智能电网结构以及各种通信方式比较
常用通信方式比较
常用通信方式比较
■窄带载波机
近些年，供电公司一直试图采用电力线载波通信技术来建设电力配网自动化通信的基础网络，但由于技术的局限，一直停留在低频窄带（几千比特率）的通信水平上，通信速率有限、通信信道不稳定，不能满足智能电网对配网智能化的通信需求。
■光纤
采用全光纤网络的建设方案，需要投入的人力和物力成本都很大，且在城市实施的难度大、周期长。
对于分支多、节点数多的配电网接入层，更非好的选择。
■公网无线
外租电信运营商的无线公网（CDMA、GPRS等）受制于电信运营商的租用信道方式，存在着配网自动化数据的安全隐患和配电网自动控制的安全隐患，以及通信费用的长期大量支出等问题。
具体比较如下表：。
智能电网下的电力通信
浅谈智能电网下的电力通信万敏，陈捷（广东电网公司佛山供电局）智能电网是未来电网建设的发展方向，电力通信作为智能电网的重要支撑，正所谓“智能电网，通信先行”。
智能电网安全、自愈、交互、经济、兼容、集成等新特性的实现需要一个高速、双向、实时的通信网络的支撑[1]。
这意味着在智能电网建设的促进下，电力通信也将发生巨大的变革，并表现出一些新的特点，在适应智能电网。
1通信覆盖的全面化1.1通信网络全覆盖通信网络作为智能电网的神经网络，应该随着电网的伸展而呈现神经末梢级别的渗透。
这是智能电网数据采集、保护控制、用户互动等的先决条件。
没有这样的通信架构支持，任何智能电网的特征都无法实现。
而OPPC、OPLC等新型光纤复合电缆正是这样一种“末梢”的实例。
1.2信息节点全覆盖形象地说网络是自治区域，而节点则是多层级的管辖部门。
在发电、输电、配电、变电、用电、调度各环节都将会实现信息节点的大量部署，尤其是在通信接入的配网通信部分，其接入的智能信息点会呈现几何增长趋势，以实现网络的全程管控。
分布式传感器、RFID、各种即插即用智能设备等将会在这些信息点中充当主力军。
2通信方式多元化“高效、可靠、灵活、多元化”的通信手段，这是满足智能电网发电、输电、配电、用户之间多样化互动需求的前提。
智能电网下，各种新业务的多样性和复杂性要求电力通信系统使用各种不同的通信方式和通信技术以适应不同的运行环境和业务特性[2]。
从载波、微波、卫星通信到光纤再到综合的无线通信，通信方式正呈现着多元和互补的特点，这也意味着通信网络的可靠性、便捷性都会大大提升。
智能电网下的电力通信网络将是多种通信方式并存，优势互补的网络平台。
3通信技术密集化智能电网要求骨干通信网有高速、大容量的传输带宽，接入层可以灵活、高效、高速接入，保护机制可以更坚强。
而这些带来了通信技术密集化的特点，它具体体现在：3.1新型传输接入设备的引入目前主流的智能电网通信解决方案是采用PTN（分组传送网）进行组网，以OTN（光传输网络）为骨干传输网络，EPON（以太无源光网络）为接入网，WLAN、Zigbee、WiMax等无线通信作为辅助通信方式的通信网络结构[3]。
智能电网的通信技术研究
智能电网的通信技术研究在当今社会，能源的高效利用和稳定供应至关重要，智能电网作为现代电力系统的重要发展方向，正逐渐改变着我们的用电方式和电力管理模式。
而在智能电网的众多关键技术中，通信技术无疑是实现其智能化、高效化和可靠运行的核心支撑。
智能电网的通信需求具有多样性和复杂性。
首先，它需要实现对电力系统各个环节的实时监测和控制，包括发电、输电、变电、配电和用电等。
这就要求通信系统具备高可靠性和低延迟，以确保及时准确地获取和传递信息，保障电网的稳定运行。
例如，在电网故障发生时，能够迅速将故障信息传递给控制中心，并及时采取措施进行隔离和修复，减少停电时间和范围。
其次，智能电网需要处理大量的数据，包括电力设备的运行状态、电量计量、用户用电信息等。
这些数据不仅量大，而且类型多样，既有实时性要求高的监测数据，也有需要长期存储和分析的历史数据。
因此，通信系统必须具备高带宽和大容量，以满足数据传输和处理的需求。
为了满足这些需求，多种通信技术在智能电网中得到了应用。
其中，电力线通信（PLC）是一种利用电力线路进行数据传输的技术。
它具有无需重新布线、覆盖范围广等优点，适用于智能电表等终端设备的数据采集和传输。
然而，电力线通信也存在信号衰减大、干扰多等问题，需要采取相应的技术手段进行优化。
无线通信技术在智能电网中也发挥着重要作用。
例如，Zigbee 技术适用于短距离、低速率的数据传输，常用于家庭能源管理系统中的设备通信。
而 WiFi 技术则可以为智能电网中的一些需要高带宽的应用提供支持，如变电站的视频监控等。
此外，移动通信技术如 4G 和 5G 也逐渐在智能电网中得到应用，为远程监控和控制提供了更加便捷和高效的手段。
光纤通信作为一种高速、大容量、低损耗的通信技术，在智能电网的骨干网络中占据着重要地位。
它能够为电网的控制中心、变电站之间提供稳定可靠的通信链路，保障大量数据的快速传输。
在智能电网的通信架构中，通常采用分层的结构。
智能电网中的通信电子技术
智能电网中的通信电子技术智能电网将会是未来电力系统的发展趋势。
在智能电网中，通信电子技术的应用将是至关重要的因素之一。
