智能电网论文范文

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迄今为止，PC118工作组已完成了PC118标准制定技术报告初稿的编写，并提出了DR国家标准的制定计划。同时国家电网公司与霍尼韦尔公司合作在天津开展了智能电网DR示范与可行性项目，在泰达管委会、商业楼宇、办公楼和工厂用户方面部署了Auto-DR系统和装置，在高峰负荷削减方面发挥了重要作用。OpenADR，即开放式自动需求响应通信规范(openautomateddemandresponsecommunicationsspecification)是智能电网信息与通信技术的一部分，是辅助Auto-DR的技术手段，由美国劳伦斯伯克利国家实验室(LawrenceBerkeleyNationalLaboratory，LBNL)的DR研究中心(demandresponseresearchcenter，DRRC)完成研究工作。OpenADR通过开发低成本的通信架构，提高了工商业DR的可靠性、易操作性、鲁棒性和成本效益。当前基于现有通信信息技术的OpenADR已经成功应用于工商业的Auto-DR项目中[17]。

OpenADR简介

对OpenADR的研究起源于2002年加利福尼亚州的大规模用电危机，此后美国及其它各国的电网公司、政府等力求采用DR技术解决电力需求增长和高峰用电问题。在此背景下，OpenADR研究工作由劳伦斯伯克利实验室的DR研究中心具体承担[18]，其发展历程如图1所示[19-20]。通过一系列的试点和测试，2009年4月，加州能源委员会了OpenADR通信规范1.0版本，并交由结构化信息标准促进组织(OrganizationfortheAdvancementofStructuredInformationStandards，OASIS)和通用通信架构(utilitycommunicationsarchitecture，UCA)负责形成正式标准OpenADR2.0；2010年5月，OpenADR成为美国首批16条智能电网“互操作性”(interoperability)标准之一，“互操作性”意思是各功能单元之间进行通信或传递数据的能力；2011年进行了OpenADR2.0版本的认证和测试；2012年，OpenADR联盟将OpenADR2.0a作为美国的国家标准。OpenADR2.0比OpenADR1.0更全面，涵盖了针对美国批发与零售市场的价格、可靠性信号的数据模型，并且根据满足DR利益相关方和市场需求的程度，分为不同的产品认证等级，包括OpenADR2.0a，OpenADR2.0b和OpenADR2.0c框架规范，后一个规范均比前一个提供更多的服务和功能支持(如事件、报价和动态价格、选择或重置、报告和反馈、注册、传输协议、安全等级等)[21]。

Auto-DR项目能够有效地转移或削减负荷，但是，DR实现的技术模式和方法还未标准化，不利于相关DR应用的推广，无法解决DR技术、产品或系统之间的通用和互换问题，增加了实施DR项目的成本，不利于实现DR的完全自动化。因此，极有必要形成开放式的通信规范，使得任何电网公司或用户都能高效、可靠、便捷地使用信号系统、自动化服务器或自动化客户端。制定OpenADR标准的目的是减少成本，促进DR技术的互操作性，为DR技术的应用提供一个公用的、开放式、标准化的接口，使得电价和可靠性信息能够自动转换为负荷削减或转移信息，并利用现有的通信设施(例如因特网)高效、安全、便捷地将其从电网公司传送至工商业设备控制系统。OpenADR中开放式的通用数据模型使得工商业控制系统能够通过程序设置及时响应DR信号，并且响应的过程完全自动化，不带有任何人工介入[17]。

为了推动OpenADR技术的发展，满足利益相关方互操作的需要，深入挖掘Auto-DR潜力，成立了专门的OpenADR联盟组织，旨在通过合作、教育、培训、检测和认证等方式开发、采用并遵守OpenADR标准。OpenADR联盟向所有的相关单位开放，联盟成员分为设备供应商(例如系统集成商或控制系统供应商)、电力企业、政府和研究机构，OpenADR联盟理事会成员主要包括霍尼韦尔公司(Honeywell)、太平洋燃气与电力公司(PG&E)、南加州爱迪生电力公司(SCE)、劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)等具有一定影响力的成员单位，负责引导并参与设定联盟的具体战略目标和运营政策。如今，OpenADR联盟的主要供应商已超过60个并且在不断增长，除了联盟理事会成员外，还包括西门子公司(Siemens)、江森自控公司(JohnsonControls)、银泉网络公司(SilverSpringNetworks)、圣地亚哥天然气和电力公司(SDG&E)、堪萨斯城市电力电灯公司(KCP&L)、内华达能源公司(NVEnergy)、尔刚能源公司(ErgonEnergy)等[19]，并已数次邀请我国国家电网公司参与其中。

OpenADR对开放式Auto-DR中的通信规范问题进行了描述和阐释，它定义了一种通信数据模型，通过预先安装和编程好的控制系统对DR信号做出反应，自动完成通信过程及用户侧响应策略。作为一种通用的通信规约，OpenADR能够支撑各种DR项目的实施。OpenADR通信规范系统性地介绍了OpenADR的通信架构、数据模型、功能规范、应用程序接口(applicationprogramminginterfaces，API)规范、安全策略和开发计划等，重点定义了需求响应自动化服务器(demandresponseautomationserver，DRAS)的功能接口与特点，基于自动化平台，通过通信客户端为用户提供包含动态电价在内的各种DR项目信息。该规范也用于指导电网公司、能源或企业管理单位、集成商、硬件和软件厂商等如何使用DRAS的功能来实现各种DR项目的自动化。OpenADR通信规范针对电价和DR激励信息提出了通信数据模型，但不包括有关电力削减或转移策略的详细信息。OpenADR的通信系统能够连续运行、协调并传输电价或激励信息至工商业控制系统。自动化客户端可以连续监测这些信息，并将其转换为设备内部的自动控制策略[17]。

OpenADR的通信架构

OpenADR通信架构如图2所示，用户或负荷聚合商(loadaggregator)借助应用程序设计接口API，通过因特网与DRAS通信，同样，电网公司也借助API通过因特网与DRAS通信[22]。通信架构的设计确定了通信系统的结构以及数据模型中需要涉及的实体(即任何可以接受或发送信息的硬件或软件进程)，OpenADR为所有实体提供了相关的通用数据模型，为高效传输信息提供了基础。通信架构中，DRAS是Auto-DR项目基础设施的一个重要组成部分，从电力公司角度来看，DRAS是通过通用的信息映射结构建立动态电价或DR激励信息配置文件的载体，使得Auto-DR项目的通信能够完全自动化[23]，它的功能和特点促进了用户响应的自动化程度，OpenADR标准通过DRAS为所有DR供应商和用户提供了通用的语言和平台。OpenADR1.0中定义了3种典型DRAS接口：1）电力公司/ISO接口，用于动态电价或DR事件信息；2）用户操作员接口，用于追踪或接收电价或事件类DR信息，并配置信息映射结构；3）客户端接口，支持OpenADR客户端使用简单或智能客户端信息[24]。3种接口如图3所示，根据实际情况，不一定要求上述3种接口都有，例如当DRAS属于电力公司并整合在其信息技术基础设施中时，电力公司接口是不需要的[17]。

OpenADR数据模型

通用数据模型作为系统的核心部分，定义了模型中访问和交换元素的语义，从而促进了DR项目的开展。数据模型可以用几个实体关系图表示，每个实体关系图通过实体、关系、属性描述数据结构，每个实体的特性包括实体名、主键、外键及属性域。为了在各个实体间高效共享模型数据，OpenADR定义了一套可扩展标记语言(extensiblemarkuplanguage，XML)格式化信息，用来描述模型元素的标识符和值[13]。图4显示了电力公司/ISO开始一个DR事件时涉及到的所有实体，在所有实体中，电力公司/ISODR事件(UtilityDREvent)实体用来详细描述与一个DR时间相关的所有信息。图4中，每个电网公司DR事件实体包含一系列相关的事件信息实例；电网公司项目(UtilityProgram)实体描述关于DR项目的所有信息，从DRAS和参与者的角度用一系列的属性描述项目是如何管理和执行的，属性包括名称、时间、参与者、执行优先权等；事件信息类型(EventInfoType)实体是电力公司项目实体的一部分，用来详细描述信息类型，例如实时电价、负荷削减或转移量等，属性包括名称、上下限、变化时间表等；参与者账户(ParticipantAccount)实体则描述了所有与参与者有关的信息，属性包括参与者名称、资格证书、所属群体、参与项目等[17]。

