论智能电网配用电通信研究

张卫民，赵新颖

（郑州铁路职业技术学院电子工程系，河南郑州，451460）

论智能电网配用电通信研究

张卫民，赵新颖

（郑州铁路职业技术学院电子工程系，河南郑州，451460）

在智能电网体系中，对配电通信网络的研究是重要组成部分。本文正是在国内外最新的研究成果，分析配点用电通信网络的现状、发展前景和未来方向。本文首先对智能电网的配点用电业务进行分析，提到了各自特点提出了智能配电用电业务模型构建出对各种业务的网络模型，详细介绍了高级配电自动化系统、用电负荷管理系统、又能服务网络、检测网络。

智能电网；通信网络

0 引言

智能电网体系中配电用电是重要的组成部分，能够保证用电网络体系的正常运行，在日常生活中发挥着重要作用，但是也不可避免在使用过程中出现暴露了一些问题，如整体缺乏总体规划、信息兼容性差、新业务建设难度越来越大、通信的安全度无法得到保证等，如果这些问题不能够及时有效的去解决，必然会给我国智能电网的发展带来不利的影响。而随着信息化社会的不断发展，智能电网在供电、发电、用电等电力领域和加强企业通信服务方面有些越来越重要的运用，但是对于出现的问题，并没有有效的及时的解决办法和方案。

目前，世界范围内，包括发达国家和发展中国家，都对智能电网配电用电体系中的通信网络进行了大力研究，主要集中在通信网络建设方面，考虑当前实际网络建设现状和今后的发展方向前景，提出提高业务的目的。本篇文章正是在这样的国际国内背景条件下，全面整体的系统介绍了建设的具体规划设计来解决这些问题。

1 业务特点

智能电网的配电网络情况复杂，灵活多变，主要有四个特点，分别是：（1）信息量太大，建设工作多变复杂，出现的问题多。（2）通讯半径长，配电用电业务距离远，大量的信息难以进行有效管理。（3）通讯环境差，条件不好。（4）对外界因素依赖程度大，如易受到城市建设、通信网络扩充建设的影响。

智能电网配电用电业务模型有着丰富的内容，包括配电自动化业务、用电管理业务、用能服务业务、电网检测业务、临时业务等等，每个业务又各自构成体系，如配电自动化业务包括信息采集化、变电站自动化、故障隔离定位故障去除、负荷管理、电压及无功管理、表计读取、设备管理、检修管理、规划设计管理等9项具体内容，根据这个完整的业务网络体系，我们可以得出，适合各自发展需要的网络管理体系是智能电网通讯网络建立的基础和前提，做好相关业务，按照要求来建立业务网络通讯工作。

2 配用电相关业务介绍

2.1 自动化系统

传统电网在配电通信工作中多采用专线方式，比如电话通讯就是靠接通专线来完成。随着智能电网配电用电业务的发展，如今采用的是高级配电自动化系统，以太网网络为中心，线路资源使用率高，能够基本实现网络标准和配电自动化统一标准化管理功能。在科技发展的过程中，要实现配电通信工作的自动化主要是依靠以太网方面的技术。

2.2 用电管理业务

用电是日常生活生产过程中与人们关系最紧密的环节。为了给人们的生活提供便利，智能电网体系下的用电朝着全自动化、预付费用、范围广泛的方向发展。想要实现用电管理的自动化，需要借助分组无线服务技术，该项技术是GSM技术进一步发展得到的产物，这种技术的核心内容是将在端口采集到的区域的信息传输到集中器去，之后在通过电信专网运输到电力公司的主站中去。这种方式下的通信网络的结构十分简单，有着一定的有点，但同时也存在着一定的不足就是这种方法收集数据的效率相对角度，而且反馈的速度不够及时无法满足用户的需求，在运用这种业务的时候所要支付的运营费也比较高。

用电业务中，主站以电能信息采集为主，远程接入通信网是核心，将专变采集终端、公变采集终端、集中器、汽车充电式终端、分布式电源终端通过本地通信网络和智能电表有机构成一个整体，共同形成用电信息采集业务网络模型。

2.3 用能服务

用能服务指的是电力公司和客户端之间实现多种用能服务的过程，电力公司可以根据用户的需求打造出个性化的，多样化的服务，用户可以借助互联网向电力公司表达自己的个性化需求，电力公司接受之后制定专门的服务，并通过电力通信网进行传输。所提供的服务除了传统的信息之外，还可以进行视频通信、语音通信等多种服务模式。

主站和95598互动网站相互连接，分别对应电力通信网和公共通信网，与智能交互终端大客户和智能交互终端用户端交错在一起，大客户端包括用户表计和控制器，智能交互终端用户端则包括智能插座、智能家电、安防设备等，传输用户用电需求，完成用电服务交互工作。

