探析智能电网及其对电力通信的要求
陈斌 分享
论文关键词：智能电网 电力系统 电力通信
论文摘要：智能电网是新形势下电网发展的必然趋势。本文阐述了智能电网相关概念，讨论了智能电网环境下对电力通信的要求。
进入新的世纪，全球经济、社会安全、环境和能源供应都面临着极大挑战，气候变化剧烈。灾害频发，传统能源日趋紧张，金融危机对各国经济打击巨大，因此，为了面对环境污染，拉动内需，提振经济。发展可再生能源，需要构建智能电网以助推电力行业创新，实现技术转型，从而保障国家能源安全，促进我国社会的可持续发展。2009~5月，我国国家电网公司提出加快坚强智能电网建设。
2009年9月，美国国家标准与技术研究所(NIST)提出了关于智能电网互操作标准的框架与路线图，明确了推进标准化工作的8个优先发展领域，其中很重要的一个方面就是网络通信：要求针对智能电网各个关键领域的应用和操作器的网络通信需求，实施和维护合适的安全和访问控制手段。该领域覆盖电力专网和公共网络。对我国而言，智能电网的建设，必须有坚实的基础技术和功能，其中测量和通信系统是一个非常重要的方面。
1 智能电网概念
智能电网是以包括发、输、变、配、用、调度和信息等各环节的电力系统为对象，不断研发新型的电网控制技术、信息技术和管理技术，并将其有机集合，实现从发电到用电所有环节信息的智能交流，系统地优化电力生产、输送和使用。电力企业通过促成技术与具体业务的有效结合。使智能电网建设在企业生产经营过程中切实发挥作用，最终达到提高运营绩效的目的。
智能电网不是为了炫耀新技术，而是为了实实在在的解决当前存在的问题。对电力系统而言，智能电网具有三个明显的特征；
(1) 自愈。对电网的运行状态进行连续的在线自我评估，并采取预防性控制手段，及时发展、快速诊断和消除隐患；故障发生时，在没有或少量人工干预下，能够快读隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生。
(2) 互动。系统运行与批发、零售电力市场实现无缝连接，支持电力交易的有效开展。实现资源的优化配置；同时通过市场交易更好地激励电力市场主体参与电网安全管理。
(3) 坚强。坚强是对智能电网安全性的要求，即对智能电网中每一个元素都应该有安全性需求考虑，在整个系统中应确保一定的集成和平衡，无论对物理攻击(爆炸、武器)还是信息攻击(网络、计算机)智能电网都要能够应付并反虚出来。
2 智能电网对电力通信的要求
2.1 我国当前电力通信网现状
目前，我国的电力通信网是以光纤、微波及卫星电路构成主干线，各支路充分利用电力线载波、特种光缆等电力系统特有的通信方式，并采用明线、电缆、无线等多种通信手段及程控交换机、调度总机等设备组成的多用户、多功能的综合通信网。随着光纤通信技术发展，电力通信网业务从原来的64kbit／s逐渐过渡到了高速率的2Mbit／s、10Mbit／s、100Mbiffs及以上高速率通道上。从作用来看，我国电力通信网主要有传输网、交换网、数据网和管理网四大类网络象。
2.2 智能电网对电力通信的要求
随着我国智能电网建设的不断发展，系统节点将大量增加，系统调度的任务将更加繁重，对电网大规模、全过程的监视、控制、分析、计算将向动态、在线的方向发展。
(1)EMS系统
EMS系统的实时数据来自于数据采集与监控系统SCADA。EMS向即时信息系统SIS提供分钟级的实时数据，如：系统频率、总出力，SCADA实时数据可以考虑由设立在厂站侧的RTU终端进行采集，接口通常可以为异步数据接口Rs485或Rs232，根据信息量的需要，速率一般为1200bit／s至9600bit／s。
(2)TMRS系统
在智能电网条件下。电能量计量系统除了具备常规测量功能外，还必须具有分时段累计存储和双向计量的功能。同时系统还需要具备对电能量数据进行自动采集、远传和存储、预处理、统计分析的子系统，以支持未来智能电网发展、新能源的并网。
(3)SIS系统
即时信息系统SIS主要完成系统运行数据的处理，建设即时信息系统主要采用Internet技术，建立在安全的Internet基础上，-以国家电力数据网SPDnet为通信基础设施，对社会开放Internet~2问。即时信息系统由于要对社会信息开放，因此必须做好安全防护和安全隔离。
(4)需求侧管理
智能电网一个很大的改变就是要直接面向用户。对于大量符合终端用户，由于具有众多节点并且业务量较少，早期一般采用无线公网通信系统实现信息传输。目前，主流技术大都采用公网租用线GPRs或cDMA，以保障对用户情况的掌握。
(5)电力系统统一时标
当前，无论是电力录波装置还是计费装置都需要具有统一的时标信息，因此，一旦缺乏统一的时标信息将导致全网动态行为监督的缺失。为此，GPS技术的发展为电力系统实现动态监控提供了必要的物质条件，信同步时钟系统为各级调度机构主站，子站和厂站提供统一时间标记基准，包括电力系统在内的地球表面任一点均可接收到卫星发出的精度在1ps以内的时间脉冲，然后光纤通信系统将各变电站的测量收集汇总处理后，即可得到各变电站之间动态相量的变化，并据此实施相量控制。
3 结语
建设以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网，为我国清洁能源的规模高效发展提供保障，充分发挥电网在资源优化配置、服务国民经济中的作用，对我国经济社会全面、协调、可持续发展具有十分重要的现实意义。智能电网建设成为国家经济和能源政策的重要组成部分。
参考文献：
1.国家电网公司.智能电网关键技术研究框架.2009。6.
