智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1、智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1引言智能電網(wǎng)是當(dāng)今世界電力系統(tǒng)開展變革的方向，它包括發(fā)、輸、變、配、用和調(diào)度等各環(huán)節(jié)，應(yīng)用新型控制技術(shù)、信息技術(shù)和管理技術(shù)，實現(xiàn)信息的智能交流。目前，我國智能電網(wǎng)建立工作已經(jīng)全面展開，隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷開展，智能電網(wǎng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)也逐步開展和完善，對電力通信網(wǎng)傳輸帶寬和可靠性等方面提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。配用電通信網(wǎng)是電力通信網(wǎng)絡(luò)平臺的重要組成局部，是電力骨干通信網(wǎng)的向下延伸。智能配用電通信網(wǎng)應(yīng)具備較高的帶寬和傳輸速率，以保障海量數(shù)據(jù)通信的雙向、及時、平安、可靠傳輸，而無論采用何種通信技術(shù)，均有其優(yōu)點和缺點。因此，智能配用電通信網(wǎng)并不合適用單一

2、的通信技術(shù)組網(wǎng)。此外，配用電網(wǎng)絡(luò)是電網(wǎng)系統(tǒng)中規(guī)模最孝數(shù)量最多的末梢網(wǎng)絡(luò)，但它是一個多節(jié)點、多分支、多穿插的復(fù)雜構(gòu)造，這樣的一個點數(shù)繁多、分布無規(guī)律的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征，使得現(xiàn)有的配用電通信網(wǎng)大多為各地各部門根據(jù)實際需要分散建立，缺乏統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。技術(shù)體制和建立標(biāo)準(zhǔn)各地相差甚大，電力通信根底資源不能得到有效利用。因此，智能配用電網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)研究的理論意義和應(yīng)用價值日益凸顯，成為一個重要的研究熱點。2智能配用電通信網(wǎng)定義及其網(wǎng)絡(luò)模型智能配用電通信網(wǎng)是電力骨干通信網(wǎng)的向下延伸，是骨干網(wǎng)的接入層網(wǎng)絡(luò)，向下覆蓋到智能配電網(wǎng)各級站點、用戶智能電表及室內(nèi)通信終端、電動汽車充電站和分布式能源站點等相關(guān)設(shè)備，設(shè)備數(shù)目

3、繁多，種類多樣，且根本都處于中低壓運(yùn)營環(huán)境下。由于設(shè)備有各自的用處，承當(dāng)?shù)墓δ芎蜆I(yè)務(wù)種類繁多，對通信質(zhì)量和通信方式的要求也不盡一樣。因此，智能配用電通信網(wǎng)是一個適用于不止一種通信技術(shù)和通信手段的通信網(wǎng)絡(luò)，并且每一種技術(shù)都根據(jù)其技術(shù)特點有其相應(yīng)承當(dāng)?shù)臉I(yè)務(wù)和適用場景。智能配用電通信網(wǎng)是一個多種技術(shù)并存的復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)。綜合智能配用電通信的需求預(yù)測、信息流量實時性與平安性的分析與計算，智能配用電通信網(wǎng)以配網(wǎng)末端邊界和用戶智能電表為分界點，分為配電通信網(wǎng)、用戶接入網(wǎng)和用戶室內(nèi)網(wǎng)三個層次。網(wǎng)絡(luò)模型圖如圖1所示。配電通信網(wǎng)絡(luò)范圍主要覆蓋配電網(wǎng)開關(guān)站、配電室、環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)、公用配電變壓器、分布式能源站點

4、、配電線路等的通信網(wǎng)絡(luò)，并向下延伸用于接入或會聚用戶接入網(wǎng)和用戶室內(nèi)網(wǎng)的業(yè)務(wù)，主要承當(dāng)配電自動化以及用電信息采集的遠(yuǎn)程通信等業(yè)務(wù)。用電接入網(wǎng)絡(luò)范圍主要覆蓋智能用電公變出口至用戶智能電表、電動汽車充電站、分布式能源站點等的通信網(wǎng)絡(luò)，并向下延伸用于接入用戶室內(nèi)網(wǎng)，主要承當(dāng)用電信息采集、雙向互動用電、智能家居、增值業(yè)務(wù)等。用戶室內(nèi)網(wǎng)范圍為用戶室內(nèi)的通信網(wǎng)絡(luò)，連接各種將來智能家居適用的智能終端設(shè)備，諸如家庭網(wǎng)關(guān)、智能交互機(jī)頂盒、IP 、智能家電、智能家庭平安防護(hù)、智能家庭水氣表抄手等等，用于實現(xiàn)雙向互動用電效勞、智能家電控制及增值業(yè)務(wù)效勞等一系列智能家居通信的通信網(wǎng)絡(luò)。3智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)目前，配