OpenADR的相关应用

系统及装置。1）负荷管理装置。美国著名的DR服务提供商霍尼韦尔公司在各种用户、各种设备上安装了约150万个基于OpenADR的负荷管理装置来支撑DR，其中一种数字触屏式可编程恒温器UtilityPRO，在居民和商业建筑中安装了大约40万个，能够在电力高峰期帮助限制能源消耗，以促进电力公司的DR项目。2）智能终端通信模块。银泉网络公司为各种智能终端设备配置了基于OpenADR的通信模块，用于接收和传输实时数据信息。该通信模块能够连接电网公司侧的通信网络和用户侧的家庭局域网。同时，银泉网络公司还和许多供应商合作配置了电表中的通信模块，促进了高级量测体系的开发。3）DR系统。霍尼韦尔公司旗下的智能电网服务供应商Akuacom建立了一套应用OpenADR的DR系统，其开放式的智能电网通信架构用于自动传输电价和DR激励信号。该系统的核心部分就是支撑OpenADR的软件操作平台——DRAS。4）DR交易网络。UtilityIntegrationSolutions股份有限公司(UISOL)成功地将OpenADR整合到他们的DR交易网络(demandresponsebusinessnetwork，DRBizNet)中，使得电力公司和用户间的DR交易操作过程能够完全自动化。

自2003年至今，美国开展了大量的OpenADR研究和实践。OpenADR联盟成员在加州和美国其他地区也进行了许多DR试点和现场试验，开发出许多OpenADR相关的系统和装置，验证了OpenADR标准在实际Auto-DR项目中的可操作性。

1）加州电力公司动态尖峰电价项目。加州电力公司曾利用动态尖峰电价来削减尖峰负荷。2003—2005年夏季，劳伦斯伯克利实验室开展了一系列测试，目的有2个：一是开发并评估传输DR信号的通信技术，因为各个商业建筑的控制系统使用的是不同的协议和通信功能；二是了解和评估用户使用的用电控制策略。该项目中各个用户的平均和最大峰荷削减情况如表1所示，负荷基线(即不执行DR项目时各个用户的电力需求)基于气候敏感基线模型计算[25-26]。2003、2004年只是用动态价格模拟测试，2005年正式采用了尖峰电价进行结算。文献[27]和[28]介绍了2005年尖峰电价的设计方法和测试结果，包括在现场试验当中用到的通信设施，用以传输电价或激励信号至设备能量管理控制系统(energymanagementandcontrolsystems，EMCS)或相关的建筑自动化控制系统。同时，文献[27]还给出了一个尖峰电价项目的负荷形状案例研究。在该项目中，太平洋燃气与电力公司就利用了劳伦斯伯克利国家实验室和Akuacom公司开发的DRAS将尖峰电价传输到终端设备。

2）太平洋燃气与电力公司参与需求侧竞价项目。2007年夏季，加州开展了尖峰电价和需求侧竞价(demandbidding，DBP)项目，通过自动化技术和通信技术的应用，让许多不同类型的用户高效地参与到DR项目中。其中太平洋燃气与电力公司预期通过安装、测试并运行Auto-DR系统，削减15MW的峰荷时段电力负荷。文献[29]阐述了太平洋燃气与电力公司基于自动化平台执行需求侧竞价项目的方法，结果显示2007年Auto-DR系统的安装和运行情况已经超出了太平洋燃气与电力公司的预定目标。在参与项目之前用户只需要确定他们的负荷削减量和时间，而其实际执行则是基于OpenADR的Auto-DR技术的全自动化过程。

3）西雅图动态电价测试项目。2008年11月，劳伦斯伯克利实验室开展了一项动态电价测试项目[25]，在西雅图地区的部分商业建筑中安装了基于OpenADR的Auto-DR系统，用以削减冬季的早高峰负荷，通过现场试验验证了开展Auto-DR项目的可行性。OpenADR系统利用因特网和政府或企业局域网传输DR信号，商业建筑中设备能量管理控制系统接收到DR信号后开始自动执行控制策略。该项目设置了常态和高电价2种水平的电价，在早高峰负荷的3h内电价变为高电价状态，但该电价仅用于测试，用户的实际电费依然按照原来的单一电价结算。结果表明，商业建筑的平均负荷削减量达到14%，其中暖通空调和照明设备是最佳的DR资源。

4）加州DR资源参与辅助服务市场项目。2009年，加州独立系统运营商(CAISO)开展了一个试点项目，将非居民用户的DR资源作为非旋转备用竞价参与日前辅助服务市场。DR资源必须满足非旋转备用的要求：①10min内可开始响应；②响应可持续2h；③能向CAISO提供实时的遥测数据。在加州辅助服务市场中，这些DR资源与其它所有发电资源一起进行优化求解，每个参与用户的设备上都安装了实时遥测装置，以保证CAISO能够对其负荷情况进行实时监测。当需要使用DR资源时，利用OpenADR通信装置将信号传输至参与用户的设备能量管理控制系统，从而触发其自动响应策略。试点项目结果表明，OpenADR通信架构可用于该辅助服务市场[30-31]。

5）加州小型商业建筑Auto-DR试点项目。2009年，加州在部分小型商业建筑中对OpenADR系统进行测试。据调查显示，加州小型商业建筑的夏季尖峰负荷为1012GW，占据了整个夏季尖峰负荷的10%15%。文献[32]阐述了小型商业建筑利用OpenADR通信架构自动参与DR的方法。该项目中，DR信号分为10级(09级)，第0级是正常用电模式，第9级是削减负荷量最多的用电模式，如果设备的负荷削减量不够，CAISO会发送更高等级的信号至设备控制系统，反之发送更低等级的信号。现场试验显示，小型商业建筑利用OpenADR通信架构参与尖峰时段的负荷削减完全可行。

结论

1）Auto-DR是美国发展智能电网的战略性技术之一，是通过调动用户资源，降低高峰负荷，提高电网可靠性，减少电厂投资和环保压力，促进新能源接入的关键技术。DR标准化有利于促进Auto-DR的互操作，带动智能电网与用户互动技术的发展。OpenADR的发展历程表明，先进技术的发展和推广一方面有赖于技术本身的先进性和其带来的巨大收益潜力，另一方面也需要高效的技术研发体系和有效的推广形式，通过联合研究团体、设备制造企业、产品应用企业等单位，促进相关技术的研发和推广。

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1.1发电环节的关键技术

发电环境的关键技术主要是指新能源技术，包括新能源安全可靠运行的保障技术和电网大规模的存储技术两大部分。新能源安全可靠运行的保障技术是智能电网中可再生清洁能源电源安全可靠运行必须解决的重大关键技术问题，首先针对大型的集中的可再生清洁新能源而言，主要研究其出力的随机不确定性和突变等问题对智能电网的影响，并在此基础上形成科学合理的智能电网构架和电网运行策略等方案；对于分布式的可再生清洁能源而言，主要研究其并网过程中的问题，通过对电网接受分布式可再生清洁能源的能力、分布式可再生清洁能源的供电可靠性等关键技术进行研究，以此来制定配电网可靠性评估体系以及相关的故障检修和运行维护等方案。智能电网的大规模储能新技术的应用主要包括：电网的抽水蓄能技术、锂离子电池储能和超导储能等。