2.许晓慧.智能电网导论[M].北京：中国电力出版社,2009，
论文摘要：智能电网是新形势下电网发展的必然趋势。本文阐述了智能电网相关概念，讨论了智能电网环境下对电力通信的要求。
进入新的世纪，全球经济、社会安全、环境和能源供应都面临着极大挑战，气候变化剧烈。灾害频发，传统能源日趋紧张，金融危机对各国经济打击巨大，因此，为了面对环境污染，拉动内需，提振经济。发展可再生能源，需要构建智能电网以助推电力行业创新，实现技术转型，从而保障国家能源安全，促进我国社会的可持续发展。2009~5月，我国国家电网公司提出加快坚强智能电网建设。
2009年9月，美国国家标准与技术研究所(NIST)提出了关于智能电网互操作标准的框架与路线图，明确了推进标准化工作的8个优先发展领域，其中很重要的一个方面就是网络通信：要求针对智能电网各个关键领域的应用和操作器的网络通信需求，实施和维护合适的安全和访问控制手段。该领域覆盖电力专网和公共网络。对我国而言，智能电网的建设，必须有坚实的基础技术和功能，其中测量和通信系统是一个非常重要的方面。
1 智能电网概念
智能电网是以包括发、输、变、配、用、调度和信息等各环节的电力系统为对象，不断研发新型的电网控制技术、信息技术和管理技术，并将其有机集合，实现从发电到用电所有环节信息的智能交流，系统地优化电力生产、输送和使用。电力企业通过促成技术与具体业务的有效结合。使智能电网建设在企业生产经营过程中切实发挥作用，最终达到提高运营绩效的目的。
智能电网不是为了炫耀新技术，而是为了实实在在的解决当前存在的问题。对电力系统而言，智能电网具有三个明显的特征；
(1) 自愈。对电网的运行状态进行连续的在线自我评估，并采取预防性控制手段，及时发展、快速诊断和消除隐患；故障发生时，在没有或少量人工干预下，能够快读隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生。
(2) 互动。系统运行与批发、零售电力市场实现无缝连接，支持电力交易的有效开展。实现资源的优化配置；同时通过市场交易更好地激励电力市场主体参与电网安全管理。
(3) 坚强。坚强是对智能电网安全性的要求，即对智能电网中每一个元素都应该有安全性需求考虑，在整个系统中应确保一定的集成和平衡，无论对物理攻击(爆炸、武器)还是信息攻击(网络、计算机)智能电网都要能够应付并反虚出来。
2 智能电网对电力通信的要求
2.1 我国当前电力通信网现状
目前，我国的电力通信网是以光纤、微波及卫星电路构成主干线，各支路充分利用电力线载波、特种光缆等电力系统特有的通信方式，并采用明线、电缆、无线等多种通信手段及程控交换机、调度总机等设备组成的多用户、多功能的综合通信网。随着光纤通信技术发展，电力通信网业务从原来的64kbit／s逐渐过渡到了高速率的2Mbit／s、10Mbit／s、100Mbiffs及以上高速率通道上。从作用来看，我国电力通信网主要有传输网、交换网、数据网和管理网四大类网络象。
2.2 智能电网对电力通信的要求
随着我国智能电网建设的不断发展，系统节点将大量增加，系统调度的任务将更加繁重，对电网大规模、全过程的监视、控制、分析、计算将向动态、在线的方向发展。
(1)EMS系统
EMS系统的实时数据来自于数据采集与监控系统SCADA。EMS向即时信息系统SIS提供分钟级的实时数据，如：系统频率、总出力，SCADA实时数据可以考虑由设立在厂站侧的RTU终端进行采集，接口通常可以为异步数据接口Rs485或Rs232，根据信息量的需要，速率一般为1200bit／s至9600bit／s。
(2)TMRS系统
在智能电网条件下。电能量计量系统除了具备常规测量功能外，还必须具有分时段累计存储和双向计量的功能。同时系统还需要具备对电能量数据进行自动采集、远传和存储、预处理、统计分析的子系统，以支持未来智能电网发展、新能源的并网。
(3)SIS系统
即时信息系统SIS主要完成系统运行数据的处理，建设即时信息系统主要采用Internet技术，建立在安全的Internet基础上，-以国家电力数据网SPDnet为通信基础设施，对社会开放Internet~2问。即时信息系统由于要对社会信息开放，因此必须做好安全防护和安全隔离。
(4)需求侧管理
智能电网一个很大的改变就是要直接面向用户。对于大量符合终端用户，由于具有众多节点并且业务量较少，早期一般采用无线公网通信系统实现信息传输。目前，主流技术大都采用公网租用线GPRs或cDMA，以保障对用户情况的掌握。
(5)电力系统统一时标
当前，无论是电力录波装置还是计费装置都需要具有统一的时标信息，因此，一旦缺乏统一的时标信息将导致全网动态行为监督的缺失。为此，GPS技术的发展为电力系统实现动态监控提供了必要的物质条件，信同步时钟系统为各级调度机构主站，子站和厂站提供统一时间标记基准，包括电力系统在内的地球表面任一点均可接收到卫星发出的精度在1ps以内的时间脉冲，然后光纤通信系统将各变电站的测量收集汇总处理后，即可得到各变电站之间动态相量的变化，并据此实施相量控制。
3 结语
建设以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网，为我国清洁能源的规模高效发展提供保障，充分发挥电网在资源优化配置、服务国民经济中的作用，对我国经济社会全面、协调、可持续发展具有十分重要的现实意义。智能电网建设成为国家经济和能源政策的重要组成部分。
参考文献：
1.国家电网公司.智能电网关键技术研究框架.2009。6.
2.许晓慧.智能电网导论[M].北京：中国电力出版社,2009，