现代电力系统是由发电、输送、配电、用电等部分组成，其中通信电子技术在这些不同环节中都扮演着至关重要的角色。
在电力系统中，通信电子技术不仅是电网的神经系统，还是实现全面监控、管理和优化电力生产、传输和分配的重要工具。
目前，智能电网的建设，已经迈出了重要的一步。
然而，要实现一个智能电网，需要解决许多技术问题，其中包括通信技术。
在智能电网系统中，通信技术可分为两类：一类是控制通信技术，主要用于管理和控制干线网，包括远程监控和故障检测；另一类是信息通信技术，主要用于前端用户和电力系统之间的信息交互。
控制通信技术控制通信技术主要包括高压和超高压输电线路上的通信技术和变电站与控制中心之间的通信技术。
在高压和超高压输电线路上，为实现电力信息远程传输和管理，现代电力系统采用了光缆、微波、铁塔、电缆等多种通信方式。
其中，光缆和微波通信技术应用最广泛。
光缆通信技术具有带宽大、抗干扰能力强、传输距离远、信号质量高等优点，而微波通信技术具有构建成本低、传输速度快、安装方便等优点，也被广泛使用。
变电站与控制中心之间的通信技术，主要采用数字微波通信技术、光纤通信技术、电力线载波通信技术等，通过对实时数据进行采集、传输和处理，实现对电力系统的全面监控、管理和控制。
信息通信技术信息通信技术主要包括用户站和电力系统之间的通信技术和用户站之间的通信技术。
在用户站和电力系统之间的通信技术方面，一般采用无线通信技术，如移动通信技术、无线宽带技术等。
由于这种方式通信距离近，传输速度快，网络容量大，操作方便等优点，所以被广泛应用于移动应用、家庭网络、智能家居机等领域。
在用户站之间的通信技术方面，采用的是无线局域网技术、以太网技术等。
这些技术都已被广泛应用于现代化智能家居系统和工业控制系统等领域，为电力系统带来了诸如远程调度、数据传输等一系列优质服务。
智能电网论文
智能电网论文在当今社会，能源的高效利用和可靠供应对于经济发展和人们的生活质量至关重要。
智能电网作为一种现代化的电力系统，正逐渐成为解决能源问题的关键技术之一。
智能电网，简单来说，是将先进的信息技术、通信技术、传感器技术等与传统的电力系统相结合，以实现电力的高效传输、分配和使用。
它不仅仅是对现有电网的简单升级，更是一种全新的电力系统架构和运营模式。
与传统电网相比，智能电网具有诸多显著的优势。
首先，智能电网能够实现更高效的能源管理。
通过实时监测和分析电力需求和供应情况，智能电网可以精确地调配电力资源，避免了能源的浪费和过度供应。
这有助于提高能源利用效率，减少对环境的影响。
其次，智能电网具备更强的可靠性和稳定性。
它能够快速检测和应对电网故障，自动隔离故障区域，从而减少停电时间和范围。
这对于保障人们的生产生活正常进行具有重要意义，尤其是对于那些对电力供应连续性要求极高的行业，如医疗、金融等。
再者，智能电网促进了可再生能源的整合。
随着太阳能、风能等可再生能源的快速发展，它们在电力供应中的比例不断增加。
然而，这些能源具有间歇性和不确定性的特点。
智能电网通过先进的控制技术和储能系统，能够更好地适应可再生能源的波动，实现其大规模的接入和有效利用。
智能电网的核心技术包括智能传感器技术、通信技术、数据分析和控制技术等。
智能传感器分布在电网的各个关键部位，实时收集电力系统的运行数据，如电压、电流、功率等。
这些数据通过高速通信网络传输到控制中心，经过数据分析和处理，为电网的优化运行提供决策依据。
在通信技术方面，智能电网采用了多种通信方式，如无线通信、光纤通信等，以确保数据的快速、准确传输。
同时，为了保障通信的安全性和可靠性，还需要采取一系列的加密和防护措施。
数据分析和控制技术则是智能电网的大脑。
通过对海量数据的挖掘和分析，能够发现电网运行中的潜在问题和优化空间，并制定相应的控制策略。
例如，根据电力需求的预测，提前调整发电和输电计划，以实现供需平衡。
智能电网的技术架构与应用
智能电网的技术架构与应用在当今科技飞速发展的时代，能源的高效利用和稳定供应成为了社会经济发展的关键因素。
智能电网作为一种融合了先进技术的现代化电力系统，正逐渐改变着我们的用电方式和生活品质。
智能电网的技术架构是一个复杂但有序的体系，涵盖了多个关键领域和技术层面。
首先，在电力的生产环节，先进的发电技术如可再生能源发电（太阳能、风能、水能等）的高效整合是重要的一环。
通过智能监测和控制系统，能够实时掌握各类能源的发电状况，实现最优的能源分配和调度。
同时，储能技术的应用也至关重要。
大规模的电池储能系统可以在能源过剩时储存电能，在需求高峰时释放，从而平衡电力供需。
在输电环节，特高压输电技术是智能电网的重要支撑。
特高压输电能够实现远距离、大容量的电力传输，减少输电损耗，提高输电效率。
此外，基于传感器和通信技术的输电线路实时监测系统，可以及时发现线路故障和隐患，保障输电的安全稳定。
配电环节同样充满了智能化的元素。
智能配电网络通过自动化开关设备、智能变压器等设施，实现对电力的精确分配和控制。
同时，分布式电源（如小型太阳能电站、家庭风力发电等）的接入和管理也在这个环节得到有效处理，使得电力供应更加灵活多样。
在用电环节，智能电表的普及是一个显著的变化。
智能电表不仅能够精确计量用电量，还能实现双向通信，将用户的用电信息实时反馈给供电部门。
