探析智能電網及其對電力通信的要求
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陳斌 1由 分享
論文關鍵詞：智能電網 電力系統 電力通信
論文摘要：智能電網是新形勢下電網發展的必然趨勢。本文闡述了智能電網相關概念，討論了智能電網環境下對電力通信的要求。
進入新的世紀，全球經濟、社會安全、環境和能源供應都面臨著極大挑戰，氣候變化劇烈。災害頻發，傳統能源日趨緊張，金融危機對各國經濟打擊巨大，因此，為了面對環境污染，拉動內需，提振經濟。發展可再生能源，需要構建智能電網以助推電力行業創新，實現技術轉型，從而保障國家能源安全，促進我國社會的可持續發展。2009~5月，我國國家電網公司提出加快堅強智能電網建設。
2009年9月，美國國家標準與技術研究所(NIST)提出了關于智能電網互操作標準的框架與路線圖，明確了推進標準化工作的8個優先發展領域，其中很重要的一個方面就是網絡通信：要求針對智能電網各個關鍵領域的應用和操作器的網絡通信需求，實施和維護合適的安全和訪問控制手段。該領域覆蓋電力專網和公共網絡。對我國而言，智能電網的建設，必須有堅實的基礎技術和功能，其中測量和通信系統是一個非常重要的方面。
1 智能電網概念
智能電網是以包括發、輸、變、配、用、調度和信息等各環節的電力系統為對象，不斷研發新型的電網控制技術、信息技術和管理技術，并將其有機集合，實現從發電到用電所有環節信息的智能交流，系統地優化電力生產、輸送和使用。電力企業通過促成技術與具體業務的有效結合。使智能電網建設在企業生產經營過程中切實發揮作用，最終達到提高運營績效的目的。
智能電網不是為了炫耀新技術，而是為了實實在在的解決當前存在的問題。對電力系統而言，智能電網具有三個明顯的特征；
(1) 自愈。對電網的運行狀態進行連續的在線自我評估，并采取預防性控制手段，及時發展、快速診斷和消除隱患；故障發生時，在沒有或少量人工干預下，能夠快讀隔離故障、自我恢復，避免大面積停電的發生。
(2) 互動。系統運行與批發、零售電力市場實現無縫連接，支持電力交易的有效開展。實現資源的優化配置；同時通過市場交易更好地激勵電力市場主體參與電網安全管理。
(3) 堅強。堅強是對智能電網安全性的要求，即對智能電網中每一個元素都應該有安全性需求考慮，在整個系統中應確保一定的集成和平衡，無論對物理攻擊(爆炸、武器)還是信息攻擊(網絡、計算機)智能電網都要能夠應付并反虛出來。
2 智能電網對電力通信的要求
2.1 我國當前電力通信網現狀
目前，我國的電力通信網是以光纖、微波及衛星電路構成主干線，各支路充分利用電力線載波、特種光纜等電力系統特有的通信方式，并采用明線、電纜、無線等多種通信手段及程控交換機、調度總機等設備組成的多用戶、多功能的綜合通信網。隨著光纖通信技術發展，電力通信網業務從原來的64kbit／s逐漸過渡到了高速率的2Mbit／s、10Mbit／s、100Mbiffs及以上高速率通道上。從作用來看，我國電力通信網主要有傳輸網、交換網、數據網和管理網四大類網絡象。
2.2 智能電網對電力通信的要求
隨著我國智能電網建設的不斷發展，系統節點將大量增加，系統調度的任務將更加繁重，對電網大規模、全過程的監視、控制、分析、計算將向動態、在線的方向發展。
(1)EMS系統
EMS系統的實時數據來自于數據采集與監控系統SCADA。EMS向即時信息系統SIS提供分鐘級的實時數據，如：系統頻率、總出力，SCADA實時數據可以考慮由設立在廠站側的RTU終端進行采集，接口通常可以為異步數據接口Rs485或Rs232，根據信息量的需要，速率一般為1200bit／s至9600bit／s。
