浅谈智能电网技术应用

智能电网是在物理电网的基础上，与包含光纤通信和3G网络通信的现代通信技术、传感测量技术、调度自动化控制技术、分布式电源接入技术以及电网信息管理系统集成在一起形成新型的现代智能电网，使其在用电需求日益严峻的情况下，能够安全稳定地运行。

1、概述

随着国民经济的快速发展，生产生活、科学研究等等各方面用电需求越来越多，作为国家经济命脉的基础产业和公共事业，现代电网的发展面临着日益严峻的挑战和改革优化的机遇。它不仅要面对大范围用电实现资源优化配置，提高电网全天候运行的能力，以适应电力体制的改革，而且在随着科学技术的发展，要把发电、输配电、供电以及用电服务等整个流程实现信息化、数字化。智能化电网作为“电网2.0”，不仅能够全天候运行，为各个行业提供所需电能，而且逐步向信息化、数字化的主流方向发展，来应对未来千变万化的电网结构，为人们正常生产生活用电提供保障。

2、智能电网

智能电网以集成的高速双向通信网络和物理电网为基础，将现代信息通信技术，传感测量技术、自动化控制技术、分析决策技术、能源电力技术与电网基础设施高度结合，实现电网的安全可靠、经济高效、环境友好等目标，从而使现代电网信息化、数字化、智能化。

智能电网具有各种能力来满足现代人们生产生活对电力的需求。由众多自动化的输电和配电组成的智能电网可以在自然灾害和极端气候条件下，亦或是在人为破坏或电网内部发生打扰动和故障的时候，仍然安全稳定地运行；同时智能电网能够实时连续地对电网状态进行安全评估和分析，对电网故障具有预警和预防的控制能力，通过对故障诊断，能够实现隔离故障或者恢复故障的自愈能力；智能电网还适应分布式发电、微电网以及各种能源的接入，并对其提供完善的智能侧管理功能；智能电网有良好的用户接口，便于优化电力系统设计；同时智能电网采用统一平台，通过智能化的通信构架，实时地将电网信息的集成与共享，对电网进行标准规范的管理，为用户提供可靠、经济的电力服务。

不同于现代电网，智能电网将电力流、信息流以及业务流高度融合在一起，将通信技术、传感技术、自动化控制技术与电网基础设施有机结合在一起，在坚强的电网基础体系和技术支撑体系下，能够抵御各种外来干扰和攻击，自动隔离电网故障、自动修复电网问题，并能为各种小型分布式电源提供稳定接口，并为其提供分布式管理功能，同时智能电网实现了双向互动的服务模式，为用户提供了详细的用电信息，让用户放心用电、安全用电。

3、智能电网技术应用

智能电网技术涵盖整个电网环境，主要包含了现代通信技术，传感测量技术，调度自动化控制技术，电网信息管理系统以及分布式电源接入技术。

3.1 现代通信技术

智能电网通过高度集成的高速双向的通信系统，传递电网基本数据和控制信号。智能电网通过互联网、光纤、3G等通信手段，将通信网络和电网一起安装到户，能够将电网或用户的数据实时、动态地传输给电网控制中心，从而实现电网与用户之间能够实时互相相应，从而提高电网供电的可靠性，满足电网需求，提高电网利用率。

现代通信技术已经广泛应用于智能电网中，一般地可以分为有线通信技术和无线通信技术。有线通信包含了电力线载波通信或者光纤通信，电力线载波通信是电网中特有的通信方式，它是直接利用输电线为传送媒介来进行信号传输，从而使得电网通信网络投资少，见效快，曾是传统电网中电力通信的主要方式。但是该方式也存在较明显的缺点，由于受电力线强力磁场的影响，干扰信号明显，严重影响了信号的正确读取，加上我国限制其通信频率，使得其通道容量小，音频范围窄，已经逐步淡出现代智能电网。现代光纤技术的发展，使得光纤线路具有传输频带宽、通信容量大，损耗低、中继距离长，绝缘度高、抗电磁干扰性能强等有点，被大量使用在电力系统的通信网络中。

智能电网现代通信系统的无线通信包含了卫星通信、微波/超短波通信，短波通信，3G通信等，电网通信系统搭建过程中，可以根据不同的地理和周边环境，选择不同的通信方式来满足智能电网对通信网络的需求。卫星通信主要是将通信卫星作为地球上无线通信的中继站，适合智能电网大范围通信，微波通信和短波通信是针对不同的通信距离的通信手段。微波通信是直线通信，要求通信两点之间无障碍，可以作为郊外远距离通信的辅助手段。短波通信适合长距离通信，通过云层电离层反射来进行远距离通信。3G通信技术是指第三段移动通信技术，它可靠性高，覆盖面积广，传输速率高，网络带宽高，在智能电网的现代通信网络中能发挥不可替代的作用。

3G技术的安全可靠性，能够使智能电网防御网络攻击，提高信息安全；高速的数据传输速度，满足智能电网传输大数据量的要求，安全可靠的数据交互性能智能电网开放性地兼容各种设备提供了可靠的通信机制，为智能电网智能控制、电网自愈、负荷调度、电力设备抢修以及智能需求侧管理提供准确可靠实时的数据信息。

Zigbee技术是一种距离短，功耗低的无线组网通信技术，它由电池供电设备提供无线通信功能，是一种面向自动化和无线控制的无线网络通信技术。Zigbee通信技术主要应用于电力用户侧的无线传感器网络中的短距无线通信，自身体积小、成本低、可靠性高、适应环境能力强，极大地提高了电力用户侧的安全性和便利性。

将智能电网的设备IP化是智能电网的现代通信网络发展的又一个里程碑。互联网协议IPv6的发展，极大地弥补了IPv4造成的地址空间不足的问题。由于IPv6可以提供一个几乎无限大的地址空间，从而可以为每一个智能电网的设备配备一个IPv6的地址，使得从发电、输电、变电、配电、用电和调度等整个过程参与的设备都变成通信网络的节点，通过网络节点管理系统，对其进行统一管理，进一步实现智能电网控制自动化。