这为需求响应机制的实施提供了基础，用户可以根据电价的动态变化调整用电行为，达到节约用电和降低电费的目的。
智能电网的通信技术是其运行的“神经中枢”。
高速、可靠的通信网络能够实现电网各个环节之间的实时数据传输和信息共享。
常见的通信技术包括光纤通信、无线通信（如 5G 网络）等。
这些技术确保了控制指令的准确下达和监测数据的及时回传，使得电网的运行更加智能化和高效化。
智能电网的控制和管理系统是整个电网的“大脑”。
通过大数据分析、人工智能算法等手段，对电网的运行状态进行实时评估和预测，提前制定应对策略，防范可能出现的故障和风险。
智能电网技术发展
1.分布式能源接入是指将可再生能源、微型燃气轮机等分布式能源设备接入电网。 2.分布式能源接入可以提高电网的稳定性和可靠性，降低电力成本。 3.分布式能源接入需要解决的主要问题包括并网技术、电能质量控制和电网安全稳 定等。
智能电网的运行模式
储能设备应用
1.储能设备应用是指将电池、超级电容器等储能设备应用于电 网中，以平滑电力负荷波动，提高电网的稳定性和可靠性。 2.储能设备应用可以有效解决可再生能源的间歇性和不稳定性 问题，提高电网的经济性。 3.储能设备应用需要解决的主要问题包括储能设备的选型、充 放电控制和寿命管理等。
▪ 智能电网的应用案例
1.中国国家电网公司的“全球能源互联网”项目是中国智能电 网建设的重要案例。 2.该项目通过构建全球范围内的能源互联网，实现了电力的高 效、清洁和安全传输。 3.该项目的成功实施，为全球智能电网的发展提供了重要的经 验和示范。
智能电网技术发展
关键技术与设备介绍
关键技术与设备介绍
▪ 智能电网的主要技术
1.智能电网的主要技术包括电力电子技术、信息技术、通信技 术和控制技术。 2.其中，电力电子技术是实现电力系统的高效运行和优化控制 的关键。 3.信息技术和通信技术是实现电力系统的信息采集、处理和传 输的基础。4.控制技术是实现电力系统的自动化和智能化的核 心。
智能电网的发展现状
智能电网技术发展
智能电网的发展现状
智能电网的发展现状
▪ 智能电网的发展历程
1.智能电网的发展可以追溯到20世纪90年代，当时主要是以电 力电子技术和信息技术为基础，实现电力系统的自动化和信息 化。 2.进入21世纪，随着可再生能源的快速发展和电力市场的改革 ，智能电网进入了快速发展阶段。 3.近年来，随着物联网、大数据、云计算等新技术的发展，智 能电网正在向更高的智能化水平发展。
智能用电网的通信业务及技术
浅谈智能用电网的通信业务及技术摘要：用电信息采集系统依托光纤、无线和电力线载波等通信技术构筑的网络，通过采集器、集中器、智能表计、用户智能交互终端等设备，在用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，从而实现电力、信息、应用数据的高速传输和远程家电控制等功能。
关键词：智能电网电网通信需求分析技术探讨中图分类号：tm7 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2012）09（b）-0026-02智能电网的建设将成为今后电网建设的重要方面。
在智能电网中，电力流、业务流、信息流将实现有效的融合，发电、输电、变电、配电、用电和调度各环节将实现透彻的信息感知、及时可靠的数据传输、多级数据的高效处理和海量信息的智能分析。
智能电网的实质，是以物理电网为基础，将现代先信息技术与物理电网高度集成而形成的新型电网，而信息化建设则是实现电网智能化的关键。
信息化建设包括三个要素：数据采集和控制；高速实时双向的信息通道；精细化、智能化管理和决策，其中，高速、实时、双向的信息通信是智能电网首先要解决的基本要素。
1 智能用电网应用需求1.1 高级计量的应用高级计量体系是在双向计量，双向实时通信，需求响应以及用户用电信息采集技术的基础上，支持用户分布式电源与电动汽车接入和监控，实现智能电网与电力用户的双向互动。
智能计量体系由智能装置，通信网络和表计数据管理应用软件及相关系统组成，在智能电网和电力用户间建立通信网络，集成电网企业和第三方的各种业务应用。
高级测量体系提供技术实现，支持电网企业与用户及第三方交换信息。
1.2 智能家居的应用智能家居又称智能住宅，是通过先进通信技术，将与家居生活有关的各种子系统有机的结合在一起，既可以在家庭内部实现资源共享和通信，又可以通过家庭智能网关与家庭外部网络进行信息交换。
其主要目标是为人们提供一个集系统，服务，管理为一体的高效，舒适安全，便利，环保的居住环境。
1.3 智能小区的应用智能小区是通过用电信息采集，双向互动服务，小区配电自动化，电动汽车有序充电，分布式电源运行控制，智能家居等技术，对用户供用电设备，分布式电源，公用用电设施等进行监测，分析，控制，提高能源的终端利用效率，为用户提供优质便捷的双向互动服务和“三网融合”服务，同时可以实现对小区安防等设备和系统进行协调控制。
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Microwave Communications
Cellular Data Communications
