试论电力通信技术在智能电网中的应用

张曙光

摘 要：随着我国电力系统的不断发展，电力通信技术在智能电网的实际运行中的作用越来越重要。基于此，本文首先从基本理论、性能指标两个方面阐述了电力通信技术的原理；其后通过电能技术的分类和智能电网中通信网络的构成两个部分，简单介绍了智能电网中的电力通信网络；最后从输电、变电、配电以及新能源四个角度重点分析了电力通信技术在智能电网中的实际应用。

关键词：电力通信技术；智能电网；变电站

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）21-0124-02

小到收音机、电话，大到电力系统、发电站，电力通信技术与人们的工作生活息息相关。所以，有必要对电力通信技术在智能电网中的应用做出讨论，充分意识到电力通信技术的重要性，可持续地实现我国电力系统的运行发展。

1 电力通信技术的技术原理

1.1 电力通信的基本理论

电力通信系统的内部结构较为完善，在信息传输的过程中，信息源经由发送设备传出信息，通过信道传输至接收设备，最终传达给受信者。在这一过程里，信息源与受信者作为信息传出和收入的首尾段，既可以是人，也可以是计算机、传真机、显示器等电子设备，通过信道作为纽带和信息传递渠道，将两者联系在一起[1]。

1.2 电力通信的性能指标

在通信系统中，主要用传输速率来显示和衡量系统传输质量的有效性，通常用比特传输速率表示每秒钟信道传输的信息量，记作Rb，单位为b/s。在智能电网中，不同的信号类型其要求传输时间的标准参数也不尽相同，如保护信息为20ms、广域测量信号为20ms、紧急控制信号为20ms、控制信号为1-10s、监控信息为1-3s、系统运行记录信号为60s等。

2 智能电网中的电力通信网络

2.1 电力通信技术的分类

第一，电力线通信，又叫电力载波通信，它主要依靠现有的电力线路进行通信，通过对信号的调制，实现语音、数据等信号的高效传输。由于我国电力线路发展时间长，实体网络完善，所以此类通信技术应用较为广泛；

第二，无线通信技术，此类技术随着智能电网发展以及智能手机的普及，与人们生活的联系越来越多。现阶段，无线通信技术主要体现在4G移动通信上，4G通信将3G技术与WLAN技术相结合，可随时随地实现信息、数据的高质量快速传输，但由于没有实体线路的保护，其传输速度易受距离、天气等因素影响；

第三，光纤通信技术。发射设备把电信号转化为光信号并加载在光纤上，如果传输距离过长，光信号会逐渐减弱，这时通过预设的光中继将光信号进行二次放大，而后传至光接收机端并将光信号转化为原有的电信号形式。在智能电网中电力系统的日常运行中，光纤传输以其抗干扰能力强、可靠性高、通信距离长等特点被大量、广泛应用，常用的光纤线路为OPGW光缆和ADSS光缆。

2.2 智能电网中电力通信网络的构成

智能电网中的电力通信网络体系由三种通信网络构成，即电力通信网传输网、业务网和支撑网。传输网由电力线通信、光纤通信及无线通信组成，是电力通信网络体系的核心，为高速、可靠的信息传输提供了保证；业务网主要以具体的功能性为主，如行政交换网、信息广域网等；支撑网主要由网管系统、信令系统和时间频率同步系统组成，以监管通信网络正常运行、同步通信网时间频率、实现数据交换信令统一规范为工作任务和目的[2]。

3 电力通信技术在智能电网中的具体应用

3.1 电力通信技术在配电领域的应用

作为智能电网的重中之重，配电网络的高效性和灵活性十分重要，这就要求了与之相匹配的电力通信网络必须要有传输快、覆盖面广的特点，以便加强配电系统管理安全以及配电部门内部信息的交流畅通，同时为配电网运行过程中故障的及时发现和处理提供保障。以在配电领域应用较多的全球微波接入互操作技术（WiMAX）为例：

