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智能電網(wǎng)通信技術(shù)論文
1通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用研究
建設實(shí)時(shí)、高速、雙向、集成的通信系統是實(shí)現智能電網(wǎng)的基礎，智能電網(wǎng)的發(fā)展是以數據的獲取、控制、保護等通信系統來(lái)實(shí)現的，沒(méi)有這些通信系統的支持，則智能電網(wǎng)的建設根本難以為繼。通信技術(shù)的種類(lèi)非常多，如光纖、因特網(wǎng)、電力線(xiàn)通信、無(wú)線(xiàn)通信等，隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，這些通信技術(shù)近年來(lái)的發(fā)展十分驚人，受到了廣泛的關(guān)注，不同的通信技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，在智能電網(wǎng)的應用也具有不同的特色。
1.1Internet2
Internet2采用128位編碼和IPv6協(xié)議，是下一代高速互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)，地址資源非常豐富，借助于多協(xié)議標簽交換服務(wù)質(zhì)量和高性能主干網(wǎng)，可以直接支持QoS敏感的應用，并且此類(lèi)技術(shù)的商用前景非常好。目前絕大部分的信息系統的應用都是基于網(wǎng)絡(luò )平臺開(kāi)發(fā)的，而網(wǎng)絡(luò )也是智能電網(wǎng)建設的主要平臺，尤其是高傳輸效率、高容量和高服務(wù)質(zhì)量的Internet2將會(huì )極大地推動(dòng)智能電網(wǎng)的發(fā)展和完善。
1.2光纖以太網(wǎng)通信
光纖以太網(wǎng)可以達到千兆的速率，光纖終端的發(fā)展也逐漸取得進(jìn)步，推動(dòng)著(zhù)光纖以太網(wǎng)的發(fā)展，IEEE802.3z正成為一個(gè)廉價(jià)互連方法和公用的載體服務(wù)，并且隨著(zhù)MPLS技術(shù)的融入，進(jìn)行數字融合，昂貴的數字交叉連接系統得到了極大的簡(jiǎn)化。在深入創(chuàng )新光電技術(shù)的基礎上，能夠推動(dòng)光纖網(wǎng)絡(luò )更有效的建設發(fā)展，在利用現有的帶寬的同時(shí)，將目標編程具體到具體的領(lǐng)域，互動(dòng)服務(wù)更加高效、可靠。目前光纖以太網(wǎng)通信技術(shù)已經(jīng)投入商業(yè)運營(yíng)，在不久的將來(lái)，將會(huì )成為許多用戶(hù)的主流選擇。
1.3電力線(xiàn)寬帶通信
電力線(xiàn)寬帶通行在短距離的情況下具有很好的優(yōu)勢，可以實(shí)現高達100M/s的數據傳輸，甚至可以達到視頻監控的目的，為智能電網(wǎng)的運行維護打下了良好的基礎。當前的電力線(xiàn)寬通信相關(guān)的標準正在開(kāi)發(fā)，需要廣泛的市場(chǎng)認可才能推動(dòng)其發(fā)展。電力線(xiàn)寬帶通信可以室內布線(xiàn)，允許像以太網(wǎng)一樣即插即用，這項技術(shù)即將進(jìn)入商用，由于此類(lèi)通信方式發(fā)展起來(lái)的網(wǎng)絡(luò )具有安全性高、覆蓋面廣等特點(diǎn)，受到越來(lái)越多的關(guān)注，如果能克服通信質(zhì)量和標準統一等問(wèn)題，將會(huì )在智能電網(wǎng)中發(fā)揮重要的作用。
1.4第三代無(wú)線(xiàn)通信
我國各電信運營(yíng)商正在開(kāi)展4G業(yè)務(wù)，中國移動(dòng)、中國聯(lián)通和中國電信商業(yè)運營(yíng)的網(wǎng)路覆蓋率達到了95%，并且擁有先進(jìn)的服務(wù)。在已經(jīng)進(jìn)入3G業(yè)務(wù)的前提下，即將普及4G網(wǎng)絡(luò )，運營(yíng)商提供的蜂窩數據網(wǎng)絡(luò )時(shí)高性?xún)r(jià)比的解決方法，可以利用運營(yíng)商提供的網(wǎng)絡(luò )基礎，而不需要專(zhuān)門(mén)建立無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，浪費大量的投資。雖然這一技術(shù)當前處于探索應用階段，但我國政府對無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的扶持力度非常大，3G和4G網(wǎng)絡(luò )即將擁有更廣大的發(fā)展空間，也會(huì )輻射到更多的領(lǐng)域，智能電網(wǎng)便是其中之一，無(wú)疑將會(huì )產(chǎn)生積極的影響。
1.5ZigBee/WiMedia/WiFi-無(wú)線(xiàn)通信