1.2输电环节的关键技术

输电环节的关键技术主要是针对智能电网输电线路运行状态的监测技术，该环节的关键技术只要是依靠最近的信息集成技术，其中也存在着一定的技术难点需要解决。例如，输电线路由于部分路段所处的自然环境比较恶劣，这会造成无限通信过程中存在一定的盲点，使得传输线路上的监测数据的传输存在障碍；智能电网传输线路的监测设备通信规则不同意，给累输电线路的监测设备没有统一的标准和规范，这也会造成能电网输电线路运行状态的监测存在一定的困难。

1.3变电环节的关键技术

智能变电站是构建智能电网的最重要的基础和前提保障。智能变电站相对于传统的变电站而言，有着可靠先进和低碳环保的智能变电设备，同时其信息化、数字化、网络化和标准化程度高，可以实现电网的自动控制和实时智能决策等高级功能。因此，变电环节的关键技术主要包括系统分层和智能化的变电组件两个方面。首先，由于智能变电站可以分成相对独立的过程层、间隔层以及站控层三个部分，这三个相对独立的子系统之间应该实现实时的网络共享，实现智能变电站各智能设备之间的畅通无阻的互联互通；变电站中智能变电组件是实现其智能变电功能的基本保障，主要包括测量、控制、状态监测以及相关的计量保护等功能，这些组建要具有数字化的测量、网络化的监控、可视化的运行状态以及信息的互动化等特征。

1.4配电环节的关键技术

配电环节的关键技术主要包括配电自动化和智能化、配电网的保护控制以及分布式新能源接入等方面，其中配电的自动化和智能化是该环节中的关键技术。在配电过程中，依靠最新的通信技术和网络技术，采用智能的控制方式，对配电管理系统进行技术升级，实现配电网的各状态下的保护监测、用电管理和配电管理的自动化。需要注意的是，配电网的保护和控制对智能电网中的配电网有较强的环境适应能力，可以在不同介质和接口之间进行信息传输，同时还要求实时监控配电网的各类运行数据。配电网的保护和控制技术要求配网

1.5用电环节的关键技术

用电环节的关键技术可以保障用户可以使用智能电网的各项功能，其中主要包括用户的用电信息采集和智能用电服务系统。用户的信息采集要求可以实时地全面地采集用户的用电信息，同时实现对所采集到的信息进行各种分析和管理；智能用电服务系统可以实现用电客户和智能电网之间实时地交互，可以提高智能电网的综合服务质量。

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在电子电路当中，往往是通过采用功率半导体器件来实现工业电能的控制和变换。由此可知电子电路针对的目标是工业电能，最终的目的在于尽可能的减小电能的损耗。电力电子器件在实际的工作中降低电能损耗的主要方法是控制其开关状态。因此，也可将电子电路归为一种功率较大的开关电路，运用其内部信号的微弱变化实现对电能的准确调控。

1.2电力电子变换器

电力电子变换器的核心也是电力电子器件，电力电子变换器完成对电能控制的前提是搭建一个完善的电路拓扑结构，此过程实际上就是电力电子器件集成为单个电路的过程，在集成的过程中需要结合器件的特点进行有规律的排列和分类，拓扑的优化环节主要表现在电力电子变换器的设计过程中，要求为不同元件选取更为准确合理的位置，以此达成电能控制的高标准。

2电力电子技术在智能电网中的应用

2.1高压直流输电技术的应用

对现阶段的直流输电系统进行研究后得知，在该系统当中，输电的过程中采取的是直流电，另外所有的环节均使用交流电。在输电的过程中，交流电首先在经过交流变压器后到达整流器，整流器的作用是将交流电转换为电压较高的直流电，然后该直流电在经过换流站以后达到逆变器，逆变器的作用是将该高电压的直流电转换为交流电，最终将电能传输到指定的系统当中。因此可以说高压直流输电技术是长距离输电最佳的技术选择，即使该输电系统发生问题，也不会对电网造成过大的影响。在智能电网中使用高压直流输电技术，不仅可以满足智能电网对电能运输的高要求，还可有效的控制电能在运输中的损耗。

2.2柔流输电技术的应用

如今，多种多样的新型能源和清洁能源得到了迅速的崛起，然而这离不开柔流输电技术的支持，这项技术也是这些新能源的重要组成。柔流输电技术将电力电子技术、电能控制技术融为一体，不仅可实现智能电网输电情况的实时监控，还可以灵活的扩充交流输电网络，从而大幅度的提高了电网系统的敏捷度，使电力传输的精细控制成为可能。对于我国智能电网而言，特高电压是无法改变的特征和基础，因此在引入新型能源以前，要对能源的隔离和接入环节进行充分的考虑，在此过程中同样离不开柔流输电技术的支持。由此可见柔流输电技术的重要性，而且在应用的过程中，还会根据实际的要求不断的进行优化和创新，从而提高电网电能运输的效率和质量。

2.3智能开关技术的应用

开关的作用是断开或者是闭合电路，智能开关实际上就是根据电流或者是电压的具体情况对电路进行控制。智能开关是由外壳、电源以及多种子开关组成，智能开关的电源具有过电压保护功能，子开关在智能开关内呈结合式排列，而且具有较强的防漏电保护功能。因此智能开关具有很高的安全性，可以为使用智能开关的电器提供稳定的用电环境。在智能电网不断发展的影响下，智能开关技术也随之向信息化不断迈进。

2.4高压变频技术的应用

高压变频技术的主要作用就是节能，而且效果显著，通过测试得知，通常情况下电网在使用高压变频技术以后节电率可以达到30%之高。但这种技术也存在相应的缺陷，缺陷主要包括过高的改造成本、高次谐波的产量超标，可能会造成不同程度的谐波污染。在智能电网中运用高压变频技术，可以十分轻松的使节能减排达到标准的要求，从而大幅度的提高供电企业的经济效益。

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电力电子器件主要是由一些半导体半控器件和全控器件组，主要有IGBT、BJT、MOSMOSFET、GTR等组成。成为了满足广大需求、适应复杂多变的恶劣自然天气、自然灾害，生产出质量高、性能好的电压和电流，要求电力电子器件具有可靠性高，抗干扰能力强，温度稳定性高并且有一定的电气隔离能力，能承受短暂的高电压强电流。电子器件所控制得智能电网应该有自愈性、安全性、交互性、经济性、优质高效、清洁环保市场化程度高。

1.2在风力发电与太阳能发电中的应用

太阳能发电系统由太阳能电池阵列、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端，在太阳能的利用上同样面临这类似的问题，光伏发电系统主要以电源方式并入电网，其输出系统的电力跟踪电网电压电流相位变化，同时调整输出电流幅值的大小，使光伏系统注入电网中的功率最大，为了弥补光伏发电系统在功率上的波动，还需要通过控制器对蓄电池的双向充放电，以保证向电网输送平稳的电压电流，和规定的相位，使电网得到纯净的高质量电力。

1.3超高压直流输电技术在智能电网的应用

超高压直流输电技术在远距离大容量输电、异步联网、海底电缆送电等方面具有优势，因而得到了广泛应用。而特高压直流输电更可以有效节省输电走廊，降低系统损耗，提高送电经济性，它为我国解决能源分布不均、优化资源配置提供了有效途径。截至2009年，我国已建成7个超高压直流输电工程和2个直流背靠背工程，直流输电线路总长度达7085km，输送容量近20GW，线路总长度和输送容量均居世界第一。预计到2020年，我国将建成“强交强直”的特高压混合电网和坚强的送、受端电网，预计直流工程达50项，其中规划建设30多个特高压工程，包括5个±1000kV的直流工程。

