智能通信技术范文

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第一代的移动通信技术最早是在二十世纪八十年代左右出现的，它经历了大概十几年的发展时间，在上世纪九十年展结束。它的技术特点主要有以下几个方面，它的智能化技术很差，业务量较小、没有很好的通信技术、安全性不高、运行起来很慢而且没有设定加密的功能。在这一代移动通信系统中，主要采用的是模拟传输技术，所以传输的效果很差，而且在传输中会被其他因素影响，抗干扰力很差。那个时期，人们的生活水平并不高，生活也不丰富。所以，只有一少部分人能够使用这种移动通信设备，并没有得到广泛的使用。因此，人们并没有十分关注这种通信技术的发展。

第二代移动通信技术的特征

第二代的移动通信系统即2G技术，最开始是从二十世纪九十年代初期出现的，这种技术的出现主要是为了弥补第一代移动通信系统中存在的缺陷，并且扩展相应的功能。第二代移动通信系统的主要内容是网络应用逻辑更强，采用立即计费的方式，支持最佳路由，00/1800双频段，话语编解码等是完全兼容的而且速率更强，频率结构使用的是更高的加密技术，并且在这一代的通信技术中还应用了智能天线技术和双频段技术等。这样就满足了人们日益增长的需求，使业务数量持续的增长。移动通信技术所存在的GSM系统容量不足的缺陷，使GSM功能不断地得到改善和增强，具备了初步支持多媒体业务的能力。虽然第二代移动通信技术，在发展的过程中不断地得到较好的完善，但是2G的移动通信系统，随着用户和网络规模的不断扩大，频率资源也己经适应不了，移动通信业务发展的需求，呈现供不应求的趋式，频率资源也占有率也接近于枯竭，移动通信的语音质量，也不能达到用户所要求的高质量的标准，对于数据通信速率太低，这个2G无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需求。

第三代移动通信技术

第三代移动通信系统技术，主要是在话音和数据通信速率等方面得到有效的改进，通信码率能够达到384kb/s，第三代移动通信系统，也就是通常所说的3G，是现阶段正在全力开发的移动通信的系统，这一代移动通信的系统，已经具备了最基本智能特征，应用了智能信号处理技术，智能信号处理单元，多媒体数据通信和话音支持的技术，能够提供跟前两代产品相比，所不能提供的多种宽带信息业务，第三代移动通信技术具备慢速图像、高速数据、电视图像等功能。传输速率也比前两代，移动通信技术有高质量的提高，传输速率在用户静止时，移动通信速率最大为2Mbps，在用户高速移动时，移动通信速率最大支持144Kbps，所占频带宽度为5MHz左右。但是，就目前的第三代3G移动通信系统，通信标准总共有三大类CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA，共同组成3G移动通信IMT2000的体系，它们彼此之间存在相互兼容的问题，这就意味着从根本上来说，当前已有的移动通信系统，并不是真正的个人通信和全球通信系统。再进一步地说，目前的3G移动通信系统的频谱利用率还相当地低，并没有充分地利用频谱资源，达到普及和推广3G移动通信的业务，留下了很大的发展智能移动通信技术的空间。根据移动通信市场发展的需要，和3G移动通信所存在的一些欠缺，目前国际上有不少国家，已经开始研究第四代移动通信系统。也就是我们将要面对的4G移动通信智能系统，这一代移动通信技术，将从根本上弥补前三代移动通信所存在的不足，成为移动通信系统又一个闪光的亮点，在不断地研究和发展中，让更多的用户认识和接受。

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2智能电网运行特点

智能电网在设计和运行过程中，利用高速双向通信通道进行信息传递，并利用传感器技术、测控技术等进行数据采集和指令的执行。总的来说，智能电网运行特点如下。

2.1自愈功能

智能电网的自愈功能是指当电网在遭受突发事故破坏时，例如雷击、地震、火灾或其他自然灾害以及人为破坏后，能够在短时间内对故障进行诊断、定位、隔离以及修复，以自身能力对电网进行保护，实现电力系统的安全运行。自愈功能发挥作用的基础是系统对电网实时状态的监控和掌握，能够在尽可能少的人工干预下，进行备自投、故障隔离等操作，实现电网的自我恢复。

2.2较高的兼容性和集成性

智能电网的标志之一是较好的兼容性和较高的集成性。智能电网的兼容性首先表现在数据格式的兼容，能够提供不同的数据格式的支持;其次，表现在设备的兼容性上，不同厂家、不同标准的设备能够与智能电网进行互通和运行;智能电网的兼容性还表现在对于不同用户的用电需求能够实现精确控制，满足不同用户的需求。高度集成的系统对于信息采集、处理以及信息安全的保障具有重要作用。

2.3安全性

智能电网的安全性除保证电网的供电安全外，还包括与变电站、客户、终端设备之间的通信网络的数据信息安全，智能电网通信技术目前应用较为广泛的是光纤通信，数据流量大，通信质量有保障。

3智能电网信息及通信技术关键问题

当前，智能电网信息及通信技术的研究热点，主要集中在通信技术、信息安全以及通信体系标准化建设等方面，这些关键技术的革新，将会给智能电网的建设及发展带来飞速发展的契机。

3.1通信技术问题

通信技术及通信网络，是智能电网信息输送的动力源泉以及大动脉，对于智能电网终端信息采集、数据传输以及保护、网络控制等意义重大。解决通信技术及通信网络的建设问题，是发展智能电网的基础保障。当前，以光纤通信为代表的信息通信技术是该领域的主流。

3.1.1光纤通信技术问题

光纤通信技术是以光纤作为信息传递的通道和载体，实现数据互通的技术。一般而言，光纤通信技术可以借助MPLS(Multi－ProtocolLabelSwitching，多协议标签交换)技术将传统光纤由2M带宽扩容到100M，可有效降低成本。目前智能电网光纤通信技术的主要问题是在架设以及更换加挂时光缆型式的选择。智能电网通常采用OPGW、OPPC、ADSS等光缆进行网络建设。OPGW光缆在敷设时具有以下两种优势:第一，OPGW光缆在敷设时与地线可复用架设，能够减少工程量，降低成本。第二，OPGW光缆能够将信号在传输过程中的损失控制到较小的程度，适用于智能电网长远距离信息传输使用，以确保通信质量。其主要缺点是易受雷击，需附设防雷击装置以对其进行保护。而ADSS光缆相较于OPGW而言，在防雷击方面具有明显优势;且由于其采用低密度材料，在敷设时更加便于施工，对输电线路影响更小;此外，该光缆敷设采用杆塔添加形式，维修和线路优化工作便于展开。该光缆应用的主要缺点在于电腐蚀情况较为明显。OPPC光缆目前主要在发达国家应用，其主要特点是能够与相导线复合使用，借助相导线的高压对光缆形成天然的保护，成为OPGW以及ADSS光缆敷设盲区的最佳替代品。三者相比，OPPC以及OPGW光缆主要适用于新建线路中，而ADSS光缆则主要用于老旧线路加挂时使用。

3.1.2电力通信技术问题

电力通信技术目前主要问题有两种:第一，电力线缆本身的射频干扰以及载波频率过低，都对其寻找合适的替代品带来较大难度，另外，新材料应用的技术难题也困扰着电力通信技术的发展。第二，互联网通用的TCP/IP协议无法兼容与电力线通信，许多新技术难以得到应用。针对目前电力通信技术的主要问题，一方面可以从开发新型信息承载材料入手，解决电力线缆的使用弊端;另一方面，BPL标准开发的发展，将为未来电力线兼容互联网协议提供标准体制上的极大助力。