ZigBee標準采用的是跳頻擴頻無(wú)線(xiàn)技術(shù)，可以為通信系統提供低速、可靠、遠距離傳輸的功能服務(wù)，并且此類(lèi)技術(shù)能避免傳輸的干擾和堵塞。WiMedia聯(lián)盟對現有的IEEE802.15.3標準采用一種超寬帶標準的物理層，提供網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )功能和更高的數據傳輸速率服務(wù)，并與ZigBee有類(lèi)似的RF覆蓋能力，而IEEE802.15.4文件為現代電網(wǎng)控制裝置和常見(jiàn)的傳感器提供了一個(gè)公共的標準。此類(lèi)技術(shù)雖然還處于探索開(kāi)發(fā)階段，預計需要3年左右的時(shí)間進(jìn)入商用，當前很多跨國公司已經(jīng)著(zhù)手進(jìn)入這一領(lǐng)域，我國電網(wǎng)建設要與國際接軌，就不能忽視統一的國際標準。
1.6通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用領(lǐng)域
�。�1）新能源領(lǐng)域：能源包括再生和不可再生能源，智能電網(wǎng)可以實(shí)現再生能源替代和不可再生能源的發(fā)展，對接入和控制新能源有重要的作用，可以促進(jìn)新能源順利并網(wǎng)。在新能源領(lǐng)域，要科學(xué)地制定電力通信的接口標準，對功率、電能電壓和質(zhì)量進(jìn)行自動(dòng)的調節，電力通信需要啟動(dòng)有效的管理平臺，最終形成一套智能電網(wǎng)。
�。�2）變電領(lǐng)域：要建設智能電網(wǎng)，必須有智能變電站的支持，智能變電站是智能電網(wǎng)的基礎，可以提供數據監控和控制對象的服務(wù)，此類(lèi)技術(shù)是貫穿于智能電網(wǎng)建設的全過(guò)程的。智能變電站可以利用傳感、信息、智能和控制技術(shù)進(jìn)行建設，以一層設備和二層設備來(lái)規范信息平臺的建設，并實(shí)現了智能調節、運行自動(dòng)控制和全景實(shí)時(shí)監測，從而確保變電的安全、可靠和自動(dòng)的運行。
�。�3）配電領(lǐng)域：作為電力網(wǎng)絡(luò )的重要組成部分，配電網(wǎng)絡(luò )可靠、高效、靈活的運行可以提升智能電網(wǎng)運行的整體效率，如果配合高可靠性、高安全性的電力通信網(wǎng)絡(luò )，可以實(shí)現電力運行的自動(dòng)化和智能化，滿(mǎn)足儲能元件和電源的高滲透性接入要求，提升電力供應的整體質(zhì)量。智能電網(wǎng)技術(shù)融合了先進(jìn)的通信技術(shù)，可以幫助配電系統的優(yōu)化進(jìn)程，實(shí)現自愈、兼容、互動(dòng)和集成的功能。
�。�4）輸電領(lǐng)域：智能電網(wǎng)可以滿(mǎn)足未來(lái)的電力發(fā)展的需求，實(shí)現遠距離、大容量和低損耗的輸送，并且能優(yōu)化地區間的配置，確保輸電網(wǎng)能夠使用清潔能源。尤其是我國正在進(jìn)行電網(wǎng)的優(yōu)化升級，并且我國的經(jīng)濟運行對電力的依賴(lài)比較大，我國的輸電能力和監控狀態(tài)有待進(jìn)一步的探究。要對輸電線(xiàn)路進(jìn)行監控，就要采取合理的通信方式，全方位的監測運行管理、基礎信息和線(xiàn)路運行狀態(tài)等。
2通信技術(shù)在智能電網(wǎng)應用中存在的幾個(gè)問(wèn)題
通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用前景十分廣闊，但現代通信技術(shù)的應用并不完善，有許多問(wèn)題有待解決，依據筆者的研究經(jīng)驗，主要存在幾個(gè)問(wèn)題：
�。�1）通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用必須考慮未來(lái)的能源需求，并且考慮資源的現實(shí)情況，隨著(zhù)接入站點(diǎn)的增加，快速增長(cháng)的數據不斷聚集，對網(wǎng)絡(luò )傳輸的可靠性和網(wǎng)絡(luò )帶寬的可靠性都會(huì )提出更高的要求。在通信平臺建設的初期，必須充分考慮到這些因素，為智能電能的建設和擴展做好充分的準備。
�。�2）智能電網(wǎng)的建設不是單一的部分，智能電網(wǎng)與通信技術(shù)都是一個(gè)復雜的系統，要實(shí)現二者的融合，因而數字化通信平臺的建設需要綜合考量安全、管理、生產(chǎn)等多方面的需求，同時(shí)考慮投資的效益，選擇合適的建模方向。
�。�3）智能電網(wǎng)的建設不僅需要通信系統的載體，還要供應商、使用者和其他主體廣泛接受的標準。但是目前通信技術(shù)的發(fā)展許多都是出于探索階段，相關(guān)的標準還比較欠缺，標準化工作的不足嚴重限制了通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的建設工作。
�。�4）通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中建設的可行性。雖然有多種通行技術(shù)可以采用，但是智能電網(wǎng)的建設需要考慮建設的可行性，包括研發(fā)的進(jìn)度、通信技術(shù)與智能電網(wǎng)的兼容、投資的經(jīng)濟效益等，要確保在未來(lái)可以持續地發(fā)展下去。
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