1.4SVC在智能电网的应用

SVC是一种比较典型的电力电子控制技术，在电网应用中发挥着重要作用，它具有许多作用，可以调节电力系统的电压从而保证其稳定,并通过控制无功潮流来增加系统输送点的能力,提供无功功率给直流换流器,提高电力系统的暂态稳定性和静态稳定性,还可以加强对电力系统低频振荡的阻尼。SVC技术是提高我国电力系统稳定性,解决电网输配电存在的不足之处的一个非常重要的技术,它具有优化潮流和无功补偿的功能,可以有效改善电网的电能质量,提高电网的稳定性、安全性和输电的能力、效率。

1.5在电力分配上的作用

电网应该能满足所有用户的要求，特别是国家电网应该不允许出现这样的缺陷，电网所面临的用户多种多样，包括了普通家庭，医院，工厂，城市照明等，当电力通过电网输送到用户的面前时，还需要电网根据不同客户的要求输出合适的频率、幅值、相位，在面临雷击、短路、及自然灾害的情况下应该任然能维持电网的平衡稳定，积极满足用户的需求。如今。城市用电迅速增长，原来的架空电网的供应已经不能满足用户的需求，在交流的长距离出送中，需要添加电力电子设备，对电网缺失进行补充，增加电力电子设备环节对供电系统起着越来越重要的的作用。

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2智能配电网组网架构设计

随着智能配电网承载业务需求多样化，其对组网架构的要求也越来越高。通常情况下，根据配电网承载业务，可以将组网按照层次进行设计，并且保留一定的网络接口，以便提高网络可扩展性，确保未来很长时间内增加业务扩容使用。本文设计配电通信网过程中，使用了无源光网络（PON）、工业以太网、配电线载波通信、无线通信（GPRS、Wlan、3／4G、WiMax）等，将配电网组网按照层次模型进行设计算。骨干层是智能配电网的核心层，为了能够有效地保证骨干网传输信息的可靠性、准确性，通常情况智能配电网的骨干层采用专用的光纤通信进行铺设通信管道，以便能够有效地连接主站和配电台区，充分使用光传输网络链路层和业务层的安全保护功能，形成一个具有动态路由功能的IP网络层，骨干层必须保证专线专网专用，避免与其他业务混合，降低安全性能；如果其他的应用使用骨干层的网络传输线时，骨干层可以支持虚拟专用网，虚拟专用网可以与其他业务混合，实际线路混用，但是逻辑线路还是专网专用，进行智能配电信息传输。接入层采用光纤专网、电力载波线、无线通信等多种方式进行组网，并且保证接入层具有强大的可扩展功能，以便实现接入层网络智能化管理，实现配电网统一管理功能。接入层网络采用无线专网和无线公网通信时，要符合以下基本原则：（1）无线专网建设基本原则：无线专网通信系统要符合国家无线电管理委员规定；无线专网通信方式采用国际标准和多厂家支持的技术，并且具备用户优先管理功能；无线信息接入符合安全防护规定，并且具备严格的安全防护策略。（2）无线公网通信应该严格符合安全防护的基本原则，加强可靠性规定，支持用户优先级管理，并且采用专线方式与运营商网络实施可靠地连接。

3智能配电网网络核心通信技术研究

3．1PON技术PON是一种点对多点的无源光纤通信技术，通常与以太网互相结合，可以形成EPON技术（以太网无源光网络），EPON采用单纤波分复用技术，能够提供传输距离远、传输带宽高、拓扑结构较为灵活的技术，上下行信号基于同一根光纤实施传输，在接入网组网建设中，已经得到了广泛的发展和应用，EPON通常包括四个单元，分别由OLT、ONU、ODN和光纤线路共同构成，是一种稳定、可靠、接口丰富的接入网技术。

3．2无线通信技术无线通信系统由无线基站、无线终端及相关的应用管理服务器共同构成，常用的无线通信技术包括WLAN、WiMAX和3／4G通信技术。具体如下：

3.2.1Wlan技术Wlan利用无线通信可以在一定距离范围内构建一个无线网络，能够将计算机网络和无线通信技术相结合，以无线多址信道作为传输媒介，可以实现传统有线局域网功能，能够真正实现随时随地接入宽带网络。Wlan技术又被称为Wi－Fi技术，包括三个使用标准，覆盖范围可达到90m左右，具有高速的传输速度，其中80．211b传输速度达到11Mbit／s，802．11a和802．119传输速度达到54Mbit／s。Wlan通常使用的组网方案包括AC（接人控制点）＋AP（接入点）＋无线网卡＋网络管理四个单元。虽然Wlan技术已经得到了广泛的应用，但是其安全性存在隐患，容易受到外来的攻击。

3.2.2WiMax技术WiMax技术是一种非常先进的无线通信技术，其可以提供面向移动互联网的无缝高速链接，并且可以在静止状态访问网络，WiMax基于802．16d和802．16e协议构成，传输速率能够达到10~70M／s，覆盖范围能够达到1000m左右，在配电网接入层，使用无线通信技术可以有效地管理智能电表、智能传感器及监控设备。WiMax技术的加密技术相当严格，数字证书确保用户传输数据不遭到偷窃，并且具有强大的高速传输性和先进性，已经被应用于智能配电网组网实施中。

3.2.33／4G通信技术随着无线通信技术的高速发展，3／4G通信技术已经得到了广泛的应用和发展。3／4G通信系统采用先进的软件无线电技术、空时编码技术、智能天线技术、高效的调制解调技术、高性能的收发信机、无线链路增强技术等，可以为传输数据提供全新的空中接口，并且可以为用户带来高速移动宽带体验。组网过程中，3／4G通信技术直接面向用户家庭，为其提供家庭智能用电功能。

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1.1发电环节能源危机使得全世界都在对新能源进行不断的研究与探索，比如风能、太阳能、潮汐能等。这些新能源的开发为经济的发展提供了清洁、高效的能源，但同时也对现有电网也提出了并网的要求。新能源本身存在一些不足，比如地域性、季节性、发电的不稳定性等。在这种情况下，相关学者要更多地研究如何高效、安全地与这些新能源实现并网，降低新能源对现有电网的影响，使新能源能够高效、安全地接入现有电网。

1.2输电环节我国的电网建设有着自身的特点，最近几年，国家电网提出了“以特高压电网为骨干，各级电网协调发展”的基本方针，特别是在电网的整体规划中提出了建设华东电网、华中电网、华北电网三大交流电网的规划，并着重提出了这三大电网之间的直流互连。我国的电网建设正稳步向着特高电压、大容量、交直流电互联的时代迈进，但由此也带来了一系统的问题，比如，电网的结构日益复杂；所使用的技术越来越高端，越来越趋于自动化；各大电网之间的互联给电网本身的稳定运行带来了很大的影响。为了解决这些问题，智能电网在输电环节上使用的是特高压直流输电技术。该技术与其他技术最大的不同在于系统中间没有落点，所以这种技术适合远距离的输电，而对于交流电网之间的互联，该技术有着其他技术所不具备的特点。所在在由交流与直流所组成的特高压输电网络中，使用特高压直流输电技术可以保证整个输电系统的稳定运行。电力工程技术在此输电环节上所使用的技术主要是对电网整体系统运行的监控、对运行状态的检测、对运行故障的管理和应急等。

1.3变电环节智能电网与传统电网在变电环节中最大的不同就是变电站的智能化建设，这是对传统变电站或者说是对传统电网的一次突破，也是智能电网智能化、自动化发展的最好体现。在变电站的智能化建设中，电力工程技术的应用表现在很多方面。变电站的智能化建设就是对变电站中的物理结构、网络设计、信息的采集、通信协议等进行统一的设计和管理，使变电站的各个环节实现互联，实现信息的共享，从而实现变电站系统的智能化运行、自我诊断与恢复。这其中涉及到计算机网络的建设、高速传感器的使用等电力工程技术。