3.2信息安全技术问题

智能电网从自身分布式的系统以及终端获取运行数据信息，实现数据的交换，因而，信息传输的安全与否直接关系到电网运行的安全，甚至能够影响国家战略部署和社会安定。因此智能电网ICS/MCS系统的安全问题显得愈发重要。ICS/MCS系统的安全问题主要包括物理安全、运行安全以及信息安全三个方面。而由于智能电网的数字化程度高，易遭受网络恶意代码的攻击，对电网造成极大威胁，这类威胁主要分为主观威胁和客观威胁两类。客观威胁主要来自电网内部，包括自身电力设备及网络设备的损坏或故障，由于工作人员的疏忽带来的威胁也属于客观威胁;而主观威胁则主要来自系统外部，主要包括商业间谍、犯罪分子以及网络黑客的攻击。智能电网信息安全防护的重点在于保证信息的完整性以及及时性，一旦信息完整性被破坏，无法及时进行传递，会造成整个电网运行的控制指令的错误甚至电网瘫痪。而传统信息安全中所指的私密性在电网信息安全中反而处于较低的优先级。为保证智能电网信息安全，需建立完整的信息安全方案，主要目的是:①设备接入控制:防止除系统许可的各类电气设备、网络设备等之外的设备接入系统。②数据信息认证:确认系统接收信息来源的合法性和信息完整性。主要技术手段可采用:第一，对终端各设备进行离线注册并分别分配密钥，并采用基于IBE策略的访问控制及认证，确保终端设备接入的合法性。第二，采用基于HASH函数的信息完整性确认技术，确保系统接收到信息的完整性。

3.3标准体系构建问题

目前，对智能电网的继续发展形成掣肘的主要问题之一便是标准体系迟迟未能完善。智能电网的建设牵涉到种类繁多的电气设备、网络设备，类型多样，需要构建一个统一的标准体系来确保各设备之间协调运行，形成这个标准体系的主要组成包括通信协议和标准。其中通信协议主要包括互联网TCP/IP通信协议，而通信标准除了包括BPL标准外，还包括BACnet、IECTC57、IEC61400－25、IEEE802和1588等。从电网的发电、输电、配电、送电和用电五大环节中，前三个环节目前在我国基本形成了比较完善的通信协议标准体系，以IEEE体系作为基本标准，对电网广域时间进行同步，同时借助PTP等协议对发电控制系统进行精确调节。但是，在送用电环节，由于涉及到的用户较多，用电设备种类覆盖面积大，因此尚未与电气生产商达成广泛共识，形成统一的送用电标准体系，该项工程将会是未来智能电网发展的重点。

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0引言

当今时代是物联网的时代，人们跟家居设备的互动将会越来越准确便捷，智能家居的一个巨大飞跃发展就是从有线网络到无线通信。在智能家居中，无线通信技术的应用不仅在第一个环节改变了家庭应用的方式，在安装过程中避免了开墙孔，很大的程度上简化了产品设备的调度方式。智能家居系统的安全性和稳定性直接受到无线通信技术优劣的影响。就目前来说，在智能家居的无线通信技术运用中WiFi、Z-Wave、蓝牙(Bluetooth)、ZigBee、无线射频等五种技术比较常见。下面把这5种技术优缺点和用途进行介绍。

1理论概述

1.1无线通信技术无线通信(Wirelesscommunication)是指利用电磁波信号可以在任意空间中传播并且进行信息交换的一种通信方式。GSM、Infrared(IR)、CDMA2000、Bluetooth、UMTS/3GPPw/HSDPA、RFID、ISM、ZigBee、WiMAXWi-Fi和UWB等是目前主流的无线通信技术。各种各样的无线通信技术的适用频段、调制方式、最大作用距离、数据率和应用领域。数据率越高,作用距离就越短是以上几种无线通信技术的作用距离与数据率最明显的关系。1.2智能家居智能家居(homeautomation,smarthome)是指以住宅为平台，利用安全防范技术、网络通信技术、综合布线技术、音视频技术、自动控制技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的家庭日程事务与住宅设施的管理系统，提升家居舒适性、艺术性、安全性、便利性，并实现环保智能、节能的居住环境。

2主流无线通信技术在智能家居中应用的优缺点

2.1WiFi技术

优点：WiFi技术已经被广泛的应用在我们的日常生活中，它有着较高的传输速率，可以在射频技术指导下实现个人电脑或者手机等终端设备无线方式的有效连接，实现数据信息的高效传输。基于WiFi技术的智能家居产品是很常见的，其优势在于传输速率快，且产品成本低，在生活使用中最为流行。而且，对于用户来说，最方便的智能家居组合就是基于WiFi技术，它可以直接购买设备联网。WiFi是一种以太网无线扩展，成本较低；它有着更高的传输速度，可以达到54Mbps；传输速度很快，甚至可以达到11Mbps。缺点：无线稳定性弱、安全性非常低是WiFi技术最大的问题；其次，相对较高的功耗也是被广为诟病的缺点；最后，就目前的技术来看，16个设备已经是WiFi网络的实际规模的极限，组网能力不高，而实际智能家居系统中的设备远远多于16个，显然生长空间受到了一定的限制。

2.2Z-wave技术

优点：最初的时候，应用于智能家居的无线控制就是Z-wave无线通信技术的技术设计初衷。与其他智能家庭无线通信技术相比，Z-wave无线通信技术传输的数据量较小，传输频率低，保持在865.22-956MHz之间，所以无论是价格还是传输距离都有很大的优势。由控制节点进行分配的独立的网络地址存在于任意一个Z-wave网络中，通信距离范围之内的所有节点都可以被控制。设备完成后进入网内，用户可以使用全功能遥控器，在全触摸屏控制下使用辅助开关状态，对家中所有连接的智能家居进入网电控制。Z-wave无线通信技术可以利用远程网络对家庭中的电气设备实现更有效的监控和管理。缺点：Z-wave无线网络节点的无线节点不多，理论值为256，实际值可能只有150左右，树网络结构的同时，一旦被顶坏的分支，所有的底部的设备可能就无法与网关进行通信。此外，Z-wave无线通信技术无加密技术，安全性很低。

2.3蓝牙技术

优点：蓝牙通信技术作为一种典型的快速跳频短包技术和分布式网络结构，可以轻松实现一对多，点对点的通信连接，在一个2.4GH带的环境中工作，常规建立数据传输率为1Mhps。现在在智能家居中蓝牙技术的作用主要体现在两个方面：一方面，通过蓝牙技术监控用户家中的各种情况，这一监测涉及两部分，一是监测家庭环境，利用远程对用户家庭实现自动调节阳光，湿度和温度等，建立舒适的生活环境。二是监测能源，在这种情况下，具体的能源是指用户的水电，暖气、煤气等，监测家庭能源开关，消除安全隐患；另一方面，蓝牙技术可以实现自动计费服务。蓝牙无线通信技术对用户家庭电表、水表和煤气表等充电设备的流量进行精度监控，并计算出成本消耗。缺点：由于传输距离太短，所以组建庞大的家庭网络对于蓝牙技术来说并不适用，在智能家居的应用中有很明显的限制。

