双向互动服务数据采集与控制的通信技术浅析

王金明 杨永标 高楷 李逸驰

【摘要】 信息通讯是电力自动化的基础，也是双向互动数据采集与控制系统的重要组成部分。本文基于电力通信现状，指出现有电力通信的不足，对主干核心网、接入网、传感网分别提出相应通信技术要求，为构建电网与用户双向互动服务体系提供参考。

【关键词】 双向互动 数据采集与控制 信息通信 技术要求

随着科学技术的飞速发展，先进的通信技术将不断地在电力系统生产、经营和管理中得到广泛的应用。智能电网能源信息相互融合将构建全新的公共信息服务平台，新的技术、业务和服务需求将对通信传输提出更高的要求，智能电网新形势下的通信传输将面临可靠性、安全性和经济性的挑战[1]。

基于以上分析，本文针对电力通信的特点，分析现存问题与挑战，对主干核心网、接入网、传感网的信息通信分别提出相应的技术要求。

一、 电力通信概述

电力通信网是电力系统的重要基础设施，它同电力系统的安全稳定控制、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。当前，电力通信系统已成为电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的重要支撑系统，也是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段。电力通信网对通信传输的可靠性、保护控制信息传送的及时性和准确性具有严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势[2]。

二、电力通信发展现状

电力通信作为行业性的专用通信网，是随电力系统的发展需要而逐步形成和发展的。它主要用来缓解公网发展缓慢而造成的通信能力不足并填补公网难以满足一些电力部门特殊通信需求的矛盾，以保证电力专业化生产正常高效地进行。电力通信的业务可划分为关键运行业务和事务管理业务两大类，不同的电力通信业务，要求也不同[3]。从网络带宽、交换能力和传感测量等应用角度来讲，电力通信网有三层物理架构：主干核心网、接入网和传感网。计算机、服务器及存储等网络设备直接连接在主干核心网上。信息采集及感知互动终端（或通过传感器网络的网关）与电力接入网连接，通过电力接入网再接入主干核心网。用电设备、监控设备、家居设备、安防设备、健康防护装置通过特定的感知单元接人传感网[4]。

国家对电力行业实行改革，建立商业化运营的电力市场后，电力公司、调度中心、电厂、电网、市场管制机构、客户等相互之间的数据通信种类和数量将大幅度增加。

三、电力通信技术要求

电力通信网首先必须重点加强接入网和传感网的建设，加快光纤到社区、光纤到楼和光纤到户，使电力通信网完全覆盖电力线路、变电站、营业站所、用户设施及广大电力用声。在传输手段上要以光纤通信为主，兼容无线专网、电力载波、微功率无线等方式；电力通信网将建设成多媒体、多业务、宽带化、综合化信息通信网络平台，满足电力系统对电力通信实时性、准确性、可靠性的特殊要求。

3.1主干核心網通信技术要求

电力通信的主干核心网要进一步完善“三纵三横”物理网架，结合电网建设和单独立项工程构建分区域覆盖、带宽、结构相对稳定的核心环网。一方面打破带宽瓶颈，另一方面完善网络结构，增强网络的安全性和整体性，以相对稳定的环网来适应未来输电线路的不确定性，同时满足电力企业各级部门的管理性业务需求。

3.2接入网通信技术要求

在配电方面要实现高效、可靠、灵活、优质的电力配送；增强接纳分布式能源系统接入能力，分布式电源的应用将改变传统客户侧电力计量的方式，需要增加具备直流计量、双向计量等功能的智能电能表，掌握更为全面和准确的电能信息，满足不同时段不同结算电价的计量通信新要求；双向计量和信息采集、监控要求的提高，需要通信信道提供更高的带宽、更快的响应时间。

3.3传感网通信技术要求

电力通信传感网将主要从通信方式、组网、功耗、网络容量等几个方面进行改进和发展。电力通信传感网将采用更适合的通信方式进行设备之间的互联互通，微功率无线通信技术（ZigBee、Wi-Fi、WIA等）将在智能家居、智能小区/楼宇等智能用电互动服务系统中得到广泛的应用。由于无线传感器系统的低功耗要求极大地限制了其数据传输的范围，而在社区和家庭网络当中，功率的增大又会对周围环境和人体造成一定的影响，而且会增加能源的消耗，因此低功耗的终端模块以及自组织的组网方式将是电力传感网的主要选择。

四、结论

本文基于电力通信的发展现状，指出其存在的不足，分别分析主干核心网、接入网、传感网的信息通信，提出相应的技术要求。为构建电网与用户双向互动服务体系提供参考。

参 考 文 献

[1]刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010.

[2] Ekram Hossain，Zhu Han，H.Vincent Poor.智能电网通信及组网技术[M].北京：电子工业出版社，2013.

[3陈丽娟，许晓慧.智能用电技术[M].北京：中国电力出版社，2011.

[4]黄莉，卫志农，韦延方，等.智能用电互动体系和运营模式研究[J].电网技术，2013，37（8）：2230-2237.