1.4配电环节配电环节是整个电网系统内直接接入用户的一个环节，在智能电网中，这是极为重要的一个环节。而根据智能电网的总体规划，配电网还要承担各类中小型新能源的接入工作，这就对配电网的稳定运行和故障处理能力提出了更高的要求。在配电环节中，所使用的电力工程技术主要有：配电自动化技术、智能充电技术（主要是指电动汽车的充电技术）、智能化的高级储电技术和高级的检测技术等。

1.5用电环节随着我国经济改革的不断深入，电力市场也在日趋市场化。在这种情况下，电能市场供需双方的互动越来越频繁，对于用户来说，需要稳定、可靠、便宜的电力能源；而对于电力企业来讲，则要实施精细化的管理，以最大程度地实现经济效益。智能电网的建设对智能城市和智能小区的建设都有重要的作用。其主要使用到的电力工程持术有：智能化的测量技术、高效的用户用电信息采集技术以及智能电表等。

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电力工程技术得技术含量很高,它可以通过电子设备实现电能的转化和控制,大大降低电能的消耗和机电设备的损耗,极大的提高了发电机和机电设备的工作效率。当前，电力工程技术中还涌现出同步开断技术的智能开关、新型超高压输变电技术的高压直流输电、电气传动技术的高压变频等一大批高精尖技术。

2、电源领域的运用

不同用户，尤其是大用户往往采用不同的电子设备和电器元件，为了满足各类用户的用电需求,电力工程技术为接入智能电网的用户提供了个性化的电源供应,如直流电源、交流电源、恒定频率的交流电源等等。

3、输电过程中的运用

因为智能电网的运营需要具备电能质量高、电网工作状稳定的条件,而这些条件的满足需要电力工程技术中的谐波抑制技术和无功补偿技术作为支撑。随着电力工程技术的不断发展和智能电网建设的不断完善,大批适应智能电网发展需求的新型装置应运而生,比如超导无功补偿装置和薄型交流变换器。对于线路较长、输电容量较大的输电工程,一些国家通常采用直流电的输电方式。而我国则在此基础上，采用晶闸管变流装置来作为送电和受电两端的整流阀和逆变阀装置，对这些新技术和新设备的采用,极大的提高的电网输送的容量,同时在极端天气下还增强了输电网络的稳定性。这些装置技术含量高，有效地解决了电力输送过程中电网突然断电和电压的不稳定等现象,极大的提高了输电网络的可靠性。因此,高技术含量和高效率的电力工程技术和相关的配套装置是我国新型智能电网建设取得突破性发展的有力保障。

二、智能电网建设过程中电力工程技术的具体应用

1、电能质量优化技术

该技术在智能电网建设中的运用，需要建立在电能的质量等级划分以及评估方法体系的完善的基础上，对供用电的接口所具备的经济性能进行分析，从而建立起用户经济性以及技术等级这两个评估体系，并借助法律法规的不断完善，来促使智能电网的建设向经济且优质的方向发展。电能的质量优化技术的运用，具体涵盖了直流有源滤波器相关技术、自适应静止无功补偿技术、电气化铁道平衡供电技术、统一电能质量控制器以及连续调谐滤波器关键技术等。这些技术能够使得电能的质量大大提高，并且降低了其使用的成本，从而具有较大的运用市场。

2、高压直流输电技术

首先，线路造价低，节省电缆费用。其次，运行电能损耗小，传输节能效果显著。直流输电导线根数少，电阻发热损耗小，没有感抗和容抗的无功损耗，且传输功率的增加使单位损耗降低，大大提高了电力传输中的节能效果。最后，线路走廊窄，其节约的土地量是很可观的。除了经济性，直流输电调节速度快，运行可靠。在正常情况下能保证稳定输出，在事故情况下可实现紧急支援，因为直流输电可通过可控硅换流器快速调整功率、实现潮流翻转。此外，直流输电线路无电容充电电流，直流线路无电容充电电流，电压分布平稳，负载大小不发生电压异常不需并联电抗。

3、能源转换技术

目前国家下大力度整治空气污染物的排放，到2020年较2005年二氧化碳的排放量减少40%，而我国发电系统仍主要依赖于热力发电。因此大力开发和利用新型清洁能源，减少大气污染和温室效应，已成为衡量一个国家可持续发展的重要指标，通过使用先进技术进行能源的转换和高效利用已经成为了现代低碳经济能源利用的核心。目前,我国着重开发大规模电厂并网技术。电网未来的发展趋势应该是范围大、运行可靠的光伏发电技术等。但是,我国的能源转换技术和世界先进水平还有较高的差距。因此,我们要加大相关的技术和资金投入,进一步研发能源转换的核心技术。比如智能电网建设中能量转换技术的发展方向就是提高可再生能源的利用率和各种并网技术的效率等。

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电网智能化中，高级传感器、自动化设备以及通讯设备都具有广泛的应用，这些设备对电网智能化起到支撑作用。电网智能化具有以下优点：

（1）优化电网管理，电网智能化能够为电网运行提供丰富相近的资料支持，从而为处理各种突发事件提供依据；

（2）电网智能化能够优化电力系统，对整个系统进行监控，提升供电质量，保证电力系统安全稳定运行；

（3）电网智能化具有良好的系统兼容性，能够对当前的电网系统进行扩展；

（4）电网智能化能够提升电能利用效率，减少电能消耗，提升资源利用效率。

1.2电网智能化建设发展历程

电网智能化是欧美国家首先提出来的概念，我国于2009年首次提出电网智能化的概念，根据我国电网工作实际，提出了以特高压电网为骨架，各级电网协调发展，以通信网络为支撑，保证电力系统的发电、输电、变电、用电、调度的电压等级，从而实现电网的信息化、自动化，构建具有经济高效、友好互动的现代电网体系。随着我国电网技术的发展，电网智能化建设具有良好的发展前景。

1.3电网智能化意义

电网智能化是电网发展的趋势，对于社会经济发展具有以下的意义：

（1）提升电能利用效率，推动清洁能源科学发展，我国能源资源总量匮乏，而且以煤炭为主的能源结构为我国的环境带来很多问题，电网智能化能够提升电能利用效率，推动清洁能源技术的发展与建设。

（2）带动技术创新，我国电力行业的核心竞争力不强，推动电网智能化，能够推动相关产业的发展建设，提升电力技术发展更新，为推动电力产业结构调整以及相关产业发展带了机遇。

（3）为社会经济发展提供能源支持，能源是社会发展的动力支持，我国的能源供给与电力安全面临着严峻形势，自然灾害、石油储备不足等因素造成能源不足，因此采用电网智能化，推动电动汽车的规模化发展，能够替代石油产品的替代，维护国家能源安全。

（4）为实现国家减碳目标提供支持，我国政府提出了于2020年实现单位减碳40-50%的目标，电网智能化能够大幅度的减少电能消耗，减少碳排放，从而实现节能减排的目标，为政府部门提供决策支撑。

1.4电网智能化建设目标

电网智能化总体建设目标是为了优化电源结构，提升电力系统安全运行水平，实施节能发电调度，并且以特高压电网为骨干网架，做好各级电网的运行，实现电力输送的网络化与信息化，实现电网变电环节的数据全面采集于实时共享，对变电站进行智能调度，构建配电自动化与配网调控一体化的智能技术全面支持，提升对配电网的控制能力，达到电网调度的规范化、流程化、智能化水。在电网智能化体系中，电力通信是电网智能化的重要环节，为了实现电网智能化，通信信息平台的建设目标是：

（1）全面集成国家电网资源计划系统，实现通信信息平台的有效扩展，从而实现信息共享与安全便捷防护，提升信息安全，规范公司管理，对公司进行整体业务分析与辅助战略管理；