2.4ZigBee技术

优点：ZigBee技术在智能家居无线通信技术中是最常见的，它的性质是一个短距离的双向无线通信技术，具有高容量和低投资、低损耗等明显的优点，并具有自恢复和自组织网络的功能。由于独特的技术设计，ZigBee技术拥有较高的安全性：使用了比银行卡加密系统严格12倍的AES（高级）加密系统，；其次，采用蜂窝结构的ZigBee网络，每个设备可以通过多个方向与网关通信，保证网络的稳定性；每个装置还具有无线信号中继功能，可以中继传输到无线通信信息到1000米远的距离。此外，65300的网络节点容量理论，可以满足家庭网络覆盖的需求，甚至只需要一个主机就可以实现智能大厦、智能小区等的普遍覆盖；最后，ZigBee具备双向通信能力，不仅可以发送命令到设备，该设备还可以把正在进行的状态和相关数据反馈回来。此外，ZigBee采用低功耗设计，可以使用全电池供电，理论上来说，电池的电量足够使用2年以上。缺点：ZigBee技术研发和应用门槛较高，开发难度大，没有技术实力的企业无法涉足，国外的智能家居系统都是在运用这个技术，目前国内只有海尔、小米、紫光物联、深圳聪明屋等少数企业把此技术运用到了智能家居。

2.5无线射频技术

优点：无线射频技术是一种自动识别技术，基本系统主要包含卫星天线、电子标签、阅读器三大部分。电子标签上有可以被唯一识别的电子编码。阅读器通过无线射频的照射获取电子标签的电子编码，并进行识别。卫星天线就是收发无线射频的媒介，负责电子标签与阅读器之间的“交流”。无线射频技术是一种近距离的无线通信技术，具有低成本、低数据速率、低功耗、低复杂度的特点。这种技术应用于智能家居的的优点是，利用点对点的射频技术，实现对家电和灯光的控制，使一部分家居产品无需重新布线，设置安装都很便捷，主要应用于实现对特定电器或灯光的控制，成本较低。缺点：无线射频技术的遥控距离一旦超过一定范围，无线信号就会因为同频信号的干扰而变弱。在智能家居的应用中，无线射频技术的极限距离是30米（室内），如果超过了这个距离，无线信号会减弱，同时易受同频干扰，是无线射频技术最明显的缺点。另外，无线射频技术装置的家居系统功能比较弱，控制方式比较单一，受环境制约明显，只适用于新装修户和已装修户。

3结语

在通信技术以及网络技术飞速发展的今天，万物互联是必然趋势，在未来，人与人、人与物、物与物都会无处不在的互联，任何人、任何物、任何时间、任何地点永远在线，随时互动。物联网时代的智能家居系统必须具备互联互通，单纯的远程控制一下灯光和电器已经不能称为实质意义上的智能家居了，那样只能叫做遥控。智能产业不断发展的今天，在智能家居中如何更有效地发挥无线通信的优势是智能家居研究的重点。

参考文献：

[1]蒋波.基于ARM与Zigbee技术的嵌入式智能家居系统设计[D].广东工业大学,2014

[2]孙永坚.基于无线传感器网络的智能家居远程监控系统研究与设计[D].吉林大学,2014

[3]徐振福.ZigBee技术在智能家居系统中的应用研究[D].中国科学院大学（工程管理与信息技术学院,2014

[4]杨长龙.基于蓝牙技术的智能家居控制器的研究与设计[D].北京工业大学,2013

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智能化电网的中心点是设计和运行。实现电网智能化运行的关键是借助高速集成的双向通信网络技术，使用传感技术、测量技术、控制方法、决策系统等，使电网安全、可靠、经济、高效的运行。从整体上说，其运行特点主要如下：第一，智能电网具备自愈功能。通过对运行各种影响因素的分析与处理，实现电网运行进行恰当的安全性评估。一旦电网在运行过程中发现有不正常的情况，它便会直接将相关信息反馈给控制人员，而且还可以通过其自身的智能技术对来诊断、隔离和修复系统故障，即使是智能电网中出现的故障或者干扰比较严重的情况，它依旧可以进行自我隔离。智能电网自愈功能架构运行图见图1。图1智能电网自愈功能架构运行图第二，智能电网具备良好的兼容性和集成性。在信息技术高速发展的今天，智能电网通过使用相关的信息技术实现对各种数据的兼容，最终实现了智能电网的综合处理能力，满足不同数据需求和多样化用电需求。通过使用高科技的信息及通信技术平台，实现对信息的高度集成和共享，整合和调控各种数据，保障了用户接收信息的完整性。第三，智能电网具备良好的安全性。实际应用过程中，其信息与通信网络主要包含面向用户服务的通信网络与电力调度网络，涉及到的相关技术主要有无线扩频、光纤通信、电力线载波等,以此为基础实现了电力线路的实时监则，并能够较好的进行电力调度以及设备防盗监控等。

2智能电网应用信息及通信技术的关键问题

从智能电网当前实际使用情况来看，见表1，其运行中的关键技术就是信息和通信。因此，智能电网的建设部门应结合智能电网的实际运行情况，加大力度从信息和通信技术入手进行研究与设计，从而不断完善我国智能电网。表1智能电网各环节建设内容与关键技术

2.1层次模型的构建以及标准体系的设计

智能电网系统的构建是一项极具复杂性的工作，如图2所示，要实现智能电网与信息技术和通信技术顺利结合，就必须构建合理的层次模型和设计标准体系。一方面，构建人员要对电网的各个模块进行详细的分析及划分，并对每一个模块的功能以及运行特点进行研究。另一方面，要想使智能电网的运行始终保持高效状态，必须不断对智能电网进行优化调整，保证电网各个环节的运行始终处于最佳的状态。因此，在与信息技术和通信技术进行应用结合前，还必须预先设计设计科学合理的标准体系。图2向我们清晰的展示了本文研究的智能电网的具体设计层次，包括应用层、网络层和感知延伸层三大层次。

1）应用层主要是各应用平台的运行，包括现有电力平台和用户互动平台。通过应用层，管理者可以在电力应用管理平台上，管理电力生产、传输，营销等各项事务，实现电力生产有效管理；在感知互动平台上，用户可以登录系统管理自己专属账户，核查自己的账户信息，了解电力的政策、运营状况，查询反馈意见，管理当前的个人电力需求等，从而实现电网企业与用户的双向交流。

2）网络层主要是涉及传输中的网络，即电力通信主干网、电力接入专网以及具体应用的电力光纤网和宽带无线网，互联网和以太网。电力通信主干网用来远距离传输各城市间电力调度信息，生产、行政管理命令等信息。电力光纤网和宽带无线通信用来传输各类信息，包括行政管理、调度控制、状态监测、继电保护、安全防护等多种信息。通信传输主干网主要使用光纤，远距离传输光纤具有明显的优势。互联网和以太网则主要用来查询信息，了解当前的电力政策，跟踪市场前沿动态，学习最新电力技术知识等，当然感知延伸层部分信息数据也可通过互联网传输。

3）感知延伸层向上连接各专业网络，向下连接感知使用对象，主要用来采集状态信息、图像信息、电表度数等基础数据，传输智能家居、水、气、热等控制指令，实现智能管理。该层主要利用PLC短距离无线通信、多功能传感器、红外通信、射频、网络路由等技术的应用实现对各智能设备的感知。通过这些技术，提高其感知水平，扩展智能电网的覆盖范围，使智能电网的物理网络得到极大的拓展。

2.2各通信技术模块的开发

（1）电力线通信技术：这是一项传统的技术，分别为窄带和宽带电力线通信技术，后者传输速度更快，可达100Mbit/s。但无法使用TCP/IP通信协议，进而不容易实现与其他通信网络的连接；同时存在信号衰减强烈、用电负荷大、负载圈亢随机变化、载波频率低的问题。因此，如何设计通信标准，研发转换接口，实现与其他网络的有效互联，提高通信传输质量和速度等问题将是电力线通信技术的研究主要方向。随着科技的发展，我们对未来家庭插座可以通过宽带布线通信,实现即插即用。