(2)TMRS系統
在智能電網條件下。電能量計量系統除了具備常規測量功能外，還必須具有分時段累計存儲和雙向計量的功能。同時系統還需要具備對電能量數據進行自動采集、遠傳和存儲、預處理、統計分析的子系統，以支持未來智能電網發展、新能源的并網。
(3)SIS系統
即時信息系統SIS主要完成系統運行數據的處理，建設即時信息系統主要采用Internet技術，建立在安全的Internet基礎上，-以國家電力數據網SPDnet為通信基礎設施，對社會開放Internet~2問。即時信息系統由于要對社會信息開放，因此必須做好安全防護和安全隔離。
(4)需求側管理
智能電網一個很大的改變就是要直接面向用戶。對于大量符合終端用戶，由于具有眾多節點并且業務量較少，早期一般采用無線公網通信系統實現信息傳輸。目前，主流技術大都采用公網租用線GPRs或cDMA，以保障對用戶情況的掌握。
(5)電力系統統一時標
當前，無論是電力錄波裝置還是計費裝置都需要具有統一的時標信息，因此，一旦缺乏統一的時標信息將導致全網動態行為監督的缺失。為此，GPS技術的發展為電力系統實現動態監控提供了必要的物質條件，信同步時鐘系統為各級調度機構主站，子站和廠站提供統一時間標記基準，包括電力系統在內的地球表面任一點均可接收到衛星發出的精度在1ps以內的時間脈沖，然后光纖通信系統將各變電站的測量收集匯總處理后，即可得到各變電站之間動態相量的變化，并據此實施相量控制。
3 結語
建設以特高壓電網為骨干網架的堅強智能電網，為我國清潔能源的規模高效發展提供保障，充分發揮電網在資源優化配置、服務國民經濟中的作用，對我國經濟社會全面、協調、可持續發展具有十分重要的現實意義。智能電網建設成為國家經濟和能源政策的重要組成部分。
參考文獻：
1.國家電網公司.智能電網關鍵技術研究框架.2009。6.
2.許曉慧.智能電網導論[M].北京：中國電力出版社,2009，
論文摘要：智能電網是新形勢下電網發展的必然趨勢。本文闡述了智能電網相關概念，討論了智能電網環境下對電力通信的要求。
進入新的世紀，全球經濟、社會安全、環境和能源供應都面臨著極大挑戰，氣候變化劇烈。災害頻發，傳統能源日趨緊張，金融危機對各國經濟打擊巨大，因此，為了面對環境污染，拉動內需，提振經濟。發展可再生能源，需要構建智能電網以助推電力行業創新，實現技術轉型，從而保障國家能源安全，促進我國社會的可持續發展。2009~5月，我國國家電網公司提出加快堅強智能電網建設。
2009年9月，美國國家標準與技術研究所(NIST)提出了關于智能電網互操作標準的框架與路線圖，明確了推進標準化工作的8個優先發展領域，其中很重要的一個方面就是網絡通信：要求針對智能電網各個關鍵領域的應用和操作器的網絡通信需求，實施和維護合適的安全和訪問控制手段。該領域覆蓋電力專網和公共網絡。對我國而言，智能電網的建設，必須有堅實的基礎技術和功能，其中測量和通信系統是一個非常重要的方面。
1 智能電網概念
智能電網是以包括發、輸、變、配、用、調度和信息等各環節的電力系統為對象，不斷研發新型的電網控制技術、信息技術和管理技術，并將其有機集合，實現從發電到用電所有環節信息的智能交流，系統地優化電力生產、輸送和使用。電力企業通過促成技術與具體業務的有效結合。使智能電網建設在企業生產經營過程中切實發揮作用，最終達到提高運營績效的目的。
智能電網不是為了炫耀新技術，而是為了實實在在的解決當前存在的問題。對電力系統而言，智能電網具有三個明顯的特征；
(1) 自愈。對電網的運行狀態進行連續的在線自我評估，并采取預防性控制手段，及時發展、快速診斷和消除隱患；故障發生時，在沒有或少量人工干預下，能夠快讀隔離故障、自我恢復，避免大面積停電的發生。
