电力一体化通信方案研究

方剑

【摘要】 目前在电网中使用众多通信方式完成信息的交互，智能用电小区、商业楼宇、工厂等典型电力用户的接入业务存在着不同的应用架构，影响到电力通信网的运行质量与效率，论文研究了电网一体化通信的实现方案，提出了自上而下的协议栈与整体架构，以保障整个电力系统的有效、安全、稳定运行和运营管理。

【关键词】电力通信 一体化协议栈 通信架构

一、引言

随着电力通信网络规模不断扩大，结构愈加复杂，网络层次和种类增多，逐渐发展为国网、区域网、省网、地区网及县级网的分层次组网的格局[1]。设备种类、数量、光缆公里数、带宽、电路等通信资源都在迅速增加[2]，网络运行、维护与管理难题也随之出现，故障定位、故障处理、资源调度等管理工作难度越来越大，影响到电力通信网的运行质量与效率。

只有实现电网一体化通信才能实现对这些资源的绩优管理，才能及时反映设备和系统的动态变化，才能实现网络资源的动态更新[3]。电网一体化通信的研究与分析，关键在于电力业务特点分析及其对应通信需求分析，以保障电网通信提供可靠、实时和安全，保障整个电力系统的有效、安全、稳定运行和运营管理。论文主要对电网一体化通信体系涉及的通信环节中各个组成部分进行分析研究。

二、一体化通信实现方案研究

电网一体化通信主要完成各个不同通信协议的映射，完成信息模型与信息交换模型的建立，以此完成不同体系之间的一体化通信。

如图1所示，协议栈分为4层：底层通信协议、协议映射、信息与信息交换模型、应用层。

底层通信协议：即OSI环境，用于在不同网络中传输报文与数据流;

协议映射：将信息与信息交换模型适配入不同的电力通信网络中，如WSN、PLC、以太网等;

信息与信息交换模型：构建统一的电力信息模型与信息交换方式;

应用层：为不同电力应用，如：运行、需求响应、营销等，提供相应的服务。

三、电网一体化通信架构研究

体系架构设计需要综合考虑到对旧系统的兼容、功能、信息通信、安全等因素。

图2为论文提出的架构，电网侧系统包括配网能量管理系统、输电网能量管理系统、高级量测系统主站等;用户侧主要包括各种智能设备和用户侧能源管理系统。

其中GS为电网侧系统（Grid side System），包括服务提供商系统、分布式能源管理系统、能源提供商系统、ESCO，高级计量体系架构、其他操作系统等相关电网侧所使用的系统。

US：用户侧智能系统，主要包括能源管理系统、分布式发电系统、用户进程等其他系统。

UE：用户侧智能设备，包括太阳能发电控制设备、网关设备、分布式电源、恒温器、简单负荷控制设备、能源存储设备、家庭商业自动化设备、智能电表、可调光源等。

电网侧网络：电网侧网络由有线或无线网络组成，所有电网侧网络智能设备都能够通过电网侧网络连入核心网中。无线网络可能是CDMA，GSM，GPRS，iDEN，WIMAX，LTE等点对点或点对多点的网络、多播网络，甚至是卫星网络。

电网一用户网络：电网一用户网络用于连接电网测与用户测网络，可能是公网也可能是私网。用户侧网络也可能是有线的或是无线的，主要提供电网侧与用户侧网络的互联。

用户侧网络：用户侧网络指的是连接电网用户设备任何的网络，可以是有线的无线的，主要是公网。

这种架构的特点如下：

（1）电网可以通过智能电表（采用AMI网络，包括电表直接控制部分用电设备），或者通信网关（采用英特网等公网），或者通过专用网关（采用专网但不通过智能电表的情况下）三种主要形式和用户交互。

（2）考虑到工业、商业、居民各种用户。本标准支持三种用户侧智能设备控制模式：设备本地自主控制;通过用户能源管理集中协调再与电网交互;受电网侧直接控制。

（3）图2中中间部分是电网和用户交互的关键，仅需要对中间部分进行重新设计实现就能够完成电网一体化通信。

四、结束语

智能电网背景下的全控制对电力通信提出了新的要求，只有实现电力系统通信的一体化，统一化才能够保障电网通信提供可靠、实时和安全，保障整个电力系统的有效、安全、稳定运行和运营管理。

论文研究了电力一体化通信体系，综合不同电力系统通信现状提出了一种实现一体化通信方案，对电网一体化通信体系涉及的通信环节中各个组成部分进行了分析研究。

参 考 文 献[1]张丽霞，高伟，山西电力一体化通信资源管理系统的升级改造[J].山西电力，2011，05：59-62[2]王晓蔚，高志强，胡文平，李天然，河北南网智能配用电一体化通信平台建设[J]电力系统通信，2013，01：16-20[3]林韩.电力企业一体化信息集成平台的研究与实践[J].电力信息化，2007，10：66-69