（2）光纤以太网通信技术：一是光纤复合架空地线（OPGW）技术，二是自承式光缆技术（ADSS）。OPGW是电力通信系统的一种新型特种光缆，在传统的相线结构中将光纤单元复合在导线中，主要优势是比较容易进行施工,避免了在路由协调、电磁兼容等方面与外界的矛盾；目前在电力通信主干网络中已经得到了应用,并逐渐向智能电网主要通信方式发展。ADSS优势在于其较低的安装费用，但是，在进行架空作业过程中，需要使用配套固定挂件，更适合于已架设好输电线路上,避免电网运行中出现重复停电作业的情况。

（3）无线通信术模块的开发。现在，基于多载波调制、码分多址技术、异步传输技术的3G技术已经实现了图像、语音、视频、数据等多媒体信息的提供。无线网络通信的关键问题是信息码格式、通信速率、传输环境和单片机干扰。其中接收模块已受到单片机时钟频率的倍频干扰，其中，51系列的干扰较大,PIC系列较小。所以，需要在单片机中加入隔离电路并降低其工作频率，降低干扰。随着无线通信技术的发展，已作为防风防汛等应急通信的一种重要手段，浙江、江苏等地电网开始使用无线通信的尝试。

2.3信息与通信安全

为了保障智能电网运行的安全性及高效性，就要采取措施优化电网通信网络环境，结合智能电网运行实际制定相关保障其安全性的措施。对此，笔者认为应该做到以下两点：首先，事先为智能电网的安全运行制定可靠的安全保护措施，制定信息安全规章制度，从而做到避免安全问题的发生。其次，从图2的智能电网组网结构分析，通过传感网络实现了互联网对感知对象的实时控制，采用最新的移动无线通信技术，保证通信网络能够连接到控制终端的计算机信息处理平台，实现各种数据科学的、及时的处理；同时需采用接入控制验证技术和信息加密技术，防止接入端的网络入侵，多重攻击，病毒传播等网络安全问题。

2.4电网不稳定

从目前智能电网中电力通信的运行和应用现状分析,电网不稳定也是最常见的问题之一。在电力通信的应用中,造成电网不稳定的主要原因是物理系统中潜在存在的功率不平衡问题,为了确保电力通信系统的正常运行,就需要找到一个相对稳定的平衡点,这其实是负荷母线上节点功率方面的平衡问题,节点无功功率、负荷耗能无功功率,可实现该种平衡,同时平衡点也能够起到有效抑制扰动的作用。

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中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：

以信息技术改造现有能源利用体系，最大限度地开发电网体系的能源效率是智能电网建设的目的。因此，期望通过一个数字化信息网络体系将发电、输电、变电、配电、用电、调度连接在一起，通过智能化控制实现将能源利用效率和能源供应安全提高到全新的水平，将污染和温室气体排放降低到环境可接受的程度。智能电网涉及从电力生产到消费的多个环节，要实现双向互动电网的目标，对信息技术提出了很大的挑战。

1智能电网发展的现状

智能电网建设是全球在能源领域的重要战略部署，欧美等国家都针对智能电网建设制订了战略规划。从2009年起，我国也在智能电网建设上开始投入大量精力，制订了详细的战略发展规划。智能电网的建设将逐步推动我国电力基础生产模式的改变，定位于利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的国际领先、自主创新、具有中国特色的智能电网，是我国电力行业未来的发展方向。而建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础，没有先进的通信系统，任何智能电网的特征都无法实现，因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要通信系统的坚强支持，因此建立先进的通信系统是迈向智能电网的关键一步。现在，我国电网面临的挑战有：

适应新能源发电接入的要求。风电等新能源发电加速发展，大量不稳定电源、分布式电源需要接入电网；

（2）提高电力设备利用率 。近年来，我国电力负荷峰谷差逐年加大，积极引导用户合理分时段用电减少峰谷差，提高电力设施利用率；

（3）满足客户自主选择的需要。电力市场定价方式将从单一电价过渡到可变电价，电网在满足客户对电能质量和供电可靠性要求的同时，应能实现与客户的智能互动，以友好的方式适应客户的自主选择。

2 智能电网的特点及分析

发展智能电网的主要技术管理方向：（1）通信技术；（2）先进的相量测量和广域测量技术；（3）先进的三维动态可视化电网调度自动化技术；（4）可再生能源的接入和并入网技术；（5）先进的表计基础设施和自动抄表系统；（6）支持配电系统“自愈”功能的先进配电自动化；（7）分布式发电、微电网技术以及储能技术；（8）需求侧管理。

建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础，智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持，因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。通信系统要和电网一样深入到千家万户，这样就形成两张紧密联系的网络——电网和通信网络，只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。我们可以直接使用电力线路进行通信，同时在配电、用电、量测端加装调制解调器，但是由于输电线路的干扰较大，给调制解调带来很大困难。先进的表计基础设施是实现智能电网自动化管理检测的关键，没有先进的表计基础设施和自动抄表系统，就不能实现电网的智能自动化。参数量测技术是智能电网基本的组成部件，先进的参数量测及时获得数据并将其转换成数据信息，以供智能电网的各个功能部分使用。测量参数用来评估电网设备健康状况，线路检修，表计读取，进行合理计价收费，防止窃电以及与用户沟通等。未来智能电网将取消所有电磁表计及其读取系统，取而代之的是可以是电力公司与用户进行双向通信的智能表计。基于微处理器的智能表计将有更多的功能，除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外，还有存储电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费率，通知用户实施什么样的费率政策。更高级的功能有用户自行根据费率政策编制时间表，自动控制用户内部电力使用策略，甚至支持用户向电网供电。对电力公司来说先进的表计参数测量技术给电力系统运行和规划人员提供更多的数据支持。智能电网要广泛应用先进的技术设备，极大地提高输配电系统的性能。未来智能电网将主要应用三个方面的先进技术：电力电子技术、超导技术已经大容量储能技术。先进的控制技术可以对智能电网状态进行分析、诊断和预测并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动。

3 智能电网中的通信技术

通信系统是智能电网基础设施的关键组件。随着智能电网中先进技术和应用程序的集成，不同应用程序产生的大量数据将为以后提供分析、控制和实时定价方法。因此，对电力企业来说，定义通信需求和找到最好的通信架构来处理输出数据，并在整体系统中提供一个可靠、安全和具有成本效益的服务是至关重要的。

两种主要通信介质即有线和无线所支持的不同的通信技术，可以用于智能电表和电力公司之间进行数据传输。无线通信具有的优势，如低成本的基础设施和易于连接到难以或无法到达的区域。然而，无线通信的传输路径可能导致信号衰减。另一方面，有线通信解决方案没有信号干扰和依赖于电池等问题。这两种解决方案都是智能电网系统中的信息流传输所需要的。前者可实现传感器和电器到智能电表的连接，后者可实现智能电表和数据中心的连接。而一些如时间部署、运营成本、技术可用性和具体环境等重要的限制因素，应在智能电网部署过程中重点考虑。

3.1 ZigBee

Zigbee是基于IEEE802．15．4标准的低功耗局域网协议。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适用于自动控制和远程控制领域。这些特点使它成为实现智能电器、能源监控、家庭自动化和自动抄表的理想技术。许多智能电表供应商都将ZigBee集成到智能电表中。集成了ZigBee的智能电表能够联系和控制其他ZigBee集成设备，并发送实时电量消费给业主。