5、用電通信網(wǎng)承載的主要業(yè)務(wù)是配電自動化業(yè)務(wù)、用電信息采集系統(tǒng)業(yè)務(wù)和智能用電業(yè)務(wù)，從業(yè)務(wù)角度，配電自動化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)分為骨干通信網(wǎng)絡(luò)和接入層通信網(wǎng)絡(luò)，其中骨干通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)配電主站到配電子站間的通信，對應(yīng)了圖2中的電力通信光纖骨干網(wǎng)；接入層通信網(wǎng)絡(luò)主要實現(xiàn)配電子站到配電終端之間的通信，對應(yīng)于圖2中的配電通信網(wǎng)；用電信息采集系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)分為遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)和本地通信網(wǎng)絡(luò)。其中遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)用電主站和集中器之間的通信，對應(yīng)于圖2中的電力骨干光纖通信網(wǎng)和配電通信網(wǎng)。本地通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)集中器和采集器及表計之間的通信，對應(yīng)于圖2中的用戶接入網(wǎng)。智能用電業(yè)務(wù)那么依靠智能電表和各個家庭智能用電終端之間的通信來實現(xiàn)。

6、對應(yīng)于圖2中的用戶室內(nèi)網(wǎng)。4特殊應(yīng)用場景與組網(wǎng)技術(shù)分析為了深化分析智能配用電通信網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的特點，本文在特定的應(yīng)用場景下分析相對應(yīng)的技術(shù)。4.1EPN適用場景組網(wǎng)分析基于前面提到的EPN技術(shù)特點和智能電網(wǎng)的建立需求和目的，將來的智能電網(wǎng)通信網(wǎng)的架設(shè)，光纖通信將是主要通信方式。采用光纖通信方式，對于配電通信網(wǎng)建立可鋪設(shè)PP光纜，對用戶接入網(wǎng)的建立，根據(jù)其雙向互動、智能家居、增值業(yè)務(wù)等特點，可采用PFTTH光纖專網(wǎng)通信技術(shù)，保障其信道帶寬、實時性、平安性以及可靠性。智能小區(qū)用戶室內(nèi)網(wǎng)通信建立方式可采用以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)EPN技術(shù)，在用戶室內(nèi)配置NU終端，用戶智能交互終端、智能機(jī)頂盒、IP 、電腦、智

7、能家電等設(shè)備通過以太網(wǎng)借口和NU終端互聯(lián)。實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、有線電視、視頻等業(yè)務(wù)的信號接入，滿足智能家居和智能小區(qū)建立的要求。智能電網(wǎng)骨干通信網(wǎng)建立將在很大程度上采用光纖通信，因此采用光纜來鋪設(shè)智能配用電通信網(wǎng)具有先天優(yōu)勢，EPN技術(shù)的高帶寬、平安性和可靠性方面的優(yōu)勢，將使其在經(jīng)濟(jì)條件滿足的情況下成為智能配用本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理電通信網(wǎng)接入的首選技術(shù)。在經(jīng)濟(jì)興旺的沿海地區(qū)和大中型城市中，可統(tǒng)一采用光纖和EPN技術(shù)來建立智能配用電網(wǎng)絡(luò)，特別是在新建小區(qū)中，不需要重新布線，一次性敷設(shè)就可完成，采用EPN技術(shù)更加符合智能配用電網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)和用戶對智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)的越來越高標(biāo)準(zhǔn)的需求，適應(yīng)智能

8、電網(wǎng)的開展，為實現(xiàn)智能城市和智能家居做更好的準(zhǔn)備。4.2電力線通信適用場景組網(wǎng)分析由于智能配用電網(wǎng)絡(luò)是中低壓電網(wǎng)，需要連接大量的用電設(shè)備，這給智能配用電通信網(wǎng)的建立帶來了極大的困難。電力線載波通信PL是一種如今比擬成熟的技術(shù)，是電力系統(tǒng)的特有的通信方式，它利用電力線纜作為傳輸媒質(zhì)，通過載波傳輸語音和數(shù)據(jù)信號的通信方式，使其不需要另外架設(shè)通信線路，這種特點，使其在智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)建立中仍然有很高的應(yīng)用價值。在配電通信網(wǎng)建立中可采用中壓PL通信，承載用電配變和調(diào)度信息的通信，在用戶接入網(wǎng)建立中可采用寬帶載波，為配用電網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)和集中自動抄表系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ馈Ｔ谟脩羰覂?nèi)網(wǎng)建立中，電力貓和