2.4 监测辅助

智能电网体系下信息数据量空前增大，也易出现各种状况问题，情况复杂，需要做好及时有效的管理监控才能及时的解决问题，把控风险。比如像自动化变电站、事故维修现场的安全性以及一些大型设备的开关情况都需要严密的监控来保障项目运行的安全性。这种情况下采用了广泛应用中收效甚好的视频环境监测辅助网络。对这些内容进行监控的结构是将以太网作为结构的核心，通过以太网来连接主站和监视器以及物联网网关下的各种传感器，将传感器接收到的信息以及监控拍到的视频资料及时的传递给主站，并将两者相互结合形成监测的数据，从而形成了一套较为完善的监测系统。

3 重要技术

3.1 通讯协议组成

主站下的应用层、传输层、网络层、链路层、物理层，和汇聚开关下对应的层次相互连接，共同形成一条物理通道，同时终端的应用层、链路层和物理层也与汇聚网络开关建成物理通道，共同构建完整的通讯协议结构。

3.2 网络信息数据技术

智能化社会下的网络安全安全越来越重要。为保障信息数据安全，融合了多种通信技术如加密过滤技术、安全检测评价技术、防护技术、问题监控技术、数据恢复与备份技术等，共同发挥作用，一起为智能电网的信息安全工作保驾护航。

3.3 综合网络管理技术

综合网络管理系统是对包括无线宽带网络、光交换网络、载波网络、XPON网络、WSN网络、WIFI专网网络进行统一集中管理，方便故障排除工作。

3.4 交互的数据网络

配电用电业务有多个业务，要求业务之间融合交互，方便管理。具体要求有：保证安全性、不同业务采用适合的通信技术。

3.5 多技术

配电用电情况复杂，业务众多，需要采用多种通信技术来管理。

4 关键要素

将多种科学技术结合起来共同发展是目前较为常见的科研方法之一，这种融合式的发展也是顺应了多元化的发展局势。在智能电网发展的过程中可以合理的引入无光源网络技术、数据融合技术、网管的综合处理技术、采用协议结构模式等方法和手段来完善相关的通信技术，在众多的关键要素中，网络安全技术的应用尤为重要。由于配电通信网中加入了许多新型的技术而且和互联网技术相结合，如果能够对网络安全起到有效的保障，就能够保障配电通信网络的正常运行和服务。

5 实际案例

配电用电通信技术在实际运行中普遍采用混合组网模式，以电力骨干通信网为中心，从主站到传输网、汇聚子站、高压配电网、配电终端、本地网，再到最后的用电终端，就是一个完整的典型配电通信网组网结构。这种混合组网络可以发挥不同的通信技术各自的优点，弥补其不足，而且能够满足多种服务的共同开展。其中的无线网络技术可以实现电力骨干通信网和用户端的直接连接，采用无线网络技术的前提是要建设好相应的基站，这种技术需要WIFI网络的支持，可以省略中间的很多步骤。混合组网模式除了要有传输层之外，还应当配备相应的接入技术，接入技术有根据范围的不同分为远程的接入和本地的接入。

类似的环形的、属性的网络结构是属于比较纯铜的工业交换机的接入模式，而链式和集中式的结构则是属于XPON式的接入模式，上述的这几种模式就是我们所说的远程的接入模式。

混合配电系统有三个层面和一个综合网络管理系统，三个层面分别是骨干传输层、远程接入网、本地接入网，各自对不同的地区层面进行配电工作。综合网络管理系统能有效实现基本管理、配置管理、性能管理、故障管理、安全管理。

6 总结

本文是面向智能电网的配电用电通信网络研究，结合了国际国内最前沿的电力通信建设研究理论，分析电网内业务之间的关系，用户的用电需求，建立业务模型，接下来从多业务融合网络的发展角度，具体分析构建通信网络有关的四种关键技术。最后讲实际智能电网配电用电过程中成功建设案例，提出了一个能够支持视频监视、用电信息数据收集等业务在内的基础结构，给出了各个电网层面适用的技术方向。

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Research on Intelligent Communication with Intelligent Power Network

Zhang Weimin, Zhao Xinying
(Zhengzhou Railway Vocational and Technical College,Zhengzhou Henan,451460)

In the smart grid system, the research of distribution communication network is an important part. This paper is the latest research results at home and abroad, and analyzes the current situation, development prospects and future directions of distribution communication network. This paper first analysis the business of electricity distribution point to the smart grid, referred to the proposed intelligent distribution characteristics of the electricity business model is constructed for a variety of business network model, introduces the advanced distribution automation system, power load management system, and service network, network detection.

smart grid system; communication network