ZigBee在2．4 GHz频带上有16个频段，每个频段具有5MHz带宽。ZigBeel由于其简单性、流动|生、低带宽需求、低成本部署、无需授权频段、简单网络实现，使其被应用到燃气、水和电力等公共事业，提供负载均衡、需求反应、实时定价、系统监测、以及计量支持。然而ZigBee在实际应用中也存在一些不足，如处理能力不足、内存空间较小、延迟要求较小、易受其他使用ISM免费频段电器的干扰。

3．2无线网状网

无线网状网又称为“多跳(multi—hop)”网络，是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。在传统的无线局域网(WIAN)中，每个客户端均通过一条与固定的接人点(AP)相连的无线链路来访问网络，用户如果要进行相互通信，必须首先访问一个固定的接人点，这种网络结构被称为单跳网络。而在无线Mesh网络中，任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点可以与一个或多个对等节点进行直接通信。无线网状网具有无单点故障、快速灵活组网、高性能、非视距传输、高速移动支持、与现有网络融合等特点。无线网状网作为一种具有动态的自我组织、自我愈合、自我配置和提供高可伸缩的解决方案，在提高网络性能、网络负载均衡和扩展网络覆盖范围等方面具有优势。广阔的覆盖范围能够在城市和郊区提供多跳路由的能力。同时，无线网状网的特性允许智能电表作为信号中继站，而添加更多的中继站又可以扩展网络的覆盖范围和能力。但是网络容量、衰落和干扰是目前无线网状网的主要挑战。无论在城市还是郊区，电表数量的不足将导致无法提供通信网络的完整覆盖。电表信息流经每一个接入点，需要使用加密算法来确保数据的安全传输，增加了系统的复杂度。由于数据包会流向许多邻居节点，通信链路上还需要额外的开销来避免环路的出现。

3．3蜂窝网

蜂窝网络是智能电表、电力企业和远程节点之间通信的很好的选择。2G、2．5G、3G、WIMAX和LTE都是可用于智能电表部署的蜂窝通信技术。现有的蜂窝通信基础设施使电力公司无需支出运营成本和时间来构建一个专用通信网。蜂窝网络解决方案还可以将智能电表部署到更广阔的环境。应用广泛和经济实惠使蜂窝通信成为目前市场上的主流通信技术[63。在安全方面，蜂窝网已具有强大的安全控制能力来确保数据的安全传输。如目前广泛应用的GSM技术就具有匿名性、身份验证、信号保护和用户数据保护等特点。在城市和郊区，蜂窝网的覆盖范围几乎达到100％，使得智能电表能够大面积部署，电力企业因此可以进行良好的通信管理。较低的投入成本和维护成本、更好的覆盖范围和快速安装等突出特性使蜂窝网成为智能电网通信技术的最佳选择。电网中的一些关键任务应用需要持续可用的通信。但是蜂窝网提供的服务是面向消费者市场的。这可能导致网络拥塞或在紧急情况下降低网络性能，在异常情况下，如自然灾害等，蜂窝网服务提供商可能无法担保服务的正常运行。相比公共网络，私有网络能利用各种技术和频段来处理此类情况。

4 智能电网信息及通信技术层次模型

在智能电网中应用信息及姬信技术层次的模型主要包括四个方面，这四个层次分别为：数据应用层、数据存储管理层、通信网架层以及电网设备，这四个层次中各个层次所组成的信息支撑体系已经成为对我国帮能电网信息运转进行支持有效的载体，同样是对我国智能电网信息传输的主要基础，智能电子信息及通信技术的支撑体系主要通过对智能电网的基础信息进行分级分层的整合与集成，从而达到了信息横向集成和纵向贯通，为智能电网提供了极其可靠的信息支撑。

4.1智能电网层次模型之数据应用层

智能电网信息及通信技术的数据应用层在数据存储管理层、通信网架层以及电网设备层这三个层级的基础之上，主要对智能电网的控制以及高级分析等功能进行实现。

4.2智能电网层级模型之数据存储管理层

智能电网信息及通信技术数据存储的管理层主要进行了跨系统、跨分区的访问、集成、整合功能以及数据存储功能，智能电网信息量和现有的电网相比较将会远远大于现有的电网，有效存储数据也就成为了我们必须要对其进行深入的研究的问题之一，与此同时，我们还必须要在信息化这一基础之上，将异构系统之间信息集成进行全面的完善，访问信息的模式可以为消息总线或者事件驱动模式，这样能够避免大量检索数据。

4.3智能电网层级模型之通信网架层

智能电网信息及通信技术的通信网架层主要将通信网络进行了充分的利用，使智能电网的设备层各种类型的设备都连接成为了一个整体，这其中的网络方式和过去传统的其他方式都具有容易维护和连接简单等等特点，在那些不容易部署有线网络的地方，我们可以部署公网方式或者无线方式。

4.4智能电网层级模型之电网设备层

在智能电网信息及通信技术中的电网设备层主要包括交换设备和元件以及智能电网各类信息的传输。

5 智能电网通信设计关键问题分析

为满足智能电网发展各阶段对电力信息通信网络的需求，需全面建设高速、宽带、自愈的坚强电力信息通信网络，支持多业务的灵活接人，即支持任何时间、任何地点、任何设备、任何业务、无所不在的信息通信接人方式，为电力智能化系统或设备提供“即插即用”的电力信息通信保障。建立先进的智能电网通信系统需要解决的几个关键问题：

5.1统一规划建设

智能电网的通信系统不仅仅是通信通道，而且是智能电网的一部分，需要与智能电网业务配合进行统一的规划。电力通信系统需要开放的网络架构、通用的通信标准。

5.2充分考虑未来资源及数据量的增加

随着接人站点的增加，以及快速增加的采集数据量的不断汇聚，对传输网络带宽和网络传输可靠性都会提出更高的要求。因此，通信平台在建设初期，就应充分考虑到这个因索，为未来的网络扩展和维护更新做好冗余配置。

5.3数据通信要具有开放性

当前电力系统不同的企业、部门之间信息共享受到限制、不同应用软件无法相互兼容，然而智能电网要求其通信系统必须是开放式的，不同企业、部门之间的数据可以完全实现共享。

5.4数据通信网络与智能设备要高度集成

智能电网中的信息网络能够与各种物理设备，如智能仪表系统、智能控制系统等集成为一体化的通信系统。

6 结语

随着科学技术的发展和我国经济水平的不断提高，人民的生活更加幸福，对于生活质量就有了更高的要求。电是生活中不可或缺的一部分，用户对于供电的要求越发严格，如果供电的可靠性得不到充分保障，电力企业的发展将会举步维艰。因此，电网建设中，要充分保证电网质量，这样才能有效保证供电质量。智能电网是电网技术的必然发展趋势，它结合了多种先进技术，尤其是信息及通信技术作为智能电网的技术支撑核心，为其发展奠定了坚实的基础，也是最为关键的因素。智能电网已经成为国内外重点研究对象，要让电网建设更加智能、高效、可靠，并能有效解决能源不均衡问题，这才是电力企业可持续发展方向。

参考文献：

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在高速公路来往行驶的车辆中，要想保证车辆可以更加安全的行驶，就需要对行车秩序加以严格的规范，进行高效的监控是十分必要的，这种监控系统的应用可以让人们养成遵章守法的好习惯，保持道路的畅通性，另外，在有些地区中，经常会发生各种气象灾害，加强监控系统的应用，能够对高速公路的车辆行驶情况做到时刻的监控，从而进行宏观调控。本文的最终目的就是为了能够让车辆在高速公路上得到正常的行驶，避免事故的发生，希望在本文的论述下，人们能够对智能监控通信技术在现实生活中的应用更加了解。

