浅析智能电网中的现代通信技术

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摘 要：智能电网已成为当今电力行业发展的必然趋势。通信技术作为智能电网的关键技术受到越来越多的关注。本文详细介绍了智能电网的发展历程、概念及主要特点，最后深入分析了几种主要现代通信技术的应用背景及发展前景。

关键词：智能电网；电力；通信技术

1 背景

在不断增大的全球资源环境压力下，伴随着不断深入的电力市场化进程以及电力用户对电能质量要求的不断提高，如何加快建设和发展更具安全性、可靠性、环保性和经济性的电力系统已成为全球电力行业的必然选择。

2007年，我国国内开始出现关于智能电网方面的研究。2008年，国家电网公司开始试运行电力用户用电信息采集系统。2009年5月，国家电网公司在特高压输电技术国际会议上正式公布了“坚强智能电网”计划。

2 智能电网主要特征

智能电网主要包括以下几个方面的主要特征：①坚强。当电网发生大的扰动和故障时，智能电网仍然能够具有为用户供电的能力，并且不会发生大规模停电事故。②自愈。智能电网具有自我诊断、隔离故障和自我恢复的能力。③兼容。智能电网支持可再生能源的有效和合理的接入，实现与用户的交互和高效互动。④经济。智能电网支持电力市场运营和电力交易的有效展开，提高离能源利用效率。⑤集成。智能电网实现了电网信息的高度集成和共享，采用统一的平台和模型。⑥优化。智能电网优化资产的利用，减低投资成本和运行维护成本。

3 通信技术

3.1 有线通信技术

（1）电力线载波通信（PLC）。电力线载波通信以输电线路为载波信号的传输媒介。由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设3条以上的导体（一般有三相良导体及一或两根架空地线），所以输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。这种综合利用早已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。它具有通道可靠性高、投资少、见效快、与电网建设同步等优点。曾经是电力通信的主要方式。

（2）光纤通信。光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看，构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤通信主要包括以下优势：①通信容量大、传输距离远。一根光纤的潜在带宽可达20THz。光纤的损耗极低，在光波长为1.55μm附近，石英光纤损耗可低于0.2dB/km。因此，无中继传输距离可达几十、甚至上百公里。②信号干扰小、保密性能好。③抗电磁干扰、传输质量佳。电通信不能解决各种电磁干扰问题，光纤通信却不受各种电磁干扰。④光纤尺寸小、重量轻，便于铺设和运输。⑤材料来源丰富，环境保护好，有利于节约有色金属铜。⑥无辐射，难于窃听，因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。⑦光缆适应性强，寿命长。

3.2 无线通信技术

（1）蜂窝式数字分组数据（CDPD）。CDPD是以数字分组数据技术为基础，以蜂窝移动通信为组网方式的移动无线数据通信技术标准。CDPD通过将开放式接口、高传输速度、确定用户单元、空中数据加密、标准IP寻址模式有机地整合在一起，成为公认的最佳无线数据通信规范。因此，CDPD移动无线数据通信技术必将为智能电网改造，如分线箱、环网柜、分段开关等电力连接设备和配变信息的高效传输层面提供广阔的应用平台，为最终实现电力流、信息流与业务流的高度融合统一提供关键技术保障。

（2）CDMA技术。国际电信联盟确定了全球四大3G标准，它们分别是宽带码分多址WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA和WiMAX。虽然TDSCDM A在高速公路及铁路等高速移动的环境中存在问题，但是T D-SCDMA对频率资源的利用率最高；WCDMA能够有效解决多径和衰落问题，但是占用了更大的带宽；CDMA 2000可以采用灵活多载波方式，在频带要求比较严格时是其它两个标准无法比拟的。

（3）卫星通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星通信主要包括以下特点：①通信范围大。②只要在卫星发射的电波覆盖范围内，任何两点之间都可以进行通信。③可靠性高，不易受陆地灾害的影响。④开通电路迅速，只要设置地球站电路即可开通。⑤多址性，同时可以在多处接收，能经济地实现广播、多址通信。⑥电路设置非常灵活，可随时分散过于集中的话务量。⑦多址联接，同一信道可用于不同方向或不同区间。所以，卫星通信适合于远距离通信。

（4）无线城域网（WMAN）。无线城域网的推出是为了满足日益增长的宽带无线接（BWA）市场需求。虽然多年来 802.11x技术一直与许多其他专有技术一起被用于BWA，并获得很大成功，但是WLAN的总体设计及其提供的特点并不能很好地适用于室外的BWA应用。当其用于室外时，在带宽和用户数方面将受到限制，同时还存在着通信距离等其他一些问题。

（5）自由空间光通信。自由空间光通信是一种不以光纤作为传输媒介，而以激光在自由空间中传送光信号的新型宽带光通信技术。大气传输激光通信系统是由两台激光通信机组成的通信系统，它们相互向对方发射被调制的激光脉冲信号，接收并解调来自对方的激光脉冲信号，实现双工通信。空间光通信与微波通信在许多方面互为补充。然而，地面的空间光通信受大气的雨雾尘埃影响，通信距离和稳定性大受限制，也只可作为辅助的通信手段。

总之，不论是有线通信还是无线通信，各自具有其特点和用途，为智能电网的建设和发展提供技术的保障。在具体工程应用中的选择和使用，取决于智能电网的发展和实际的应用需要。