智能配电网中通信传输技术分析

柴佳春

（辽宁邮电规划设计院有限公司，辽宁 沈阳 116006）

0 引 言

智能配电网在未来的发展过程中必然蕴含安全可靠的高品质电力供应。为了满足人们的需求，在智能配电网中应用通信传输技术可以进一步提高电力资源的有效运用，提升服务质量。

1 智能配电网的概念

传统的配电网与供电设施难以满足人们的生活需求，同时由于各个国家对于环境保护工作的重视，因此配电网朝着着节能环保的方向发展，从而诞生出一种可靠、智能的新型配电网。

除了科技外，很多新材料降低了智能配电网研发的难度。在智能配电网的开发中，信息技术是其中一项关键因素。通过信息技术可以带动电力系统突破固化的模式，赋予电网更多的功能和更高的性能，让配电网实现双向流动，满足各种设施的实时电力供应需求。智能配电网实例如图1所示。

图1 智能配电网实例

智能配电网可以与通信技术相结合，在各个节点之间运用各种高级算法，实现信息的开放式沟通与交流，实现配电网区域自动化，最大限度满足电网的安全性与质量要求。同时可以自动处理自身故障，不断优化自身性能，让电力系统始终保持高度的稳定性与安全性。通过智能配电网与信息传输技术的结合，可以让电力信息得到富有时效性的整合与传输，实现电力业务的变革与发展。

2 智能配电网中通信传输技术的特点

智能配电网中的通信一直用的是电缆，但电缆传输很容易受到外界因素的影响，在传输时经常会由于信号问题导致无法传输或传输过程受阻。此外，由于变电站、变压器较多，需要大量的智能设备或终端节点进行控制，其控制难度较大，再加上当前配电网的远程终端主要使用的设备是配电变压器，这些设备所能支配的数据量较小，无法满足当前形势下的要求，因此使用新时代的通信传输技术极为重要。

智能配电网中应用的通信传输技术具有自愈性特点。在自动化的运行过程中也无需人为过多干涉，智能电网自行实现对存在问题的元件或电路进行隔离与修复操作，最大限度避免用户的供电出现问题，并实时进行自身性能检测，通过连续的自我评估预防各项故障隐患的发生，避免大面积停电现象。同时，自愈性功能也会为电网提供更高的安全性，避免配电网遭受不法分子的系统攻击，就算发生供电中断，也可以尽快恢复运行。

智能配电网中运用的通信传输技术还应具有兼容性的特点。在传统的电力电网中，由于远程终端的数据处理能力较差，无法满足各种设施的电力需求。而运用现代科技可以大幅提高配电网络的兼容性，让电网可以满足各项设施的供电需求，也可以无障碍实现储能、数据分析、分散发电以及发电再生等[1]。

智能配电网中运用的通信传输技术也应具有协调高效的特点。批发电力市场或是零售市场可以在供电中实现无缝衔接，并为各个市场提供电力系统规划与运行水平的提升与管理。通过引入先进的IT技术或监控技术来实现资源与设备的使用优化，在改进中全方位提高电力资产的利用率与转化率，降低电力设施的运行维护成本。

在电力电网中运用信息技术更符合时代发展的趋势，为各种电力用户与电力设施的运行提供保障。有效运用通信传输技术，还可以对各个用电设施进行检查、控制、维护保养、能量管理等，帮助各项业务得到发展。在当前社会各界都足够重视环保工作的背景下，智能配电网依靠强大的节能系统可以实现用电高峰期与低谷期电量的供应调节，节省电力资源的消耗。

3 智能配电网中通信传输技术的类型

3.1 载波通信

电力系统的通信传输有很多种类，其中电力的载波通信是电力系统中较为常用也是使用最早的一个传输类型。20世纪50年代，电力系统的调度主要依靠电力载波电话实现。而随着科技与社会的不断发展，载波通信也随着时代的发展而不断进化。载波通信不仅在规模上得到了发展，在技术上也到了创新，大幅提升了稳定性与可靠性。随着科技的发展，数字载波电路也被研究开发，为人们的用电安全提供了保障[2]。

3.2 光纤通信

光纤通信技术比载波通信出现的时间较晚。在20世纪70年代，光纤技术一经问世便引起了广泛关注，大幅冲击了传统的各种电路与通信线路。光纤通信线路的容量大、传输速度快且有着很强的外界抗扰性，在苛刻条件下依旧可以保持稳定的传输速率，因此其应用范围越来越广泛。此外，光纤技术分为架空、地埋与复合型3种。特别是复合型光缆，既有着高度的传输速率，又可以大幅度降低环境的干扰，同时还能节约材料，应用前景较为广阔。

3.3 微波中继通信

微波中继通信也叫微波通信。在电力系统中，微波通信可通过电网的调度来体现。我国各个省市的电网调度所与电力通信网络等都普遍采用微波通信线路，通过这些线路的连接，全国各地的电力调度所便可以通过各种类型的发电厂为城市输送电力。很多微波通信系统也都采用由一个中心站调度、多个站点共同工作的调度方式，具有较高的经济性，传输效果也较为良好。