1 高速公路智能监控通信技术的概念

首先这种技术主要是由两部分组成的，一部分是中心站，一部分是分站，一般中心站都设置在高速公路的管理中心中，集中接收各方发来的信息，分站的主要工作任务则是要在各个站点接收信息，一个分站一般都要配有一个报警电话以及数据通路，还有监控端口，当高速公路上发生事故时，就可以在第一时间向分站拨打电话进行求救，并且将信息直接上传到中心站中，这样事故就能得到激素的处理，此外，中心站能够利用视频监控的功能随时掌握现场分站的工作情况。

监控通信技术主要是远距离通信，所以是利用光纤进行传输的，在供电电源方面主要采用的是太阳能蓄电池，为了保证太阳能蓄电池的蓄电能力，在不必要的时候可以请求将电源切断，让系统处在一种睡眠的状态中，将耗电量降到最低。监控通信系统主要采用的工作状态是分时工作，四路分站同时进行通话的设置可以达到系统所设定的要求，并且在系统容量方面也得到了极大的降低。在建设规模方面，主要是通过系统容量进行设定的，为了让传输距离变得更远，可以采用光器件提高传输距离。

2 高速公路智能监控中的视频监视系统技术

在高速公路中进行视频监控是一种十分有效的手段，这种手段还具有直观性的特点，在当前的社会生活中已经得到了普遍的应用。在高速公路的重要路段上，一般都会安装这样的监控系统，进行24h的监控，并且以录像的形式传输给监控室，一些重要的图像或者事件也能通过人工的手段进行控制与抓拍，以便在后续的图像管理中得到更加便利的查找。

在高速公路上，监视系统采用的是分布式的构成方式，下面还有许多子系统，以收费站为例，会将收费站来往的车辆随时的进行监控，一旦发现有车辆出现违章或者经过特殊处理的车辆，就会抓拍下来，除了收费站以外，在立交桥与隧道等位置上也安装了视频监控的功能，为了实现更加动态的图像监控提供了极大的便利。

对于超车道的黄牌车自动检测过程中，主要采用了食品检测的方式，另外在行车道上采用的检测方式为雷达检测，还有一些车辆非法占用了应急车道，也能通过视频检测的方式采集到相关的信息。使用高清的摄像机将全景录下来存储在设备中，再由管理中心集中对管理软件进行管理，实现了将全景录像与抓拍图片的相互联系。

3 智能全监控通信的关键技术

3.1 高速公路智能监控

在智能交通监控系统中，一般情况下都会应用闪光灯，这种闪光灯并不具备较大的额定功率，但是相应的却就具有瞬间放电的功能，并且功率还会非常大，在对这一系统进行设计的过程中，就必须要要保证瞬间功率高出系统的瞬间功率，这样闪光灯才能正常的在系统中进行工作。

3.2 视频系统数据传输、控制、存储设备相结合

在高速公路实施智能监控的过程中，大多数的监控都呈现出分散的状态，并且监控的数量也很多，所以如何进行有效的视频存储是一个重点，在智能监控系统中占有重要的地位。在高速公路上的收费站视频与服务区中的视频都应该处在控制室以及相应的服务区范围内，采用视频编码器的方式对视频进行编码，同时对当地的实际情况进行监控，将信号传输到控制中心中。在高速公路收费站上获取的视频要存储在本地设备中。

4 高速公路智能监控通信技术的主要系统

4.1 数据收集系统

在高速公路的智能监控中，数据是整个交通管理中的基本元素，也是各个系统的纽带。这种系统主要是根据系统参数来确定信息采集的周期，通过并行监视的模式来读取分中心的车辆检测器、收费站、紧急电话、限速标志设备的实时数据，它为整个交通系统提供了便利，可以为道路电视监控、调度指挥、车流量检测提供通信服务。

4.2 视频监视系统

这种系统会利用当今较为先进的视频技术，将收费亭、收费车道、广场的道路讯息进行收集，在将收集到的这些数字处理之后，通过信息传输系统将其传送到管理中心，对高速公路上的各种情况进行实时观察，可以帮助管理人员做出相应的管理措施。

高速公路的视频监控系统分为两部分，分别是收费监控和道路监控。其中收费系统主要是对收费亭和收费广场的收费情况，对收费车辆的车型和收费人员的操作流程进行监控。道路监控主要针对高速公路上的高架桥、互通立交等重要露点实行监控，掌握高速公路的交通状况，及时发现交通阻塞路段、违章车辆，对其给予及时引导，最大限度地保证了高速公路安全畅通。

4.3 交通监控系统

交通监控系统主要是收集路段上的外场设备数据、事件数据和高速公路的交通信息等，把收集回来的信息通过TGIS在地图上显示，对信息、高速公路养护和管制等叠加在路线网络中，并且对此进行事故处理、协调和诱导等。为了使这种功能充分发挥，增强调度的自动化程度，还在系统中增添了事件处理功能，这种功能可以将交通事故、天气状况记录下来。

其实，交通监控系统的主要目的就是对交通进行一个诱导。交通诱导好比是一个讯息发送的端口，它通过设置固定的指示牌、可变情报板、信息等设备，发送出及时有效的信息，为车主提供最有效的交通讯息，让车辆在道路上可以舒适、畅通地行使。

在高速公路交通诱导方案里，又分为自动和半自动诱导两种。假如是自动诱导，就会根据情况自动在交通拥堵的地方诱导信息。假如是半自动诱导，系统就要启动中心的联动系统，经过工作人员分析后，确定好诱导方案，通过外场提示给监控中心的值班员，对交通进行诱导。

结束语

综上所述，我国高速公路智能全监控是推动高速公路管理自动化和智能化发展的重要措施。高速公路的交通具有运输流量大、长途车辆多、危险品车辆比例高的特点，所以，这些都对道路通行能力和服务具有极大考验。系统在高速公路监控中的实际运用，对高速公路管理技术手段、降低成本和提升服务水平都有着重要意义。

参考文献

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光纤通信系统中，误码率（BER）是衡量系统传输质量的一个重要指标，误码主要由信道中的噪声干扰[14]引起，信道模型外的噪声可以通过采用适当的光器件[15]来缓解。因此，本文主要考虑光纤非线性效应产生的噪声、自发辐射（ASE）噪声、泊松分布的散粒噪声和有源器件的热噪声。光纤非线性效应产生的串扰误码可以看成是无记忆的，已有文献显示四波混频表现出无记忆的噪声分布。对于非线性效应有可能产生的突发错误，至今尚没有其分布的理论支撑，但可以利用能纠正突发错误的纠错码来减小其影响，进而将其忽略。泊松分布的散粒噪声和有源器件的热噪声可近似看作高斯分布。在对光纤通信系统中的FEC进行研究时，ASE噪声也可以近似看作高斯白噪声。这样信道中的噪声就转化为两个高斯白噪声的叠加，由于若干个独立高斯白噪声叠加的结果还是高斯白噪声，因此，在研究光纤通信系统的FEC时，其信道模型可近似为加性高斯白噪声(AWGN)信道。

