1、我国通信网络与智能电网的关系我国关于智能电网方面的研究始于2 007年10 月, 华东电网公司首先启动了智能电网可行性研究项目 200 8年, 国家电网公司开始推行电力用户用电信息采集系统 在200 9年5月举行的特高压输电技术国际会议上, 国家电网公司正式对外界公布了!坚强智能电网计划。尽管智能电网的研究和实践尚处于起步阶段, 然而, 智能电网已成为世界电力行业的势在必行的发展方向, 将极大推动电力工业的和保护地球生态环境事业的进步。智能电网是以包括发、 输、 变、 配、 用、 调度和信息等各环节的电力系统为对象, 研发新型的电网控制技术、信息技术和管理技术, 并将其有机结合, 实现从发电到
2、用电所有环节信息的智能交流, 系统地优化电力生产、输送和使用。智能电网包括以下几个方面的主要特征: 1 自愈;2 互动; 3 坚强; (优质电能供应; ) 兼容各种发电和储能系统; 4 活跃市场; 5 优化资产和高效运行。智能电网的实现必须依托于一系列的技术,主要归纳为以下 5 个关键的技术领域: 1 集成通信;2 传感与测量;3 高级电力设施; 4 高级控制方法;5 决策支持。一、 智能电网和智能网络与传统电网管理模式相比，智能电网实现对电力客户、资产及运营的持续监视，提高管理水平、工作效率、电网可靠性和服务水平。智能电网是一个完整的企业级信息架构和基础设施体系，实现对电力客户、资产、运营的
3、持续管控。有人把智能电网分为个层次：第1层次，实现对电网运行状态、资产设备状态和电力信息的更实时、更全面和更详细的监视，提高电网的可观测性；第层次，提供先进的IT技术手段，实现对电力企业信息的传输和集成；第3层次，在信息集成的基础上，进行高级分析，实现提高可靠性、降低成本、提高收益和效率的目标。“智能网络”就是通过传感器把各种设备、资产连接到一起，形成一个客户服务总线，从而对信息进行整合分析，以此来降低成本、提高效率和可靠性、使运行和管理最优化。不仅电力公司可以读到用户的电表，而且用户也能看到整个城市的电力供求情况，在功能上实现了数据读取的实时、高速、双向。Home Plug网络产品行业认证体
4、系下的电力线联网技术是下一代电网ICT技术的焦点话题，它的高速传输速率使其成为Wi-Fi技术的有力补充。智能网络交织下的智能电网被认为是下一代电网的主流。而在ICT技术融合之后的智能网络一般涉及数据采集、数据传输、信息集成、分析优化和信息展现五大方面。高级分析和优化是智能电网应用的核心，帮助电网企业提升电网运行水平和效率，支持关键业务战略的实现。二、智能电网中的现代通信技术建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础,没有这样的通信系统,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、保护和控制都需要强大的通信系统来支持。现代通信技术的种类繁多, 常见的类型有Internet
5、、光纤、电力线通信(BPL)、无线通信等。这些技术近年来都以惊人的速度迅速发展,受到广泛关注。在智能电网中的应用中,不同的技术则各有利弊。几种主要的通讯技术及其应用前景:1 Internet 2Internet2 是下一代高速互联网骨干网,采用IPv6 协议和128 位编码,地址资源极端丰富。借助于高性能主干网和多协议标签交换(MPLS)服务质量(QoS),可直接支持集成QoS 敏感的应用。这项技术目前处于演示阶段, 并预计将商用大约需要2 年时间。目前绝大多数信息系统应用都是基于网路平台开发的,智能电网也不例外, 因此可以预见,网络仍将是信息化建设包括智能电网实现最主要的平台。而具有高容量、
6、高传输效率、高服务质量的Internet2无疑会对智能电网的实施和完善产生巨大影响。2 光纤以太网通信由于多千兆的以太网交换机正在用于光纤终端,光纤以太网(IEEE 802.3z)正在成为一个公用的载体服务和廉价的互连方法。这一技术在加上MPLS 时用于帮助进入数字融合, 可以简化需要使用昂贵的数字交叉连接系统。进一步利用光电技术,更有效地使运营商推动光纤深入网络, 更好地利用现有的带宽,经济地增加带宽, 将目标编程到具体领域,使高效率地提供许多创收的互动服务。目前这项技术已有商业化产品投入运行,在目前及可预见的将来,它还将成为相当多用户对通信技术的主流选择。3 电力线宽带(BPL)通信利用在
7、250MHz 下短距离BPL 通信,在用户入口处可以实现20Mbit/s 至100Mbit/s 的数据传输,甚至是运行维护和恐怖袭击检测的视频监控也是可以实现的。现在BPL 标准正在开发,并需要更广泛的市场认可。使用家庭电源插头和室内布线通过宽带的通信,家庭插座允许像以太网网络一样的即插即用。这项技术目前正处于概念验证阶段,预计商用需要大约2 年时间。这一由电力线网络发展起来的通信方式,由于其网络覆盖面广、安全性高等优点,正在受到越来越多的关注。在克服了标准统一及通信质量等问题后,很有可能在智能电网中大有所为。4 第三代(3G)的无线通信这一技术目前正处于早期采用阶段。由于我国政府对3G 无线
