电力通信在智能电网中的应用

谭毅刚

摘 要：随着电力企业发展壮大，在国民经济中的重要性日渐体现。但是电力系统运行也承担着越来越大的压力：高峰负荷增长导致电力系统容量日渐紧张，电气设备的老化影响到网络运行的安全性与稳定性。因此为确保电网系统正常稳定运行，提高电力利用率，采用何种有效措施对传统电网运营模式进行创新，提高电力系统运行效率，增强自身竞争力，已经成为电力企业急需解决的主要问题。文章主要从电力通信的关键技术出发，分析了电力通信在智能电网中的应用，以供参考完善。

关键词：电力通信；智能电网；应用

智能电网主要是以集成、双向和高速的通信技术为依据，集传感器技术、测量技术、设备技术和控制方法为一体，建立的能源互联网，实现连续不间断供电、互补供电、各种电源、客户终端和电网无痕连接，以达到提升电网可靠性、电能质量与效率，降低电网损耗，减少电网故障发生概率的目的。因此为满足高度市场化的电力交易需要，降低电网损耗，提升电网使用率，将电力通信与智能电网有效融合，对提高电力通信系统运行质量具有重要意义。

1 电力通信的关键技术

1.1 用户户内网

用户户内网作为智能电网系统运行的关键，是一个典型的家庭能源管理系统。主要是将用电用户电器全部连接到智能电表中，智能电表将测量数据信息及时传输给本地数据集中分配器，动态管理能源消耗量，降低能源消耗，实现设备之间的通信。例如在公共频段上，通过具有下一代IP地址（IPv6）的无线电表对电能和电器进行管理，方便用户随时查看用电量，了解用户电能的使用信息。而电网运营商能够通过电表计量、查询与管理用户的用电情况，对电网运行状态进行实时监控，优化电网运行，一旦电网受到冲击，即可自动切断电气设备的电源。

1.2 广域网

广域网包括多个用户户内网、领域区域网、其他数据集中分配器与中心控制器，广域网覆盖地理区域十分广泛，能够维持发电与配电单元之间通信的稳定性。由于智能电网和其他应用共享网络，在使用的过程中会出现延迟、网络拥塞的情况，因此在实际使用时，必须设置一个专用网络，通过传感器与制动器数据，优化电信运行通道，确保信号在整个网络中无缝传递。

1.3 领域区域网

领域区域网是几个本地数据集中分配器相互连接的用户户内网，目的是从用户户内网中，采集有效的能耗信息，并存储到本地数据集中分配器中。领域区域网的覆盖面积相对比较广泛，不仅包括一个城市内的建筑物，还包括四周城乡结合的建筑物。例如在城市与农村地区中，领域区域网的覆盖范围不仅包括本地数据集中分配器最高达500～700m距离的建筑，在城市地区内，无线局域网还可作为领域区域网实体之间的通信设备。例如在LTE系统中的室内基站设备，应用蜂窝网络与Femtocell，通过智能分配信道拓宽医用网络信号，及时传输数据信息，为智能电网开放性地兼容各种设备提供通信支持，加强智能电网信号，为用户提供优质的QoS服务。

2 电力通信在智能电网中的应用

2.1 电力输送

智能电网具有较强的电力输送能力，能够在规定时间完成大容量、远程的电力输送，并且消耗能源较低。同时智能电网引入的可再生能源，能够合理优化配置电力传输速度。因此为提高电网监控性能和电力输送能力，确保电力输送过程的稳定性、安全性，电力企业必须将电力通信有效融入到电力输送线路的监控系统中，借助电力通信技术，全方面检测电网终端、电网运行状态和线路状况，实时分析、存储监控数据，一旦电力输送过程中发生故障问题，能够方便人员提出针对性解决对策，充分发挥电力通信的效用。

2.2 用电

用电系统是整个智能电网供电系统的终端，在用电终端，用户用电相对复杂，传统的人工统计数据信息的方式已经无法满足现代化用户用电的需要。因此在用电过程中，应用电力通信技术，能够快速采集用户的用电信息，确保用户终端和供电系统的双向交流，从而提升电力服务水平。例如为实现变电站、公变、转变和用电用户对电量集抄管理与计量异常监测，对于经济欠发达、人口分散和用电需求量较低的区域，可以光纤专网为主建设远程通信道，辅以无线专网与公网通信覆盖偏远地区，并适当增加配电线载波通信，提高配电网监控能力。然后采用低压载波加RS485方式覆盖新小区，实现载波抄收，保证用户终端和用电系统的双向交流。

2.3 變电站

智能变电站作为现代智能电网的终端，电力企业为了实现智能变电站管控的智能化、自动化，按照智能变电站运行情况，安装了大量的数据监控设备，实时监控变电站运行状态，将运行数据反馈到控制端，方便工作人员了解整个变电站运行情况，为有关人员决策提供依据，以降低变电站因自动控制失误引发安全事故发生的概率。而电力通信应用，正好能够满足这一需求，借助信息、传感和智能控制等技术，监控各种设备运行状态，将监控设备获取信息及时反馈到集控中心，然后按照有效数据发出相应调节调令，从而确保整个智能变电站安全稳定运行。

2.4 安全领域

为了保证电网系统和信息流之间运行的稳定性，提高配电网运行的安全性，必须将电力通信技术有效应用到智能电网的安全领域中，通过纵向加密、网络反腐、横向隔离和灾害预警技术，有效规避智能网络的安全问题，加强电网的安全防护能力，从而提高电力系统运行的安全性能，促进智能电网稳定运行。

2.5 配电网

配电网作为智能电网的核心部分，是一个集计算机通信技术和高级传感技术为一体的网络框架，负责为智能变电站提供可靠的数据。因此在建设智能电网的过程中，应用电力通信技术，建立一个智能通信平台，对变电站运行状态进行动态化监控，减少人为因素对变电站运行的干扰，确保变电站安全稳定运行，满足各种储能原件与分布式电源接入的需求，提高配电网互动、自愈、继承与兼容等性能。例如配电通信网作为骨干网接入层网络，涉及面广泛，具有节点多和建设难度大的特点，导致有关业务应用标准与技术指标降低，增加信息安全隐患。因此为提高配电网传输宽带的安全性与实时性，考虑到配电网通信不仅需要承载配电自动化业务系统本身信息数据外，还需处理智能用电网的语音、数据与视频等数据，在智能电网配电业务应用系统中安装PON光纤专网，辅以无线专网与宽带PLC，在宽带需求量较低的区域补充GPRS/CDMA/3G/LLTE无线公网通信，不仅能够达到配电通信网快速布网的目的，还能提高智能配电业务处理能力，实现高速通信的目的。

3 结束语

综上所述，在新形势下，智能电网逐渐向自动化、智能化、专业化和个性化发现发展，电力通信应用到智能电网中，为智能电网建设提供技术支持。但是在实际应用电力通信的过程中，要想充分发挥电力通信技术在智能电网中的效用，必须了解熟悉电力通信的关键技术，并将其灵活运用到配电网、变电站、电力输送、安全防护以及用电系统中，提高智能电网运行效率与水平，从而确保智能电网稳定运行。

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