2级联码原理

级联码具有强大的纠正突发错误和随机错误的能力，属于高效FEC编码。由信道编码理论可知，随着编码码长的增加，译码错误概率以指数形式趋近于零[16]。因此，为提高纠错码的纠错性能，必须使用长码，但增加码长会降低编码效率、增大设备的复杂度和计算量，难以实现。级联码的原理是以短码构造长码，通过串行分级完成编码过程，通常采用2级或2级以上（以2级级联编码最为常用）的码型构造出长分组码，即级联码。通过以上方式获得的级联码不仅具有与长码相同的纠错性能和编码增益，而且编码过程不会增加设备和编译码的复杂度，其编码和译码的原理图如图1所示图1中，信息输入端输入k1k2个二进制信息序列，k1k2个信息序列被划分成k2段，每段有k1个信息序列，经外码编码器(n2,k2,d2)进行编码，d2为外码的最小码距。从外码编码输出的信息序列被送入内码编码器(n1,k1,d1)，由内码编码器按照每段k1个信息元对其进行二次编码，产生n2个(n1,k1)的码字序列，至此完成了(n1n2,k1k2,d1d2)的级联码编码过程。其中d1为内码的最小码距，得到的级联码码长为n1n2，有效信息长度为k1k2，编码效率为内、外码码率的乘积，最小码距为内、外码码距的乘积。从以上结果可以看出，通过级联，FEC码型的码距得到了极大的扩展，其纠错能力也相应得到提升。级联码译码时，分别按照内、外码译码规则和先内码再外码的顺序进行译码。序列首先经过内码译码得到n2k1个信息序列，然后进入外码译码器，外码译码器输出纠正错码后的k1k2个信息序列，完成级联码的译码。内码译码器译码输出的码型具有较低的误符号率，之后送给外码译码器，外码译码器进一步纠正更多的错码，再次降低了BER。若在内、外码编译码器之间加入交织/解交织器，可进一步增强级联码的纠错性能。

3RS码与BCH码级联FEC方案设计

ITU-TG.707和G.975建议的以RS码和BCH码为代表的单码纠错码虽然能提供适中的编码增益，但远不能满足高速率长距离光纤通信的需要；G.975.1提出的8种FEC方案虽然纠错能力很强，但编码冗余度过大、交织器过于复杂，难在实践中推广应用；采用软判决技术的Turbo码和LDPC码虽然具有极强的纠错性能，但硬件实现非常复杂，至今尚没有商用的FEC芯片[17]。因此，具有强纠错能力且易于硬件实现的FEC技术是当下的研究热点。线性分组码(RS码、BCH码)由于编译码相对简单，译码延时固定，在光纤通信系统中的应用最为广泛。RS码是一种特殊的多进制BCH码，是线性分组码中的最好码，具有良好的纠错性能，能纠正随机错误和一定长度的突发错误，其中RS(255,239)已被ITU-TG.707作为FEC的标准码型。BCH码是一种能纠正多个随机错误的循环码，也是迄今发现的一类很好的线性纠错码，具有构造方便、编码简单和代数结构严谨的优点，其中BCH(4359,4320)已被ITU-T规定为带内FEC码型。如果只以单一的RS码或BCH码作为光纤通信系统FEC的纠错码型，其纠错能力非常有限，不能适应通信发展的需要。因此，本文采用级联的编码理论，实现纠错码的串行级联，大大提高了纠错能力。在级联码中，通常采用非二进制码作为级联码的外码，二进制码作为内码。本文设计的RS(255,239)+BCH(2232,2040)级联码，外码采用纠错能力很强的RS(255,239)码，其纠错能力t=8字节，能纠正64比特的随机错误或突发错误；内码采用码长、纠错能力以及码率配置都很灵活的BCH(2232,2040)码，其纠错能力t=16比特，可以纠正16比特的随机错误。内、外码之间加入交织与解交织技术，交织深度为255字节，进一步提高了级联码的纠错水平，经交织后的级联码能纠正最大长度达32640比特的突发错误。RS(255,239)+BCH(2232,2040)级联码的编译码原理如图2所示。

4仿真分析

为验证RS(255,239)+BCH(2232,2040)级联码的性能，本文采用Matlab仿真软件搭建了系统仿真模型，利用Matlab自带的通信仿真工具和编程语言，调制方式采用BPSK，信道设为AWGN信道，通过改变信噪比来仿真分析RS(255,239)+BCH(2232,2040)级联码的纠错性能，得到了级联编码前、后与译码后的序列波形。序列波形如图3所示，编码前与译码后的序列波形是一致的，很难直观地看出纠错后误码的存在，表明级联码纠错性能较好。为了验证级联码的性能，我们仿真分析了级联编码与经典RS(255,239)编码的性能，得到了两者的性能曲线图如图4所示。与经典RS(255,239)相比，在BER=10×10-8时，RS(255,239)+BCH(2232,2040)级联FEC方案的净编码增益(NCG)提高了2.4dB；在BER=10×10-12时,RS(255,239)+BCH(2232,2040)级联FEC方案的NCG大约提高了2.8~3.2dB，表明采用级联码的FEC方案性能远强于经典RS(255,239)码的FEC方案。当BER=10×10-12时，本文对比RS(255,239)+BCH(2232,2040)、RS(255，239)+CSOC(N0/K0=7/6，J=8)和RCH（3860,3824）+BCH（2040,1930）级联码的性能，比较结果如表1所示。相比另两种级联码，本文提出的RS(255,239)+BCH(2232,2040)级联FEC方案在NCG上有巨大的优势，且编码冗余度适中，仅为16.74%，(光通信系统中要求编码冗余度不大于25%)，编译码复杂度低，没有增加设备复杂度，易于硬件实现，在速率上也能很好的兼容。

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1引言

现阶段，我国电网系统日益完善，给智能电网的发展创造了巨大条件。但是随着智能网络的发展，智能电网与通信技术之间的问题也随之而来，相关研究工作人员除了要加强技术方面的研究，还应重视智能电网与通信技术之间存在的问题，并探究解决对策，确保智能电网通信的高效运行。

2智能电网概述

2.1问题的提出

由于电网系统相对复杂，使智能化电网的实现相对困难，为了提高智能电网的精准度，首先要对智能化电网和通信技术进行优化，解决二者在应用过程中存在的一系列问题，从而实现智能电网的高效运行。

2.2智能电网特点

2.2.1安全性能高

智能电网结合了先进的计算机技术和自动化技术，它可以有效地控制电网运行的多种设备硬件，达到高效防护的目的，从而避免由于人为失误所导致的系统停止运行情况的发生。另外，智能电网和可以实现对数据的保护，防止外来系统的侵入，保障系统数据的安全，还可以实现对数据的跟踪，以达到防止数据丢失的目的。

2.2.2稳定性强

智能电网系统一方面可以有效提高通信传输的效率，另一方面也可以确保信息传输的完整。即使出现问题，智能电网也会在第一时间保障用户的正常使用。

2.2.3自愈性好

智能电网遇到故障时，可以尽快完成修复工作，从而将损失降至最低。传统的电网系统故障会造成大量的数据丢失，不仅给用户使用造成影响，而且也给电力企业本身造成困扰。智能电网可以在遇到故障时，将原有信息进行保留，传送给后台操控人员，有效避免了信息丢失情况的发生,智能电网自愈功能架构运行

3智能电网信息与通信技术存在的问题

智能电网信息与通信技术应用现状存在较多的问题，给智能通信网络系统的建立造成了困扰。

3.1质量问题

现阶段智能电网信息与通信技术之间存在的最根本问题是质量问题，即通信信息系统接入网络质量得不到有效保障，这给电网的高效运行造成了严重的影响。导致这一问题出现的主要原因是网络多种不确定因素的存在，使通信信息在接入网络时一方面可能造成信息传输方面的延迟，影响用户的正常使用，另一方面还可能造成数据的丢失，给智能电网系统的正常运行造成困扰。由此可见，对智能电网信息与通信技术的优化，首先需要对通信网络进行改革和创新，使其得到高效的维护和管理。