（2）建立以光纤化、网络化以及智能化为特征的通信信息平台，实现骨干传输网的建设，从而实现用户与电网之间的通信，提升公司增值业务。

2电力通信信息化系统构建方案

2.1电力通信信息化概述

电力通信信息化已经经历过多个阶段，随着电网智能化的不断发展，电力通信信息化已经逐渐发展，电力通信信息化经过了以下的几种阶段：

（1）人工管理阶段，电力通信信息化的初始阶段主要是依靠人工进行网络信息的管理，主要是采用纸质方式进行信息记录与管理；

（2）电子化阶段，经过一定时期的发展，电网的通信网已经具备一定的规模，并且实现了部分设备与网络的管理，但是因为网络的因素，导致网络运行状况与网络资源独立脱节，无法实现关联运作与故障有效管理，故障定位与故障处理较难；

（3）电力通信网络逐渐发展，电力通信网络已经达到了一定的规模，电网能够承载的业务逐渐多元化，可靠性逐渐提升，因此需要提升通信网络精益化管理。

2.2电力通信信息化系统关键问题

为了提升电力通信网络化系统建设，需要从电力网络的通信网运行、通信网监控多方面实现有效管理，为了提升电力通信信息化系统建设，需要解决以下的关键问题：

（1）解决大规模通信网络的建设，并且实现网络资源管理与资源的调度；

（2）对于通信网的监控以及运行管理进行统一管理，并且实现多平台的开发与集成；

（3）实现不同层次之间的通信网络系统，并且实现不同系统之间的管理。因此在电力通信网络的建设中，需要解决以上的问题，保障通信网络稳定运行。

2.3电力通信信息化系统构建目标

为了实现与电网智能化相适应，电力通信信息化系统建设需要达到以下的目标：

（1）统一性，实现对电力设备以及电力系统资源进行统一管理，对于电力系统中的故障监视、现场处理以及资源调度进行统一管理，保障电力系统调动的稳定性与统一性；

（2）安全性，采用数字签名、日志记录等方式对电力通信网络进行安全管理，保障电力通信网络的稳定运行。为了对电力信息进行有效管理，需要在网络层、操作系统层进行高级别产品，并且做好软件安全管理；

（3）开放性，保证电力通信系统的开放性，能够与其他的系统进行兼容，从而实现接口管理；

（4）先进性与实用性平衡，采用分布式处理技术与多力度重用方法，从而实现多借口之间的互联与互通，实现不同借口之间的管理；

（5）可靠性与可维护性，保证电力通信的数据可靠性与程序可靠性、设备可靠性，全面保证系统的可靠运行，并且做好故障监督管理，保障系统的可维护性；

（6）可扩充性与可延展性，为了实现借口的管理，需要采用定制模块进行管理，对于设备的内部接口进行有效管理，保证电力通信设备的可扩充性与可延展性，便于升级与扩展；

（7）经济性，保障电力通信网络的经济型，能够充分利用现有的资源，使网络控制能够达到自动化与半自动的有效平衡。

2.4电力通信信息化系统构建

因此在该系统中，能够实现以下功能：

（1）网络监视子系统，能够对电力通信设备进行监督管理，及时发现通信网络中的隐患与故障，及时实现设备隐患管理，缩短隐患与故障发现以及处理时间；

（2）资源管理子系统，该系统能够实现对通信光缆、设备、号码资源进行有效管理，实现资源的集约化、标准化、精益化管理，并且保证系统数据与现场资源核查数据有效对应；

（3）运维管理平台，该平台能够实现通信资源调度、检修计划管理、退运管理以及工程资料管理等16个工作流程的标准化、信息化管理。将网络监视、资源管理以及运维管理3个子系统进行整合管理，从而能够实现网络监视，实现网络资源分配调度与管理。

3电力通信在电网智能化的支撑作用

为了达到电网智能化的目标，电网运行中的发电、输电、变电以及用电等关键步骤对电网优化具有重要的意义，为了保证电网智能化管理，需要采用广域测量、自动抄表、自动测量以及能源管理等多种网络技术进行管理，其中自动测量技术以及自动抄表技术是电力系统的关键技术，能够为电网信息的全局监控、信息采集于分析处理提供依据。

3.1信息传递处理

电力通信系统是电网智能化的核心，对电网运行中的信息传输、传感和交互起着重要作用。为了实现电能的高速传输，需要对电力系统进行有效管理。电力通信能够实现信息的传递，从而为电网运行的提供数据支撑，为电网的监控、管理与维护提供数据支持。采用构建以光纤化、网络化以及智能化的通信管理信息平台，能够对客户终端、变电站以及电网信息进行管理，将电网系统中的数据传输到智能终端，从而实现对电力体统的智能化管理，对电力参数进行优化设计，实现电能的配送与管理。在现代电网设计中，电力通信是电网智能化的核心，基于电网信息传递，能够有效地提升电网运行的效率，为电网智能化稳定运行提供保障。电力通信能够实现不同电网系统之间的信息交流共享，为电网系统的整体优化提供决策，保证电网信息安全，为电网市场的稳定运行提供依据。

3.2设备监控管理

电网智能化需要传感器系统、发电系统、光纤、变电系统等做种系统与设备构成，为了实现电网系统的稳定化运行，需要对电子设备进行管理，从而做好电子设备的监控与维护。电力通信能够对电力系统中的设备进行监控管理，对于电力设备的状态进行监控，能够独系统进行管理，从而保证电能在不同的双系统之间稳定运行。传感器对于电力设备的状态进行监控，并且具有故障预警、自动处理的能力，电力通信能够将传感的数据传输到智能终端，从而实现设备的监控管理，保证电网系统的稳定运行。我国电网智能化的建设，是以特高压电网为骨架，各级电网协调发展，为了对电网智能化的设备进行监控管理，需要采用有效的动力通信，从而做好电网设备的管理，促进电网智能化工作有序开展。

3.3保护电网安全稳定

电力通信网对于电网智能化的主要支撑作用在于，能够保证电力系统的安全稳定运行。电网系统中，电力通信系统、调度自动化系统与安全稳定系统构成了电力系统的安全稳定系统，对于电力智能化的安全管理具有重要的意义。电力通信系统是确保电网安全、稳定、经济运行的基础，因为电力通信系统是电网调度自动化、管理现代化以及网络运营市场化的基础，所以电网智能化对于电力通信的可靠性、快速性、准确性以及信息安全性具有严格的要求，电力通信系统的建设质量对于电网质量化具有重要的影响。为了保障电力通信建设，需要构建符合电网发展的专用通信网络，目前大多数国家的电网都以自建为主的方式完成了电力系统专用通信网的建设，我国的电力通信网络的建设主要是以广域测量、自动抄表、自动测量以及能源管理等多种网络技术进行管理，能够促进电力通信网络的建设，增强电网安全稳定运行。

3.4促进电力市场发展

电力通信系统是电网调度自动化与生产管理现代化的基础，为了促进电力市场的稳定，为社会经济发展提供安全稳定的电力资源，需要电力通信系统的支持。随着电网结构的加强与规模日益增强，电力通信是保障电网同步发展与电力市场稳定运行的基础，电力通信信息技术除了能够保障电网的稳定运行之外，还能够推动电力工业的发展，从而促进电力市场的建设发展。随着电力改革的持续进行，电力公司的发电、输电、配电实行统一经营，而当前不同的经营分解成为独立的实体参与竞争，开放式的竞争为电网运行规划带来了不确定性，电力通信能够保障不同企业之间的信息传递，对于电网安全、经济运行具有重要的现实意义。

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2智能电网建设过程中中所运用的电力技术

在我国智能电网建设的过程中运用到的电力技术主要用一下几个方面第一是储能技术，其二是基于电压源换流器的柔性直流输电技术，第三是柔流输电技术；第四是风力发电技术；第五是太阳能发电技术；第六是高压直流输电技术。这六门技术在智能电网建设的过程中发挥着重要的作用，下面笔者就这六项技术展开简单的分析与研究。

