(shù)進行建設(shè)，以一層設(shè)備和二層設(shè)備來規(guī)范信息平臺的建設(shè)，并實現(xiàn)了智能調(diào)節(jié)、運行自動控制和全景實時監(jiān)測，從而確保變電的安全、可靠和自動的運行。
（3）配電領(lǐng)域：作為電力網(wǎng)絡的重要組成部分，配電網(wǎng)絡可靠、高效、靈活的運行可以提升智能電網(wǎng)運行的整體效率，如果配合高可靠性、高安全性的電力通信網(wǎng)絡，可以實現(xiàn)電力運行的自動化和智能化，滿足儲能元件和電源的高滲透性接入要求，提升電力供應的整體質(zhì)量。智能電網(wǎng)技術(shù)融合了先進的通信技術(shù)，可以幫助配電系統(tǒng)的優(yōu)化進程，實現(xiàn)自愈、兼容、互動和集成的功能。
（4）輸電領(lǐng)域：智能電網(wǎng)可以滿足未來的電力發(fā)展的需求，實現(xiàn)遠距離、大容量和低損耗的輸送，并且能優(yōu)化地區(qū)間的配置，確保輸電網(wǎng)能夠使用清潔能源。尤其是我國正在進行電網(wǎng)的優(yōu)化升級，并且我國的經(jīng)濟運行對電力的依賴比較大，我國的輸電能力和監(jiān)控狀態(tài)有待進一步的探究。要對輸電線路進行監(jiān)控，就要采取合理的通信方式，全方位的監(jiān)測運行管理、基礎(chǔ)信息和線路運行狀態(tài)等。
2通信技術(shù)在智能電網(wǎng)應用中存在的幾個問題
通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用前景十分廣闊，但現(xiàn)代通信技術(shù)的應用并不完善，有許多問題有待解決，依據(jù)筆者的研究經(jīng)驗，主要存在幾個問題：
（1）通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用必須考慮未來的能源需求，并且考慮資源的現(xiàn)實情況，隨著接入站點的增加，快速增長的數(shù)據(jù)不斷聚集，對網(wǎng)絡傳輸?shù)目煽啃院途W(wǎng)絡帶寬的可靠性都會提出更高的要求。在通信平臺建設(shè)的初期，必須充分考慮到這些因素，為智能電能的建設(shè)和擴展做好充分的準備。
（2）智能電網(wǎng)的建設(shè)不是單一的部分，智能電網(wǎng)與通信技術(shù)都是一個復雜的系統(tǒng)，要實現(xiàn)二者的融合，因而數(shù)字化通信平臺的建設(shè)需要綜合考量安全、管理、生產(chǎn)等多方面的需求，同時考慮投資的效益，選擇合適的建模方向。
（3）智能電網(wǎng)的建設(shè)不僅需要通信系統(tǒng)的載體，還要供應商、使用者和其他主體廣泛接受的標準。但是目前通信技術(shù)的發(fā)展許多都是出于探索階段，相關(guān)的標準還比較欠缺，標準化工作的不足嚴重限制了通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的建設(shè)工作。
（4）通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中建設(shè)的可行性。雖然有多種通行技術(shù)可以采用，但是智能電網(wǎng)的建設(shè)需要考慮建設(shè)的可行性，包括研發(fā)的進度、通信技術(shù)與智能電網(wǎng)的兼容、投資的經(jīng)濟效益等，要確保在未來可以持續(xù)地發(fā)展下去。
作者：蔡偉 單位：國網(wǎng)福建省電力有限公司莆田供電公司市信息通信分公司
