智能配电网通信技术发展综述

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1、智能配电网通信技术发展综述摘要：智能电网的建设有利于解决能源危机和气候变暖等问题。在智能电网的研究中，智能配电网是研究的重点。要实现智能配电网，必须建立双向、高速、集成、可靠的通信系统。本文就智能配电网通信系统的发展进行了一个总结，介绍了配电网的通信现状与智能配电网对通信系统的要求，以及现有的通信系统的通信技术、标准和协议，通信系统在智能配电网中的应用，并在上述基础上，提出了未来智能配电网通信系统的发展方向。关键词：智能电网；智能配电网；通信系统；发展方向中图分类号：TP915文献标识码：A文章编号：2095-

2、1302(2013)01-0049-050引言保障能源安全、应对全球气候变化是全人类所面临的重大挑战。为应对这一严峻挑战，欧洲、北美等主要发达国家于本世纪初相继提出了智能电网(SmartGrid)的建设愿景，希望用智能电网技术解决可再生能源规模化利用、资源大规模优化配置、电动汽车大规模接入等系列问题，从而达到调整能源消费结构、保证国家能源安全、降低碳排放标准等系列目的。这一设想，立即在全世界范围得到认可与响应,各国都把电力建设的重点放在了智能电网的研究与建设上。所谓智能电网，就是建立在集成的、高速双向通信网络基

3、础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现与用户的互动及电网的可靠、安全、经济、髙效、环境友好和使用安全的目标［1,2］o在智能电网的建设过程中，智能配电网是其研究重点，而通信技术则是实现智能配电网的基础。没有先进的通信网络，任何智能配电网的优点都没法体现，所以，要实现智能电网的关键一步，就是建立双向、高速、集成的通信网络。本文首先介绍配电网通信现状，然后介绍常用的几种通信方式、智能配电网通信应用的场景以及通信的标准，最后对智能配电网通信系统未来的发展方

4、向进行了简单探讨。1配电网通信现状目前，配电网的通信系统接入方式多种多样（包括PLC技术、微波、GSM/CDMA等），然而，配电网通信缺乏统一的网络规划，通信信道稳定性差，数据信息传输速率比较低且安全性低，技术设计和标准等存在差异，电力系统现有资源无法得到有效利用，通信的单向性导致对互动性的支撑不足，缺乏对未来新业务的扩展能力［3,4］。随着大量的分布式电源接入电网，以及用户对电能质量的要求提高，系统对电网可靠性要求增加［4］,现有的配电网通信系统无法应对新的供用电形式和需求。这主要表现在以下几个方面：(1)智

5、能配电网强调与用户的互动，需要双向的通信网络；(1)混合充电汽车的不断普及、用户需求侧响应决策等，需要配电网进行实时的监测；(2)随着配电网规模的不断增大，会产生越来越多的数据；(3)大量的分布式电源接入配电网，需要对其进行实时稳定的管理与控制。可见，为满足智能配电网通信系统的可靠、安全、稳定的要求，需要对现有的配电网通信系统进行重新规划设计。2智能配电网对通信系统的要求为了保证智能配电网的特征能够实现，其通信系统需要满足髙可靠性、安全性、实时性和灵活性等条件［5］。2.1高可靠性高可靠性就是指数据信息能够在任

6、何环境下传输到控制中心或者传输给子站及智能电力设备。电网的可靠性都是依靠通信网络发送和接收重要信息来维持的。可靠性在有线网络中并不是个严重的问题，但是在无线网络和PLC(电力载波通信)网络中就是个挑战了，因为它们的通信信道可能会受到外界干扰而发生变化。通信系统自己并不能够直接获得电网拓扑结构的变化，于是通信网本身就需要具有较强的鲁棒性。2.2安全性随着电力网和信息网的融合，以及配电网距离的增加，有关能源分布的数据信息总是特别重要，尤其是当它们与交易信息及控制、保护有关的时候，安全问题变得非常重要。例如，如果通信

7、方式采用无线公用网络，公用网的分享性与容易接入，使得电力数据容易获得，易被不法分子截取数据,从而进行破坏。2.3实时性电网中的一些设备需要实时的数据，而电力设备的实时性需求主要依赖于应用的紧急程度。例如PMU就有严格的实时性，它提供电压和电流的实时测量，并把数据传输给控制中心进行分析控制。对于保护装置，当某处发生故障时，控制中心必须实时把控制指令发送到智能电力设备，以使其动作，切断故障，如果没有实时性的通信保障，就可能会发生电网的连锁故障。2.4灵活性不同于输电网，配电网的结构总是在不断增加和改变的。对于通信系

8、统，不仅仅是第一次安装，对于今后配电网的结构改变需要能够继续扩展而不必改变原有的通信模式，也要在运行期间易于管理和维护。除此之外，智能配电网通信系统还要支持组播技术，使得同级智能电力设备之间可以分享相关的信息。3常用通信方式先进的技术和应用融合到智能配电网中，就会产生大量数据，并需要进一步分析、控制和实时管理，于是需要选取可靠、经济、双向的通信方式进行数据传输。目前，常用的通信技术分为