(2) 互動。系統運行與批發、零售電力市場實現無縫連接，支持電力交易的有效開展。實現資源的優化配置；同時通過市場交易更好地激勵電力市場主體參與電網安全管理。
(3) 堅強。堅強是對智能電網安全性的要求，即對智能電網中每一個元素都應該有安全性需求考慮，在整個系統中應確保一定的集成和平衡，無論對物理攻擊(爆炸、武器)還是信息攻擊(網絡、計算機)智能電網都要能夠應付并反虛出來。
2 智能電網對電力通信的要求
2.1 我國當前電力通信網現狀
目前，我國的電力通信網是以光纖、微波及衛星電路構成主干線，各支路充分利用電力線載波、特種光纜等電力系統特有的通信方式，并采用明線、電纜、無線等多種通信手段及程控交換機、調度總機等設備組成的多用戶、多功能的綜合通信網。隨著光纖通信技術發展，電力通信網業務從原來的64kbit／s逐漸過渡到了高速率的2Mbit／s、10Mbit／s、100Mbiffs及以上高速率通道上。從作用來看，我國電力通信網主要有傳輸網、交換網、數據網和管理網四大類網絡象。
2.2 智能電網對電力通信的要求
隨著我國智能電網建設的不斷發展，系統節點將大量增加，系統調度的任務將更加繁重，對電網大規模、全過程的監視、控制、分析、計算將向動態、在線的方向發展。
(1)EMS系統
EMS系統的實時數據來自于數據采集與監控系統SCADA。EMS向即時信息系統SIS提供分鐘級的實時數據，如：系統頻率、總出力，SCADA實時數據可以考慮由設立在廠站側的RTU終端進行采集，接口通常可以為異步數據接口Rs485或Rs232，根據信息量的需要，速率一般為1200bit／s至9600bit／s。
(2)TMRS系統
在智能電網條件下。電能量計量系統除了具備常規測量功能外，還必須具有分時段累計存儲和雙向計量的功能。同時系統還需要具備對電能量數據進行自動采集、遠傳和存儲、預處理、統計分析的子系統，以支持未來智能電網發展、新能源的并網。
(3)SIS系統
即時信息系統SIS主要完成系統運行數據的處理，建設即時信息系統主要采用Internet技術，建立在安全的Internet基礎上，-以國家電力數據網SPDnet為通信基礎設施，對社會開放Internet~2問。即時信息系統由于要對社會信息開放，因此必須做好安全防護和安全隔離。
(4)需求側管理
智能電網一個很大的改變就是要直接面向用戶。對于大量符合終端用戶，由于具有眾多節點并且業務量較少，早期一般采用無線公網通信系統實現信息傳輸。目前，主流技術大都采用公網租用線GPRs或cDMA，以保障對用戶情況的掌握。
(5)電力系統統一時標
當前，無論是電力錄波裝置還是計費裝置都需要具有統一的時標信息，因此，一旦缺乏統一的時標信息將導致全網動態行為監督的缺失。為此，GPS技術的發展為電力系統實現動態監控提供了必要的物質條件，信同步時鐘系統為各級調度機構主站，子站和廠站提供統一時間標記基準，包括電力系統在內的地球表面任一點均可接收到衛星發出的精度在1ps以內的時間脈沖，然后光纖通信系統將各變電站的測量收集匯總處理后，即可得到各變電站之間動態相量的變化，并據此實施相量控制。
3 結語
建設以特高壓電網為骨干網架的堅強智能電網，為我國清潔能源的規模高效發展提供保障，充分發揮電網在資源優化配置、服務國民經濟中的作用，對我國經濟社會全面、協調、可持續發展具有十分重要的現實意義。智能電網建設成為國家經濟和能源政策的重要組成部分。
參考文獻：
1.國家電網公司.智能電網關鍵技術研究框架.2009。6.
2.許曉慧.智能電網導論[M].北京：中國電力出版社,2009，