期刊发表网电话

全国热线
022-83699069

智能电网的关键通信技术研究

作者: 发布时间:2020-01-20 13:47:00 阅读: 52 次

摘要:如今的时代是一个高度信息化的时代,通信技术在其中扮演者重要的角色。智能电网作为未来电网的一种发展趋势,可以为我们的生活带来极大的便捷。本文主要针对智能电网中涉及到的关键通信技术进行了研究和阐述,为今后智能电网的发展提供一定的参考。

关键词:智能电网,通信技术

1、引言

所谓智能电网(Smart power grids),指的是电网的信息化和智能化,亦被称为“电网2.0”。集成的、双向高速通信网络是智能电网的基础,先进的测量传感技术、设备技术和控制方法及决策支持系统是智能电网的核心。其最终的目标是实现电网高效、经济、可靠、安全、环保地运行。该概念于2006年由IBM公司提出,之后,智能电网的运行引起了国内外的高度重视。随着美国总统奥巴马能源计划的实施,美国每年在智能电网建设上的投入将超过10亿美元。而我国的电网也提出了建立以高压电网为骨干,各地电网统一协调的中国特色智能化电网的方案。

在智能电网的建设过程中,如何建立双向、高速、可靠的通信网络是首先需要解决的问题,是实现电网智能化的基础。

2、智能电网中的关键通信技术

1IPV6

IPV6协议采用128位编码方式,是下一代高速互联网的地址管理协议,具有极为丰富的地址资源。IPV6协议具有更加灵活和简化的IP报头格式,更高的安全性和数据吞吐量。通过采用IPV6协议,可以使电网上的每个设备拥有一个IP地址,从而使电网的调度和管理变得更加容易。

2)电力线宽带通信

电力线宽带通信技术通过在电力线路上叠加250MHz的载波,可以在短距离下实现20~100Mbit/s的通信速率。这一技术利用现有的电网作为通信基础,有着网络覆盖面广、建设投入少、安全性高等特点,目前已经在一些长输电力线路上得到应用。

33G通信技术

随着手机通信技术的发展,我国已逐步进入3G通信时代。3G通信技术安全可靠、网络覆盖率高、而且无需通信线缆,能够为智能电网提供高速可靠的网络通信。基于3G通信技术,可以实现智能电网的远程监控、应急指挥、远程抄表、线路巡检、优化调度等功能。

4Zigbee无线通信技术

Zigbee指的是IEEE802.15.4协议,该协议使用跳频扩频无线通信技术,提供了一种低成本、低功耗、短距离、低速的一种通信方式。主要用于传感器和设备的组网。Zigbee协议使用的开放的通信频段,其设备体积小巧,组网能力强,简单且安全可靠,是一种构建智能电网的极为有用的通信技术。

3、智能电网通信系统的关键问题

1)层次模型的构建

作为一个复杂的调度决策系统,智能电网由多个层级构成,每个层级是一个单独子模块,多个层级协调统一,为智能电网高效可靠的传输提供了保障。在设计智能电网时,应首先根据功能需求确定好其层次模型

,充分发挥各个模块的优势。一般来说,智能电网的通信系统应由四个层次构成,包括:基础设备层、通信架构层、数据管理层和数据应用层。

 电网设备层主要由各类通信设备和数据终端构成。

 通信架构层利用建立的有线或无线通信网络将设备层的各类通信设备和数据终端连接起来,形成一个有机的整体,并采取合适的安全策略。

 数据管理层主要负责数据的存储、整合、访问控制等工作。智能电网的基础是信息化,而信息的载体则是数据,数据管理层的主要功能是进行信息存储和管理,为信息的进一步发掘和利用提供基础。

 数据应用层指的是对数据管理层所存储的数据进行整理和分类,发掘其中包含的有效信息,最终实现智能电网的各项功能。如:电网智能调度、自愈、经济化运行等等。

2)标准体系的构建

由于智能电网发展的时间短,包含的设备种类众多,体系结构繁杂,涉及地域较广,为了保证各部分之间能够协调、有效地运行,就必须构建统一的标准体系。目前,智能电网的标准体系有:IEC61850IEC6197061968IEEE802IEC61400-25ANSIC12等等。

就目前的情况而言,IEEE在发电、输电和配电领域已有了相对完善的标准体系,但在用电领域,由于涉及方面较广,目前尚未形成统一的标准规范。

3)加强安全防护措施

相比于传统电网,智能电网对信息通信的依赖性更强。而且由于覆盖范围广、通信设备多,更加容易出现安全问题,导致电网故障,引发安全事故,造成财产损失。传统电网的安全防护主要是针对电网本身的防护,目前技术已较为成熟。随着智能电网的建设和普及,电网维护人员应转变观念,充分认识到智能电网网络安全的重要性。在电网的通信网络上增设网络安全防护设备,制定应急处理策略,保障电网的通信系统能够抵御一定的安全风险和袭击。并且要定期针对电网的网络进行安全评估,增强某些重要环节的可靠性,提高对威胁的应对能力和关键信息的防护等级,加强管理人员培训,培养网络安全意识。

此外,应特别加强无线网络的安全防护,采取必要的安全措施。

4)信息网络的完善和优化

目前,我国已基本建成了一整套完整可靠的电网通信系统,该系统以光纤技术为主,载波、卫星、微波等多种通信方式并存,构成了一个具有自愈能力的多机分层环网。但仍然存在一些问题,包括:骨干通信网络不够强大,支线通信网络尚不完善,配电、用电通信水平较低等等。网络的高可靠性、高覆盖率、易于控制维护是智能电网得以良好运行的基础,然而,实际的电力系统较为分散,设备之间差异较大,采用的通信种类较多,通信系统建设水平良莠不齐,给智能电网优势的充分发挥带来了很多困难。在此形势下,应大力加强对智能电网通信体系结构的研究,通过网络协议优化、控制方式优化、层级结构优化等措施有效地提高电网信息系统的可靠性。

4、结语

智能电网是未来电网的一种发展趋势,可以有效地增强电网的安全性、可靠性、维护性和灵活性,保证电网的经济运行。我国的电力系统作为全球更大的电力系统,目前已初步建成了较为完善的电力通信网络,但在体系结构、技术开发、标准构建等方面仍与国际先进水平有着一定的差距。为了满足我国智能电网建设的需求,要大力加强相关通信技术的研究

,实现关键技术的自主创新,建设具有中国特色的坚强的智能电网体系。

参考文献:

刘琦琳.智能电网的现实意义[J].互联网周刊,20084.

CLEVELAND F.IEC TC57 security standards for the power systems information infrastructure: beyond simple encryption [C].Proceedings of 2005/2006 IEEE PES Transmission and Distribution Conference and Exhibition2006.

林宇锋、钟金、吴复立,智能电网技术体系探讨[J].电网技术,200904.

王若黎.关键通信技术在智能电网中的应用[J].硅谷.2010,19.

苗新,张恺,田世明,李建歧,殷树刚,赵子岩.支撑智能电网的信息通信体系[J].电网技术.2009,17