• In cellular communications a channel is going to be made up of two different frequencies in which one is used for the forward download direction and the other is the reverse upload direction. • The cellular networks are designed to work on a cell overlap design system. These cells are set up in a polygon configuration were each one of these sides on the polygon is formed by a low power transmitter. • 5 Mbps to 12 Mbps of download speed and 2 Mbps to 5 Mbps of upload speeds (Cellular Websites)
Radio System Communications
• Microwave communications sends information at a higher frequency that usually propagates information in the range of giga hertz • Radio communications are going to be considered to operate in the range of 900 MHz to 2.4 GHz • If one location has an active IP address, that address can be transferred to another destination through a radio link • Radio link systems (1) point-to-point system: transmits the information signals between antenna modules 2.4 to 5.7GHz mainly microwave systems (2)point to multi-point system: sends information to many locations from an access point (AP) antenna most radio system 900 MHz frequency a maximum of 4 Mbps download throughput approximately 20 to 40 miles
Ultra Narrow Band (UNB) narrow band (NB) 300 Hz to 3000 Hz (3 KHz). 3 KHz to 500 KHz 100 bps 2 kbps to 500 kbps
broadband
access to the Internet
• Application: AMI confirmation signal from a device that has opened or closed, sending a command to open or close a device, or obtain power related measurement as of voltage, current, volt-amps, VARs, or watts in which this data might be available in a SCADA system.
•
Broadband over the Power Line (BPL) they are transmitting the data signal over the medium electric power lines
called broadband over power lines (PBL). PBL uses the PLC technology. PBL Is modulated on the power line at a frequency range of 2 MHz to 80 MHz • 40 to 50 dollars a month with download speeds ranging from 1 Mbps to 3 Mbps
Wirless communication
Satellite Communications Radio System Communications Cellular Data Communications
Dial-up Communications
The Internet is retrieved through the users ISP’s (Internet Service Providers)using the existing installed telephone infrastructure.
