配电通信技术在智能电网中的应用研究

摘 要：智能电网是我国电力事业发展的重要方向与趋势。作为智能电网建设中的关键环节，配电通信技术是一个重要组成部分，更是一个主要通信通道。通信平台作为开放的网络架构，需要遵循通用标准，以保证设备间信息的共享，同时也要有较强的可靠性，保密性，能有效抵御非法攻击，实现安全保护。因此，概括了智能电网的通信要求，总结了配电网的通信现状，分析了智能电网中的配电通信特点及其应用问题，最后给出了配电通信的发展建议。为正确认识配电通信技术动理清了思路，有利于研究工作的进一步展开。

关键词：配电网；通信技术；智能电网；应用问题

引言

智能电网是现代高科技智能系统的重要组成部分，包括发，输，变，配，用，调度和信息等电力系统环节。配电网络是组成电力网络的重要部分，配电自动化在智能电网的发展中占有非常重要的地位。为顺应智能电网的发展趋势，配电自动化已成为城市配电网发展的必然选择。通信网络是配电自动化系统的神经系统，上行传输配电终端所采集现场设备的工况信息，向下传达调度控制中心的操作命令。具备双向、实时、高速通信能力的通信网络是实现配电自动化的基础条件和重要环节，其性能好坏很大程度上决定了配电自动化系统的优劣。因此，展开配电通信技术在智能电网中的应用研究有一定的实用价值。

1 智能电网及其通信要求

1.1智能电网的意义

智能电网就是把最新的信息化、通讯、计算机控制技术和原有的输、配电基础设施高度结合，形成一个新型电网，实现电力系统的智能化。智能电网拥有自愈、互动、安全、提供可靠的电能质量、适应所有的电源种类和电能存储方式、活跃市场、优化资产和高效运行的特征。智能电网可以提高能源效率、减少对环境的影响、提高供电的安全性和可靠性、减少输电网的电能损耗[4]。

1.2 智能电网的通信要求

智能电网的实现必须依托于一系列的技术，主要包括5个关键的技术领域，即集成通信，传感与测量，高级电力设施，高级控制方法，决策支持。其中智能电网对通信网络的要求具体表现为5个方面，即较高的 SCADA系统数据传送效率，监测和计量的表计自动化，较快的数据通信的宽带，开放的通信规约，可扩展的监测。

如何加强智能电网中电力通信的发展，可以分为成三个层次：首先，发展通信系统的基础设施体系，如装备、网架；其次，发展技术体系，如采用国外通信行业成熟技术，开发一系列新技术；最后，发展应用体系，即在智能电网中各个领域使用电力通信，如输电领域、新能源领域、配电领域、变电领域、安全领域等。

2 配电网的通信现状

我国配用电系统及业务应用一直处于较低水平。配电网通信系统均依赖于业务系统存在，配电网自动化、负荷控制、用电信息采集等配电网系统各自拥有各自的配电网通信系统，各自独立。配电网需要通信的功能仅限于配电网自动化和远程抄表业务等，限于落后的通信技术，只能实现简单的对通信要求低的功能，复杂的具有较强实用价值的功能不能实现或不敢实现[1]。

3 智能电网中的配电通信

配电网络是组成电力网络的重要部分。智能配网以其可靠、灵活以及高效的现代网架结构和通信网络作为发展基础，可以实现自动化故障发现和处理的效果，满足储能元件和电源的高渗透性接入要求，使电力供应质量大大提高。而融合了现代计算机通信测控技术的智能配电网技术，对未来配电系统的互动、兼容、自愈、集成、优化是十分有利的。

3.1配电网的通信特点

在智能电网框架下，多种配电网范围的业务均需要通信系统的支撑，而且通信范围比以前更广，通信节点更多，同时为了统一管理，需要应用一套统一的配电网通信系统。这种统一的配电网通信系统势必具有多种业务通用的特点，主要有三个方面的内容。第一通信性能需求。不同配电网业务具有不同的通信性能需求，如配电网自动化要求通信容量较小而通信时延敏感，视频监控业务则要求较大的通信容量。这些业务之间的复用势必互相影响通信性能。第二可靠性需求。多种配电网业务之间具有不同的通信可靠性需求，如智能配电网自动化和分布式电源控制可靠性等级高于用电信息采集，具有高可靠性需求的通信网需要具有通道保护和通信负载控制。第三安全性需求。不同配电网业务具有不同的安全性需求，同时之间也不能具有直接互联的通信通道，这要求不同业务网在通信网中具有适当的隔离手段[2]。

3.2存在的应用问题分析

3.2.1建设投资巨大

配电网通信系统规模庞大、终端数量众多、工程建设投资巨大，因此具有成本敏感特征。在这种情况下，通信系统规划与设计、通信技术的选择必须考虑到整个系统的成本控制。可采取对不同通信可靠性及性能需求、不同终端数量和位置等业务通信网络进行区分；对相同业务通信路径的业务进行通道复用等系统成本压缩手段对系统进行合理网络规划和技术选择，能够有效减少系统的建设投资[5]。