8、通信的大力支持,3G 网络将在未来拥有更大的发展空间,随着其应用范围和领域的扩展,也将可能在智能电网建设中发挥更大的作用。5 ZigBee/WiMedia/WiFi无线通信ZigBee联盟的ZigBee标准(IEEE802.15.4 )使用跳频扩频无线技术, 提供可靠的、低速的、远距离传输性能,并免受传输堵塞和干扰。IEEE802.15.4 文件为现代电网元件常见的传感器和控制装置联网提供了一个公共的标准。WiMedia 联盟对现有的IEEE802.15.3 标准倡导采用一种超宽带标准的物理层,其解决方案将提供更高的数据传输速率服务和网状网络功能,并有与ZigBee 类似的RF 覆盖能力。这项
9、技术目前正在研究和开发阶段,预计商用需要大约3 年时间, 目前很多国际性的大公司如Google 已经在着手进入这一领域。作为要与国际接轨的我国智能电网建设,也不能忽视这一国际统一标准的领先技术。三、智能电网中通信技术现状现代通信技术在智能电网中的应用前景广阔,但要使之真正能够服务于智能电网并逐渐完善, 还有很多问题需要解决。首先, 通信基础平台的规划建设要充分考虑未来资源及数据量的增加。随着接入站点的增加,以及快速增长的采集数据量的不断汇聚,对传输网络带宽和网络传输可靠性都会提出更高的要求。因此, 通信平台在建设初期,就应充分考虑到这些因素,为未来的网络扩展和维护更新做好冗余配置。其次, 通信
10、基础平台的建设不是独立的,还要兼顾考虑电网全公司管理业务的需求。所以数字化通信平台的发展应全面考虑未来生产、管理、安全等各方面需求，同时考虑技术发展和投资效益,选择合适的建设模型和方向。另外, 要形成集成的通信系统光有载体还不够, 还需要发展和实施被使用者、供应商和其他主体广泛接受的通信标准。目前在配电站自动化等有限领域建立了通信标准,尚有诸如需求侧响应、电力线通信(BPL)等的通信标准正在研究中。但标准化工作还需要继续加强。四智能电网对通信技术的要求和建议1 制定新的标准与传统电网相比。智能电网所涉及的信息种类很多，很多内容都是现有通信标准没有覆盖的，因此需要制定新的通信标准。例如，随着电动
11、汽车的发展与使用，需要建设充电站，在用电领域就要制定充电站标准；建设智能家居涉及开发新的智能电报和智能家电。2 修订现行通信标准需要对现有通信标准进行修订，以满足智能电网提出的新要求，并实现标准间的协调。例如，可以通过修订IEC61850和IEC61970等，使两者兼容，实现变电站与控制中心之间的无缝通信，简化变电站和控制中心之间的通信过程。3 加大标准的执行力度对已发布的国际标准和行业标准，应更积极的采用，就尽量避免或减少私有通信协议的使用。目前，风电场监控、水电厂监控都有相应的IEC国际标准发布，但这些标准尚未被供应商大量采用，大部分还是私有协议，无法实现相互操作。在智能电网通信要求分析的
12、基础上，提出中国智能电网通信体系建立的原则和建议、1 以现有的通信标准为基础开发新标准现在电力系统通信标准都经过长期开发。验证和工程实践才趋于成熟。因此可以充分利用现有标准，在其基础上开发新标准。包括国际标准和国家标准。2 涉及面要宽需要考虑可再生能源接入电网。同时要考虑新能源给智能电网带来的新领域和新要求。3 重视通信的安全性智能电网既涉及电能生产和使用，又涉及智能家居和表计，通信内容和信息非常敏感，因此要充分考虑通信的安全性。4 加强标准执行力度针对有些标准没有被执行的情况，可以加大标准执行力度，要求相关方强制执行。5 建立监测和认证制度建立监测中心，只有在具有资质的国内或国际检测中心通过
13、检测和认证的产品才能投入使用，以此保证产品的通信一致性。中国智能电网是以物理电网为基础，即以特高压电网为骨干网架，各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以充分满足用户对电力的需求，优化资源配置，确保电力供应的安全性、可靠性和经济性，满足环保要求，保证电能质量，适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。 在通信技术的支持下，电网能够在自然灾害、意外事故、故障等情况下实现自愈，从而更加坚强。参考文献：现代通信技术在智能电网中的应用前景 李炎智能电网中现代通信技术的介绍 陆慧智能电网的本质动因和技术要求姚建国, 赖业宁智能电网的通信技术标准化建议 任雁铭，操丰梅等浅谈智能电网和智能网络 崔毅敏，李福岭