3.4 卫星通信

卫星通信覆盖面积极大，传输速率极快，可满足多种类型用电设施的需求。我国当前已经开通卫星通信的线路站点非常多，甚至在很多自然环境极其恶劣的地域都能依靠卫星通信线路来传递信息，完全不受地域与环境的限制，可见卫星通信网络功能极其强大。很多变电站与供电设施都拥有卫星信号接收器，可以全方位实时进行各项调度指令的接收与传达，为智慧生活提供了较大的便利。卫星通信系统实例如图2所示。

图2 卫星通信系统实例

3.5 散射通信

在各项通信线路中，散射通信并不是用来针对点传输，而是将信号进行发散。通过其自身较大的功率与传播范围，让散射通信更适合于地域较大的山区或跨度较大的平原地带。散射通信在使用中所发射的功率极大，通过无线电波与环境对流回到地面，使用中可通过高灵敏度的信号接收器进行接收。散射通信在电力系统中的运用同样较为广泛，特别是很多偏远山区的体系都需要依靠散射通信来实现。其通信距离较长，在进行跨省或跨山区的电力系统与中继站建设中可广泛运用，往往可以起到较为良好的效果[3]。

4 智能配电网中通信传输技术的实践运用

4.1 能量管理系统

随着智能配电网的不断发展，在其中运用各种通信传输技术已经可以实现多种功能。能量管理系统在原有配电网基础上通过通信传输系统的优化与改进，满足了人们对电网安全、稳定、清洁的需求。在能量管理系统中，智能配电网可通过高效的通信传输技术实时收集用电设施的各项信息，例如可以通过监控系统收集用电设施的用电频率、用电负荷、电压等情况，并通过远程测控终端（Remote Terminal Unit，RTU）对各项实时数据进行采集与分析整理，传输速率较高。数据采集终端可通过各种通信通道向调度中心服务站进行数据传输，方便数据的进一步分析与深度处理，以此实现电力资源分配调度[4]。

4.2 电能量计算系统

电能量计算系统类似于能量管理系统，可实现对各项用电能量数据的自动采集、存储、预处理等操作，方便用户电费结算与经济补偿等[5]。在实际运用过程中，智能配电网可对区域用电量、住户用电量、发电量等进行统计，并由系统与人工进行进一步核对，提升数据的准确性。由此还可以设计自助服务，整理出历史报告单据，以供用户查阅电量情况。在系统中对于电量的奇异数据、不规范用电、用电上限值等进行注明并警示，还可以通过此方式找出供电问题或线路损毁问题等，再通过电能量采集及运行管理系统将数据上传给数据处理中心，为后续结算与分析提供数据参考。与能量管理系统不同的是，电能量计算系统还具备电量存储功能，可以降低对高峰期用电线路的消耗，并通过网络来传输数据，保持信息流的平稳运行[6]。

4.3 实时信息系统

实时信息系统主要帮助智能配电站实现运行数据的处理工作，让供电系统、电力系统工作者等能够及时访问系统信息，确保整个电力系统的公开性[7]。在智能配电网中可运用网络技术，在国家电网系统规范性要求下还可以对互联网开放，并保证该通道与其他电力信息通过专用宽带网络进行隔离。该系统可针对每种供电模块来选定特定用户群体，让用户可以进入并访问，但同一级别中会进行分类控制授权，以提升系统的安全性与规范性。对于限定IP与Mac地址等，需要绑定相关认证后才可以进行操作。系统中具有较为严密的安保措施，用户只可以浏览，不可以修改。

4.4 需求管理系统

需求管理系统在电网中直接面向用户，让用户查阅实时电价、推广公共场所的节能设备等，在系统终端可以实现对用户的电力测量。基于经济成本等因素，大多数信息传输都会采用无线传输方式，通过无线信息直接控制各种负荷终端的用电与供电。通过该系统可以查阅各个用电场所的电压、电流、功率等细节情况，对于负荷过大、电流过大、电压失常等都会进行记录并统计，也可以自动记录过压、掉电、超功率等各种信息。此外，还可以通过终端系统的运算来提高通信数据的安全性与稳定性，为运行费用计算提供精准的数据参考[8]。

4.5 电力系统中的时间标记

针对不同地区的不同设备与基站进行准确的用电时间把控标记，让用户在进行费用结算时可以了解到更为精准的适用电价[9]。充分发挥智能配电网的优势与各项实用性功能，为整体用电监测提供便利。统一时间标记，让整个电力系统中的任何一个变电站都可以接收到卫星通信信息、GPS信号等，并采用相量方式对各项信息进行监控与记录，实时查阅各个电站的使用情况，为电力系统提供更为精准、高质量的供电调度[10]。

5 结 论

总而言之，在智能配电网中充分运用通信传输技术可实现多种系统性功能，如能量管理系统、电能量计算系统、实时信息系统、需求管理系统以及电力系统时间标记等，提高人们的日常用电体验，为用电、供电提供更为科学的规划与技术支持，全面提升配电网的供电质量与效率。