此技术分为核心网和接入网两部分，核心网由路由器、用户数据库、管理系统以及代理服务器构成，主要作为信息传输的功能性终端；接入网由各基站、用户站以及移动用户站组成，为用户提供网络的一对多无线接入。在实际的配电工作中，核心网要求用户只有通过实名认证和登录才能获得配电站运行信息的传输权，同时对整个配电过程中信息的传输做出管理，保证了配电站信息的完整性和安全性。此外，接入网基站将配电站各个部门及工作人员联系在一起，通过MIMO多天线发射的无线传输方式，实现了整个配站体系间的高速度、大面积信息交流共享，从而使配电工作更具协作性。

3.2 电力通信技术在变电领域的应用

首先，户外变电所的设备暴露在室外的环境中，受天气和自然因素影响非常大，如我国农村地区以两根电线杆架起变压器组成的杆上式变电所，常常因为大风、雷击等原因造成设备损坏，一方面阻碍了变电所电压调节工作的正常运行，另一方面也对附近人们的人身安全埋下隐患。此外，在户内变电所的电力通信类型选择同样重要。由于室内变电所的电磁场较强，如果使用无线通信的信息传输方式，信息很容易受到电磁辐射的干擾，从而影响接收端接收信息的准确性和可靠性，所以在室内的电话等设备要使用实体的同轴电缆和音频电缆，以保证工作人员间、工作人员与电力调度中心间的实时联系，加强对电压调节的监控和操作[3]。

3.3 电力通信技术在输电领域的应用

为了实现输电线路的高质量、远距离作业，既要加强对线路的管理，也要加强对相关资源的配置。通过无线传输和有线传输相结合的电力通信方式，可以对输电线路整体的运行状况进行集成共享，输电过程中一旦出现问题，电路通信系统会及时反馈给电网的管理中心，工作人员在收到信息反馈后会及时对问题做出解决和整改，从而推动输电线路整体结构的优化，确保了输电工作的顺利开展。

3.4 电力通信技术在新能源领域的应用

在环境持续恶化、资源日益枯竭的今天，对煤炭、石油等不可再生资源的节约行动迫在眉睫，智能电网逐渐用太阳能、风能等新型可再生资源代替了不可再生资源的消耗。与之相匹配的，在电力通信技术上也要为新能源使用作出革新。2015年3月15日，我国国务院发布《中共中央国务院关于第一步深化电力体制改革的若干意见》，提出“提高可再生能源发电和分布式能源系统发电在电力供应中的比例”原则，标志着以智能电网为主的新一轮电力体制改革开启。此后至今，电力通信技术在智能电网新能源問题上的地位越来越重要：

一方面，电力通信系统在火电、核电等传统发电能源的废气、烟尘以及放射线排放上已经形成了全面的监控体系，从GPS系统、RS系统（遥感技术系统）以及GIS系统（地理信息系统）等多种高科技监测方式入手，对采集到的污染数据、排放废物样本进行科学的分析处理，最终传输到环保部门和通信系统终端进行备案以及整合发布，大大推动了我国环保事业的发展；

另一方面，电力通信系统在新能源数据分析以及新能源接入智能电网的监控调节上也做出了巨大贡献。以电力通信系统为基础在无人值班的发电站建立监测点，有利于对水资源、风能资源等系能源进行周期性监控，通过对降水量等信息进行分析和传输，使电网终端工作人员及时掌握发电的实际情况。同时，由于新能源在电力系统中发展时间较短，太阳能、潮汐能、风能等新能源在我国的电力应用尚未成熟，所以在其接入时要对通信接口进行改良，设置一定的电压和功率阈值，以便电力通信系统能自动对新能源发电进行有效的控制。

4 结语

总而言之，电力通信技术对智能电网的整体运行有着重要作用。分析可知，通过对电话、光纤等传输系统进行改良，有利于减少信息传输中距离、磁场的干扰，保证信息的准确、快速传输，以便更好地在智能电网的运行中应用电力通信技术，加强电网整体的监管和信息交互，从而推动未来电力系统的整体发展。

参考文献

[1]李方硕，白泰，吴纬德，申杰.电力通信技术在智能电网中的运用与相关研究[J].电子测试，2016，（24）：91-92.

[2]李龙.电力通信技术应用及发展[J].通讯世界，2015，（24）：211-212.

[3]王冰，巩锐.智能电网环境下的电力通信技术需求探析[J].通讯世界，2015，（16）：90.