2.1在电力系统中,实现智能电网受到各种技术因素的影响,还受到环境因素的影响。基于智能电网相关技术的分析,结合战略的发展趋势本文进行了讨论。摘要因为太阳能与风能能够直接连接到电网上，对与电池如何迅速地进行放电与充电问题，如何有效进对智能电网上的电池进行管理，成为了我们应该积极考虑的问题。基于上述的考虑，我们在智能电网的建设过程中，采用能源的存储技术，这种技术可以使上述的问题得到解决。在该技术中，最重要的组成技术就是飞轮的储能技术，这种技术借用电机作用，从而能够实现机械能与能源间的转换。也就是说当电网需要的时候，电机就可以成为发电机，其和飞轮的机械能可以快速转换为所需的功率,传输到电网系统。飞轮的制成材料是高强度的玻璃纤维，其通过一对磁悬浮轴实现悬浮在空气中的,因此我们说在飞作的过程中，几乎不会损失能量。而且风轮的转速能到40000r/min以上，这更提高了整个装置的转行效率。

2.2基于电压源换流器的柔性直流输电技术在灵活的直流电压源逆变器的基础上,在立足电压源换流器以及脉冲宽度调制调制的基础上，形成了两种技术组合成的一种新型直流技术。智能电网中的运用电压源换流器的柔性直流输电技术，不仅解决了直流和交流传动加载点之间的问题,还简化了设备,也有一个低得多的成本。

2.3柔流输电技术所谓的灵活交流输电技术,是一种集成电力电子技术,它可以灵活使用、方便快捷。这种技术可以有效而广泛地对当前的范围进行控制。而且在电力传输的过程中，柔性的交流输电技术还可以改善线传输能力,可以减少备用发电机组容量,提高电源智能电网的稳定性。

2.力发电技术当前在风力发电的市场上，主要采用的主流发电机组都是双向感应发电机与永磁同步发电机等设备。也就是说风力发电的过程中,可以根据风力转子励磁电流的频率、速度，有效地实现控制发电机组有功功率和无功功率额目的,利用让风力涡轮机的多级智能电网变速的特点，提高风能利用率，但是永磁同步发电机只能借助于全功率变频器才可以。因此我们说,在智能电网中运用风力发电技术，可以更好的利用自然资源与能力，节省更多的人力物力与财力，节能环保。

2.5太阳能发电技术太阳能发电也叫光伏发电，因为在智能电网中，太阳能经常使用一个光伏阵列或一个数字光伏模块和逆变器,蓄电池互连线，其是借助光伏阵列形成的。在光伏发电系统中,是基于一定的互连的当前值,因此在当前的调整中,在电池的帮助下，控制器对蓄电池组进行双向的充电和放电控制,实现智能电网的安全可靠运行稳定的电力供应。

2.6高压直流输电技术所谓的高压直流输电,是使用的稳定直流没有感抗,容抗也不工作,不同步问题,实现的。高压直流输电技术运用的远距离大公路的直流输电方式，这种方式在输电的过程中，电容量非常大，而且比较文星。尤其是在架空线路和电缆远距离输送传统电力,这种技术也同样适用于通信系统要求独立场合的连接。在智能电网中使用高压直流输电技术提高了电网的安全稳定性能。

3电力技术在智能电网建设活动中发挥作用

综上所述,电力技术在智能电网的建设中发挥了重要作用,在这一点上,总的来说是很容易的。电力技术在智能电网建设中的影响具体的来说不外乎一下几点：第一改善和提高电网运行水平和控制能力；第二满足用户对电能质量的需求,和改善电网服务质量；第三优化了电网资源配置能力；第四确保和提高电网互联的风能和太阳能系统容量；第五对大中型城市电网容量和电流的提高,有效促了信息社会的发展。

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2智能电网优势分析及先进电力电子技术应用探究

2.1智能电网的主要优势分析智能电网在当下贯穿电力系统的各个环节，它是实现信息流以及电力流和业务流的一体化现代智能电网，自身有着显著的优势，它能够把各种发电以及储蓄能源方式得以兼容，将可再生能源的利用率得到有效提高，从而达到多样化的电力市场交易主体和电能产品。其用户能够在智能电网作用下对实时电价信息得到及时掌握，从而形成良好用电习惯。并能够有效的将用户用电质量多样式和电能质量多样式的选择得以实现，智能电网在故障的检修以及查找的灵敏度比较高，可在有限时间内找到故障，这对危险性有了很好的预防效果。

2.2智能电网中先进电力电子技术的实际应用智能电网中SVC技术的应用是比较典型的一种应用技术，这一技术主要是依靠着灵活交流输电装置，从而实现电压而对稳定以及调节系统电压和对无功潮流的控制等作用，这一技术是解决我国电网输电瓶颈的重要技术手段，SVC技术有着无功补偿以及潮流优化的功能，可对电网电能输送效率得到优化，并保障其安全稳定的运行。

另外电力电子技术在智能电网输电环节中的应用，其输电环节主要是柔性直流输电以及交流输电和高压直流输电这几种类型，直流输电有着稳性高和量大的特点，柔流输电是当前电力电子技术和电力系统结合的产物，可灵活适时控制电力系统主要参数，把控制技术和电力以及电子技术得到有机的结合，在高压输变电当中能够完成能源隔离增强电网稳定性，对输送电能力也能够得到有效提升。

智能电网中应用高压变频技术能够对智能电网的运行得到优化，它能够对电量得到节约三成以上的水平，将其技术应用到智能电网当中在整个运行操作过程中的节能效果能够比较突出，这也是用户实现节能减排的首选，功率单元串联多电协调操作方式在实际生活当中运用的较为广泛，其中的中亚三电平技术以及混合结构技术有着灵活的控制能力，这对智能电网的发展能够起到重要的促进作用。智能电网中高压直流输电技术的应用也能将智能电网的运行得到优化，智能电网运行的过程中输电采取的是直流电，发电以及用电采取的是交流电，这一技术主要是将直流和交流的转换进行实现的。交流电先变为高岩直流电主要是在输电线路换流变压器以及整流器的作用下进行实现的，而直流电主要是在输电线路逆变器的作用下进行实现的。远距离输电当中通过对高压直流输电技术的应用，能够将智能电网的故障率得到有效降低，并能够实现智能电网输电距离以及输电量较大的要求。

我国的智能电网发展还处在一个初级的阶段，对先进电力电子技术的应用能够推动其快速的发展，在这些技术当中，对超导电力技术的应用将会成为将来发展的一个重要趋势。高温超高电力技术是新兴的技术，能够在输电电缆以及变压器和电动机等诸多方面得到应用，实现这一电力技术并将其和智能电网得到有机的结合，能推动我国电网的发展。由于智能电网自身有着自愈能力，但实现双向流动就需要更为先进的技术设备，超导电力装备有着独特之处，它能够快速的调解电力系统增强其可控性。

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在智能电网系统中输电系统也是不可缺少的，如今的输电系统已经彻底改变了传统输电模式，开始建设一批特高压电网骨干网架，可以在很大程度上满足电能输送，还可以降低电能损耗，进一步实现了电力系统的升级。而在建设特高压电网骨干网架的过程中，必须要强化输送能力和电网监控水平，这就要求将完善可靠的电力通信技术应用到智能电网的构建之中。这样不仅可以采用不同方式的接入机构，还可以在电网运行控制程度上得到提升，电力通讯技术的出现可以在电网继电保护和调度控制上起到很大的作用，可以确保各个模块之间的正常通信，实现信息共享。随着电力通讯技术的变革，越来越多的通讯功能开始应用到输电系统中，可以实现安全预警和可视化检测，这样就可以在很大程度上减少电网出现故障的几率。

