智能电网中的通信系统研究

【摘 要】电力通信是电力行业中密不可分的组成部分，随着当今通信信息技术的快速发展和运用，其发挥的作用也越来越重要。本文主要探讨了智能电网中应用到的通信技术。一方面，有线技术如DSL、PLC，虽然昂贵，但其有广阔的部署能力、较强的通信能力、可靠性和安全性。另一方面，无线技术可以降低安装成本，但带来了带宽限制和安全性等问题。今后的工作将进一步探讨智能电网的网格特征、体系结构、关键部件、试点项目以及结合信息通信技术的应用和挑战。

【关键词】电力通信 智能电网 应用

随着智能电网的快速发展，高度融合的电力通信技术正在获得广泛的应用。为了更好的支撑智能电网的建设，应建立完善综合配套电力通信基础传输网络。在建设过程中，应借鉴国外先进技术和经验，结合我国电力工业发展的实际情况，科学持续地推进我国电力通信网络的革新，促进我国智能事业的发展。

一、电力通信系统

（一）电力通信接入网方式

智能电网需要依靠通信技术延伸到最终用户，为用户提供丰富多样和方便快捷的服务。目前，电力通信的接入方式主要有以下3种。1.利用电力线路，用PLC技术作为接入网。是电力特有的通信手段，应该具有应用基础和条件；2.部署电力专用的无线或有线网络。这需要额外的工程建设投入，在无线通信方式上包括了公共频率和专用频率方面的采用，这些都涉及到频率资源申请，同时还包括了先进的无线传感器技术。有线通信方面则包括了电力专用光纤、各种同轴电缆、各种网线双绞线等等；3.租借电信运营商的有线或者无线数据高速链路。

（二）电力统一通信技术是发展的大趋势

智能电网应建立在全面集成的高速双向通信技术架构上，使智能电网变成一个动态的、交互的，用于实时信息和功率交换的超级架构网络。为了满足智能电网丰富多样的通信业务需求，必须使业务与控制相分离，控制与承载相分离，承载与接入相分离。其好处为组建网络成本低，不再需要大量硬设备，而且易于升级，通过标准协议和各种网关易于和各种网络以及各种终端相连接。这样一来，多业务的灵活性就易于实现了，这也就是下一代NGN网络的概念。电力统一通信技术建立在下一代NGN网络基础上，是将多种业务融合在一个基于IP的基础网络平台上，从而对网络智能传感器和控制装置、控制中心、保护系统和用户建立一个安全的“即插即用”式应用环境，使得用户可以在任何时间、任何地点都可以快捷的应用多种通信模式和其他用户或设备保持联系的一种解决方案。通过统一通信解决方案，用户还可以按照喜好随时进行彼此通信，并可使用任意设备通过任何媒体进行通信。

二、智能电网中用到的通信技术及优缺点

（一）ZigBee

Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适用于自动控制和远程控制领域。这些特点使它成为实现智能电器、能源监控、家庭自动化和自动抄表的理想技术。然而ZigBee在实际应用中也存在一些不足，如处理能力不足、内存空间较小、延迟要求较小、易受其他使用ISM免费频段电器的干扰。

（二）无线网状网

无线网状网又称为“多跳（multi-hop）”网络，是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。在传统的无线局域网（WLAN）中，每个客户端均通过一条与固定的接入点（AP）相连的无线链路来访问网络，用户如果要进行相互通信，必须首先访问一个固定的接入点，这种网络结构被称为单跳网络。而在无线Mesh网络中，任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点可以与一个或多个对等节点进行直接通信。无线网状网具有无单点故障、快速灵活组网、高性能、非视距传输、高速移动支持、与现有网络融合等特点。

（三）蜂窝网

蜂窝网络是智能电表、电力企业和远程节点之间通信的很好的选择。2G、2.5G、3G、WiMAX和LTE都是可用于智能电表部署的蜂窝通信技术。现有的蜂窝通信基础设施使电力公司无需支出运营成本和时间来构建一个专用通信网。蜂窝网络解决方案还可以将智能电表部署到更广阔的环境。应用广泛和经济实惠使蜂窝通信成为目前市场上的主流通信技术。在安全方面，蜂窝网已具有强大的安全控制能力来确保数据的安全传输。如目前广泛应用的GSM技术就具有匿名性、身份验证、信号保护和用户数据保护等特点。

（四）电力线通信

电力线通信（PLC）技术是指利用现有的电力线传输数据信息的一种通信方式。该技术把含有信息的高频信号加载到电流上，然后用电线传输到对端适配器中，再把高频信号从电流中分离出来以实现信息传递。目前电力线数据传输速率可达2～3Mbit/s。由于电力线直接连接到电表，在郊区其他通信技术难以实现的情况下，电力线通信是目前电表通信的首选方式。在中国，基于低压配电网的电力线通信系统已成为智能电网的研究热点。在典型的电力线网络中，智能电表通过电线连接到数据集中器，数据再通过蜂窝网技术传输到数据中心。PLC技术最大的优势是不需要重新布线就可以在现有电线上实现数据、语音和视频等多业务的承载。智能电表和其他智能电气设备只需要插上电源就可以实现通信传输。

三、结语

随着智能电网的快速发展，高度融合的电力通信技术正在获得广泛的应用。为了更好的支撑智能电网的建设，应建立完善综合配套电力通信基础传输网络，科学持续地推进我国电力通信网络的革新，促进我国智能事业的发展。

参考文献：

[1] 徐磊.智能电网的网络通信架构及关键技术[J].电气技术，2010，8，16-20

[2] 马韬韬，李珂，朱少华等.智能电网信息和通信技术关键问题探讨[J].电力自动化设备，2010，5，87-91