Power Line Carrier (PLC)
• Put into use of some injection equipment and taken off the power line through the use of data detection equipment. During this process the data is modulated at a higher frequency than the electrical system frequency such that the data can be transmitted over the power line from one point to another
5
2 to 5 miles from the service provider’s equipment
Fiber Optic Communications
• Fiber optic is an optical tube cable that is designed to transport data threw glass over an optical light------126,000 miles per second • Data rate :100Mbps cost $28.11 per meter
Smart grid communication
NIST Seven-Entity Smart Grid Framework
2014-6-10
Smart grid communication Framenter
database
data
contol
NAN HAN
NAN
Satellite Communications
• Satellite communications are designed to provide Internet connectivity over long distances • two segments, which include the ground segment and the space segment. The earth or ground segment is made up of gateway stations, a network control center (NCC), and the operation control center (OCC)
2014-6-10
HAN
2014-6-10
NAN: user<--->local center PLC WAN: Local center<--->utility Cognitive radio---->OFDM
communication
Wire communication
Dial-up Communications DSL/Broadband Communications Fiber Optic Communications Power Line Carrier (PLC)
DSL/Broadband Communications
• Cable and telephone companies are going to offer the service with use of a digital DSL or cable modem located at the customer’s location • DSL:transmits a digital data signal over a higher frequency • Application: AMR, SCADA, and their central office communication in the form of accessing the Internet or transmitting data over an IP address. • Filters are used in the transmission path to separate frequencies that the data and voice communications are transmitted on.
• Geostationary orbit (GSO) or non-geostationary orbit (NGSO) • These bands consist of the C band, Ku band, and Ka band. (1) C band:4 to 8 GHz (2) Ku band :10 to 18 GHz direct broadcasting satellites broadcasting Internet connections from servers to the consumers. (3) Ka band :18 to 31 GHz, and offers a much larger bandwidth • most latency delay of any system