1.2电力通信技术在变电领域的应用

在智能电网系统中变电系统也至关重要，电力通信技术在变电领域也得到了广泛应用，无论从组成机制上还是运行机制上都起到了不可或缺的作用，智能变电站想要实现电能转变、效率分析、电量统计就必须要采用电力通信技术，只有电力通信技术才能实现变电系统中的信息采集、测量、控制、保护等基本功能，同时电力通信技术的应用对于智能变电站运行和控制都提供了丰富的数据，这些数据可以对变电系统起到保护和协调作用，进一步提高变电站的工作效率。

1.3电力通信技术在配电领域的应用

配电系统是智能电网中最为重要的一个环节，可以将电能分配到千家万户，实现电能的使用，在这个过程中信息量十分庞大，配电系统必须必备很强的兼容性，这时也就少电力通讯技术起作用的时候了。电力通信技术在配电运行过程中将计算机软硬件设备和各种传感器设备进行协调，将电能变得更为优质，同时电力通信技术在配电网络出现故障时可以进行自动修复，抵御各种外来影响因素的破坏。

2当前我国电力通信技术在智能电网应用过程中存在的一些问题

2.1电网运行不够稳定

在电网运行过程中经常会出现电力系统不稳定的情况，这主要是由于受到了外来影响因素的干扰，但是在目前我国电力系统中电力运行不稳定已经成为普遍存在的问题，在电网正常运行时有很多因素会出现，这些因素的产生直接影响到电网功率高低，造成电网功率不平衡，而且目前没有办法将这些干扰因素彻底消除，唯一能做的就是在一定程度上抑制干扰程度。

2.2安全管理质量存在缺陷

由于智能电网在运行过程中需要高度的安全性，这时电力通信技术的存在就弥补了这一点，当智能电网出现电力故障时通信系统可以在一定程度上做出抵御，但是对于一些大型电力故障电力通讯系统还是无法进行控制，这时如果没有问题反馈系统就有可能造成更大的事故。当前我国电力系统在电力通信管理方面工作的质量还有待提高，甚至可以说是存在一些缺陷。首先在协同管理方面智能电网系统中的网络信息并不安全，很多情况下不能实现网络管理机制。其次是缺乏一个能够与实际情况相适应的科学合理的管理机制，在智能化电网的建设和发展过程中，我们一直在强调的都是电力通信技术创新和应用工作，而往往是忽略对相应管理措施的探索和研究，使得管理工作一直滞后于技术的发展，没有形成一个切实科学的管理办法和规章制度，导致在实际的管理和维护过程中对某些问题和隐患表现得束手无策，有时候甚至是只能任凭问题的发生和事故的扩大化。

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数据采集是用电信息采集系统的主要职能，它使以往耗时耗力的数据采集工作变得既简单又高效，而且根据各种业务的各种需要，可以对数据采集进行合适的调整，以满足不同业务的需要，这样，可以保证采集工作的定时性，而且还可以对数据进行随机采集，或直接接受用户上报的数据。

1.2数据管理

用电数据采集系统可以使数据的运算、分析和储存得以实现，从而实现原始数据的安全有效，而且可以保证对异常数据的甄别工作的实现。在对数据进行分析后，可以得出三项平衡度，另外，可以根据设定的突变值，定时对线损进行相应的分析，包括用电情况的等。

1.3数据控制

为了控制电网功率的定值，我们也可以使用用电信息采集系统，对用电时段、总的用电量以及保电工作进行控制，还可以实现远程遥控。

1.4综合运用方面

对于用电信息采集系统，除了上述应用职能之外，还可以实行预付费管理、对用电管理人员的考勤管理、通过现代化的信息通信（手机短信、语音）及时向用户发送用电的相关信息，实现与用户的及时沟通、及时联系，使用户对自己的用电情况及时了解，此外，互联网和银行卡等相关媒介的使用也可以实现同样的目的。

2.智能电网用电信息采集系统中各种信息采集系统的优缺点

智能电网用电信息采集系统能够充分利用现有的配电网络来实现信息的快速传输，这是该系统在宽带通信中的优势，在上述的职能中有充分的体现，这里就不再叙述。对于该系统之外的缺点，主要存在于“电磁辐射”、“噪声干扰”、“变压器阻隔信号”以及“BPLC协议”等各方面。第一，在电力线宽带的通信技术中，其重要环节是减小电磁辐射，但是此时，电力线的工作特性与射频天线发射的电磁波，会对现有的短波通讯产生干扰。第二，当电力线宽带在执行通信工作时，配电变压器使信号不能够直接从中压网进入低压网，因此，为了解决这一问题，需要相应的设备的协助，但是这些设备通常比较昂贵，这是该系统中存在的另一缺点。第三，电力线通道的噪声干扰比较大，时变性也比较强，而噪声的来源是各种电器和几点产品以及电力线本身，很难消除。而且，这些噪声还会对电力器件产生作用，使其产生周期性噪声、产生宽带噪声。更糟糕的是，一些未接入电网的设备会将其产生的噪声通过射频耦合进入电力线。

3.智能电网用电信息采集中电力线宽带通信技术的实施要点

电力线宽带通信技术采用的是先进的OFDM通信编码技术，利用电力线来实现对数据通信的传送，这种电力线的应用范围和覆盖面积特别广泛，利用这种电力线将互联网上的数字信号转换为高频无线电波，这些电波在特定端口被送回到效用栅格中，并经过效用变压器进入用户家庭和公司。可以免布线低成本地实现用户的数据终端接入宽带通信网络，适应了现代节约型社会的建设需求。

3.1组网模式

电力线宽带载波抄表系统由采集器电力线载波交换机集中器主站以及传输通道组成。在对其进行组装时，应将采集器与智能电能表连接，通过耦合环，将采集到的电力数据信号耦合进电力线，将其传输汇聚至电力线载波交换机，通过这个交换机将数据汇聚到宽带载波集中器中，集中器再通过光纤通道将数据传动到主站。集中器的上行方面采用了EPON光网络技术实现数据的上传。对于传输方式，有许多方式，具体有施工方式、可靠性、运行维护、传输速率、访问机制、影响因素和可扩展性，通过对不同传输方式的各种指标的对比，可以更好地选择不同要求下的合适方式。

3.2组网结构

根据部署位置，以电力线宽带载波技术的低压用户集中抄表系统为基础的系统构架可分为三个部分，即主站、通信信道和采集设备。

(1)面对系统主站部分的各种物力结构，建议单独组网，应用防火墙来安全隔离营销应用系统、其他应用系统以及公网信道，从而实现系统信息的安全传输。

(2)通信信道主要分为两部分：远程通信信道和本地通信信道在这两种通信信道中，远程通信信道就是一种通信信道，这种通信信道位于系统主站和远端网络集中器之间，包括了多种网络信道。而由于光纤信道具有高宽带、高速率、高可靠性的特点，所以在一定的条件下，可将电力通信光纤专网向配网延伸至每个台区，从而保证主要通信网络的专有性和安全性。而本地通信信道即网络集中器和采集器以及采集器与电能表计之间的通信信道。

(3)采集设备是安装在现场的终端以及计量设备。主要由专一收集各种终端数据并进行处理的网络集中器，用于采集多种电表数据的电能信息并可以与集中器交换数据的电力线宽带载波采集器，以及电能表构成。

3.3网络管理

宽带集抄的全面支持受益于SNMP网络管理，因此，网络管理是电力线宽带通信技术的重要内容，主要包括以下三个方面：

(1)网络配置的管理

可以对数据进行远程设置、对各种参数实现获取。而且支持人工设置和自动下载。

(2)性能检测

支持对设备运行状态的远程监控，可以实时检测电力线的通信线路的状态，包括通信速率、信道曲线、载波调制等。

(3)应用升级

它同样可以支持通信控制和应用软件的远程升级，可以采用整体或分模块的升级，为新的应用业务开展提供了简单、经济的解决手段。