3.2.2 维护成本大

配电网通信系统作为规模庞大的通信系统，其面临工程建设上的技术困难和大量的工程建设成本。工程建设成本有可能占据系统总投资相当大的一部分。同时，作为接近低压配电网规模的通信系统，其运行维护工程量非常大，有可能涉及大量基层电工的技能培训。同时，一旦系统设备或线路可靠性不高，将造成巨大的维护工作量。

3.2.3电网不稳定

从电力通信在当前智能电网中的应用现状可以看到，电网不稳定是其中最常见的问题。电力通信应用过程中，之所以会出现电网不稳定等现象，主要是因为物理系统中可能存在着功率平衡问题所致，电力通信系统若想正常运行，其基本条件就是要有一个相对稳定的平衡点。对于电力通信系统中的稳定问题而言，它实际上就是负荷母线上节点功率平衡问题，节点无功功率、负荷耗能无功功率，可实现该种平衡，而且平衡点还可以有效抑制扰动，这些问题的存在，必然会造成电网不稳定。

3.2.4安全管理问题

电力通信在现代智能电网系统中的应用，还表现出另一个问题，安全管理问题。从实践来看，安全管理问题一直都是现代电力通信系统中的一个非常重要的问题，若不及时处理，则可能会导致电力通信中的一系列不安全隐患问题出现。究其原因，主要是因为安全管理工作没有落实到位，缺乏科学性与合理性；对于电力通信企业而言，其注意力主要集中在工程技术方面，想通过这一方法来解决电力通信中的各种安全问题，显然是不现实的。更何况，电力系统中的通信设备腐蚀、陈旧以及未能及时的更新，也会造成电力通信应用的安全隐患。

4 配电网通信建议

（1）深入智能配电通信需求调研对未来智能电网中的配用电通信需求进行合理预测。对国内不同环境、经济发展水平地区的配用电业务需求做出合理预测；深入了解国内不同地区的配电网建设模式，了解配电网工程施工、外界环境、运行管理体制等非技术因素[3]。

（2）开展智能配电网通信技术的研究与推进研究配电网通信技术，开展电力专用通信技术研究，公网通信技术的电力专网化应用研究；开展配电网通信体系研究，开发配用电业务与配电通信网的通用接口；开展配电网通信标准体系研究，引导社会力量投入；开展配电网通信安全技术研究。

（3）对配电网通信外围体制进行慎重考虑研究电网对配电通信网的管理体制；研究配电通信网运维体制；研究配电通信网的资产归属和商业模式。

（4）加大力度推进智能配电网发展配电网通信作为配电网智能功能的支撑，其效益体现在配电网智能功能中。应当推进智能配电网的发展和智能功能的应用，实现电网对配电网通信的需求和效益回报。

（5）配电网通信系统的效益并不能直接体现于通信系统本身，而体现在配电网智能化功能中。因此，必须对我国智能电网框架下的配电网业务功能进行评估，分析研究我国智能配电网功能体系同国外的不同，以针对其效益体现指导通信支撑系统的投资和建设。

（6）我国配电网发展不均，不仅在用户分布、环境上存在多样性，而且在经济发展水平、用户用电习惯上也具有较大差异，这直接影响到系统的效益体现。从经济效益角度分析，区别对待不同配电网情况以确定配电网通信系统建设模式具有重要意义。

（7）配电网通信系统中用到的装备和设备并不全为市场中的成熟产品，相当一部分需要针对配电网通信进行二次开发。厂家不愿意承担开发风险，需要电网公司或管理部门出台标准或导则，对新产品进行指导和规定，推进产业的发展。

（8）低压配电网电力线路具有电力特有的最后一公里接入通道，采用电力独特的光电复合电缆提供对用户的 FTTH接入，为用户提供电视、电话、数据和电力信息四网合一接入。这样就具有专网和公网复用通道的特点，这种复用在别的行业专网通信系统中不曾出现。

（9）配电网通信系统作为配电网业务系统的支撑，其发展必将受到业务系统的影响与局限。当前世界各国对智能配电网的研究均处于研究阶段，最终智能配用电业务的应用模式还并不明确，在这种情况下，超前建设配电网通信系统以致超出了业务系统的需求，造成投资浪费。因此配电网通信系统的建设需要按阶段逐步实施，从简单到复杂，每一个阶段满足对应配电网业务的需求。在这样的发展过程中同时要注意阶段的连续性，在技术和体系上具有可承接性，同时要尽量减少阶段转换的改造投资。

5 结语

配电通信技术作为智能电网的实现关键环节，随着智能电网的建设和发展，必将拥有巨大的发展空间，但要更好地服务于智能电网，仍有许多问题需要解决。针对当前智能电网发展的高要求，实践中，一定要结合配电通信的自身特征和当地的实际情况，提高配网通信的实用性。

参考文献

[1]王士政.电网调度自动化与配网自动化技术[M]. 中国水利水电出版社，2004：196-197.

[2]王海燕，曾江，刘刚.国外配网自动化建设模式对我国配网

建设的启示[J]. 电力系统保护与控制，2009，37（11）

[3]权楠. 智能电网中的配电通信网关键问题探讨[J]. 中信科学， 2010.3：149-152.

[4]陆慧， 智能电网中现代通信技术的介绍[J]. 广东输电与变电技术， 2010.4：10-13.

[5]余勇，林为民.电力信息系统安全保障体系.电力信息化，2003.1（03）.