9、智能電表互聯(lián)，IP 、電腦、智能交互機(jī)頂盒等對帶寬和數(shù)據(jù)速率要求較高的設(shè)備通過寬帶載波和電力貓、智能交互終端互聯(lián)；智能洗衣機(jī)、智能空調(diào)、智能熱水機(jī)等需要傳輸控制信息的智能家電設(shè)備可通過窄帶載波與智能交互終端互聯(lián)：實現(xiàn)用戶室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的組建和信息傳輸。電力線載波通信建立智能配用電通信網(wǎng)無需重新布線，建立經(jīng)濟(jì)快捷方便，因此使用范圍極廣，在如今配用電通信網(wǎng)應(yīng)用中仍然是主流方案，但是由于其自身存在的技術(shù)缺陷，在將來智能電網(wǎng)通信網(wǎng)的建立中，它將起到一個輔助和補(bǔ)充的作用。4.3GPRS/DA/3G等無線技術(shù)適用場景組網(wǎng)分析GPRS/DA/3G等公網(wǎng)無線技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)組建上面的優(yōu)勢非常明顯，它通信方面的各種技術(shù)

10、成熟度非常高，商業(yè)運(yùn)作形式也非常成熟，這使其在建立通信網(wǎng)絡(luò)是無需重新布線，預(yù)算、仿真、設(shè)備和商家支持方面都非常成熟，具有一套非常完好和齊全的產(chǎn)業(yè)鏈和網(wǎng)絡(luò)建立方案。鑒于公網(wǎng)無線技術(shù)的優(yōu)勢，在智能配電用通信網(wǎng)絡(luò)建立中必然有其用武之地，在智能配用通信網(wǎng)、用戶接入網(wǎng)中均能適用，把配用電通信網(wǎng)配變、接入各個環(huán)節(jié)和設(shè)備用無線通信的方式連接起來，進(jìn)展通信。在用戶室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建立中，可采用微功率無線技術(shù)，也可采用PL技術(shù)。適用GPRS/DA/3G等公網(wǎng)無線通信技術(shù)建立只能配用電通信網(wǎng)絡(luò)建立本錢很低，但是需要每年向公網(wǎng)運(yùn)營商租用帶寬，使用本錢較高，而且由于配用電數(shù)據(jù)信息對數(shù)據(jù)的保密性要求較公網(wǎng)數(shù)據(jù)信息高，可靠性要求

11、難以滿足電力系統(tǒng)信息傳輸?shù)囊?，信息通過公網(wǎng)接入電力專網(wǎng)時應(yīng)采取必要的平安措施，因此實際建立配用電通信網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)該以實際需要為準(zhǔn)。決定是否采用無線公網(wǎng)技術(shù)以及在何處適用無線公網(wǎng)技術(shù)來組網(wǎng)。5完畢語當(dāng)前有多種組網(wǎng)方式可以用來搭建智能配用電通信網(wǎng)。但是需要針對各自的場景采用適宜的組網(wǎng)方式。光纖和EPN、GPN技術(shù)建立智能配用電通信網(wǎng)，建立本錢高、建立周期長，需要大量的光纜敷設(shè)和配套的設(shè)備建立，花費大，但是技術(shù)明顯具有優(yōu)勢，在不考慮建立本錢的情況下，一旦建成，將能滿足智能配用電通信網(wǎng)的各種業(yè)務(wù)通信需求，滿足將來智能電網(wǎng)的開展和需要，并且具有非常好的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。從長遠(yuǎn)角度來看，采用光纖和EPN、

12、GPN技術(shù)建立智能配用電通信網(wǎng)價值宏大，應(yīng)當(dāng)首先選擇。電力線載波通信PL技術(shù)建立智能配用電通信網(wǎng)，無需重新鋪設(shè)線路、建立周期短、經(jīng)濟(jì)本錢具有明顯的優(yōu)勢，但其在信號衰減和帶寬等方面的技術(shù)缺陷，導(dǎo)致其并不能完全符合智能配用電通信網(wǎng)的要求，特別是雙向互動業(yè)務(wù)和語音、視頻等增值業(yè)務(wù)的不斷出現(xiàn)，對智能配用電通信網(wǎng)帶寬、速率等指標(biāo)提出了更高的要求。電力線載波通信PL技術(shù)在目前的智能配用電通信網(wǎng)建立中仍然應(yīng)用范圍很廣?？勺鳛楣饫w通信的主要輔助手段，并且一旦解決其技術(shù)問題之后，仍然大有可為。GPRS/DA/3G等公網(wǎng)無線技術(shù)建立周期短、本錢低，但是后期運(yùn)營本錢較高，并且一旦接人大量的用戶，通信質(zhì)量并不可以得到保證，與智能配用電通信的特點在根本上有著一定矛盾，但在一定范圍內(nèi)。其仍然有很高的應(yīng)用價值，可以根據(jù)實際情況選擇使用。TD-LTE、iAX等技術(shù)作為無線專網(wǎng)來建立智能配用電通信網(wǎng)可靠性較高。通信量較大，具有很高的應(yīng)用價值，但是其網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)體系上還不夠完好，頻率的使用上也有一定的問題。但是開展電