3.2稳定性问题

虽然智能电网系统必须保证通信信息的传输具有高稳定性，需要加强电网后台操作的稳定性能，以确保信息传输的高效进行。目前智能电网信息与通信技术的整体稳定性较低，出现这一情况的原因包括以下2点：（1）网络因素造成的信息传输缓慢，这就使得通信系统的信号不稳定，从而导致出现严重的数据运行故障；（2）智能电网稳定性能降低，使通信信息稳定传输得不到有效保障，从而给用户造成严重的困扰。

3.3安全问题

智能电网信息与通信技术的优化要建立在安全的前提之下。目前，智能通信网络系统存在一系列安全问题，导致这一问题出现的原因较多，其中最关键的是网络黑客的存在，它会造成信息通信数据的丢失，从而泄露用户的信息，造成严重的后果。因此，智能电网通信数据传输过程中应当严格重视安全防护工作，确保数据的安全传输，从而降低企业和用户的损失。

4智能电网信息与通信技术问题的解决对策

针对以上问题，本文提出以下解决对策，旨在为业内人士提供一些建议和思路。

4.1提高智能电网系统的可靠性

在信息运输数据的安全上要重点关注，保证信息不被破坏和丢失，通过加密等功能防止非法盗用，对侵害以及非法入侵要严格抵制。智能电网系统可靠性的提高是一项极具复杂性的工作，必须要在智能输入、短距离无线通信以及网络路由等方面加大投入力度，使智能电网通信系统得到有效完善[1]。

4.2层次模型的构建以及标准体系的设计

要实现智能电网与信息技术和通信技术顺利结合，就必须构建合理的层次模型和设计标准体系。一方面，构建人员要对电网的各个模块进行详细的分析及划分，并对每一个模块的功能以及运行特点进行研究；另一方面，要想使智能电网的运行始终保持高效状态，必须不断对智能电网进行优化调整，保证电网各个环节的运行始终处于最佳状态。因此，需要预先设计科学合理的标准体系。

4.3对系统进行风险评估

对系统进行风险评估具体包括以下2点：（1）建立风险预警机制。需要对信息传输中可能存在的风险进行评估和分析，并制定解决对策，确保事故发生时，可以第一时间进行处理，有效将损失降至最低。（2）加强系统的维护和管理。对智能电网系统通信系统中存在的安全隐患进行有效排查，将事故风险消灭在萌芽时期，从而有效确保通信信息传输的安全性和可靠性[2]。

5结语

电网通信系统正朝着智能化方向发展。目前，智能电网信息与通信技术的应用还存在一些问题，需要对二者进行优化，通过提高智能电网系统的可靠性、层次模型的构建以及标准体系的设计以及对系统进行风险评估等手段，确保通信信息传输的安全性和可靠性，提高智能电网信息与通信技术的整体水平。

【参考文献】

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一、智能电网的特点

智能电网是通过先进的传感、测量与设备技术，高效的控制方法以及正确的决策支持系统技术的应用，在高速的、集成的、双向通信网络基础上实现电网的升级，使电网更加安全、可靠、经济与环保，因此也被成为“电网2.0”。与传统电网相比，智能电网的稳定性和兼容性都较强，在传输信息的过程中，保证网络结构的高效运行，并能够兼容多种形式的数据，从而发挥智能电网的综合功能。在电网发生巨大的扰动如自然灾害、极端的天气条件等情况下，仍能保证对用户持续供电，而不至于发生大面积停电的现象。此外，智能电网具备一定的自愈性，能及时修复网络结构自身存在的漏洞，并具有一定的安全评估能力和强大的预警防控能力，从而有助于网络结构的运行。智能电网还具有运营成本低、经济效益好的特点，能够较好的实现资源的优化配置，支持电力市场的运营[1]。

二、智能电网信息和通信技术的关键问题

2.1设计层次模型

在智能电网的层次模型中，存在通信网架层、数据应用层、电网设备层等四个层次，各层次间如果未能做到有效的结合，便难以发挥智能电网的整体功能。由于智能电网系统结构较为复杂，设计人员在设计智能电网时，应注重对每个模型的分析，通过对功能构造、操纵特点等方面的详细分析，设计出合适的模型，从而对每个模型加以结合，发挥出智能电网的优势，更好地为广大用户提供服务。

2.2构建标准体系

智能电网系统复杂、设备众多，如果缺乏完善的信息及通信标准体系，未能保证各部分之间的有效协调，便难以发挥至智能电网的优势。随着时代的发展，传统的智能电网体系逐渐难以适应高流量信息传递的要求，因此必须设计出一套标准的智能电网体系，对网络结构进行优化调整，在简化网络结构形式的同时，提高网络体系的运用效率，从而增强网络体系的实用性，创造出更高的经济效益。

2.3加强信息系统安全防护

传统的安全防护通常集中于电网稳定、设备安全等物理方面的安全，对信息方面的安全缺乏重视，对信息系统的脆弱性和风险性缺乏有效的评估，在信息系统受到威胁时缺乏相应的应对能力，对重要系统的可靠性和敏感信息的安全性缺乏足够的重视，从而出现一系列的信息系统安全防护问题。应对信息安全予以足够的重视，安排专业的工作人员对网络安全采取足够的保护，设置相应的防御体系，制定应急处理方法，在系统安全受到威胁时能够及时的处理，从而保证智能电网的有效使用[2]。

2.4及时更新设备

随着智能电网的广泛应用，用户数量的增加，社会通信用户流量也在不断的增长，因此必须及时的更新设备，对现有的通信设备采取升级处理，从而保证智能电网能够有效的发挥作用。电网企业在运营期间，应及时的引进国外先进的信息和通信技术，更新相应的设备，完善智能电网的功能，从而更好地发挥智能电网的优势，实现企业利益的最大化[3]。

2.5构建信息和通信技术体系

在电力系统运行过程中，发电和用电都是其中重要的部分，通过对信息和通信技术体系的构建，使通信网络能够广泛的运用到这两个部分的各个环节中，比如以自动抄表和自动测量的智能方式取代传统的人工抄表和测量的方式等，实现电力系统的智能化管理。智能电网的模式从局部信息的监控实现对整体信息的监控，使分散在各个类型系统中的信息得以系统集成，从而满足用户的各种需求。

篇10

经济发展的全球化进程令信息产业也得到了非常迅猛的发展，在如今的社会环境当中，智能电网信息以及通讯技术也获得了较为广泛的实际应用。在世界范围内其均得到了比较广泛的实际应用，国家电网也予以了较高的重视程度，同时推广了更多的信息通讯手段。但是在应用的过程中也出现了一些不同程度的问题，对智能电网的发展和建设产生了较为负面的影响。

1 分析智能电网主要运行特征

智能电网，也就是电网的智能化，将信息和通讯技术手段作为主要的基础内容，并由此构建起来的电网系统，拥有较高的集成性以及较快的传递速度，辅以高速传感器以及较为先进的技术手段，将决策支持系统作为主要的媒介，令电网运行实现较好的可靠性以及安全性，令智能电网实现更好的发展，有助于电网的可持续运转。

其一，自愈能力：立足于智能电网的大环境下，其自愈功能指的是假如电网遇到了一些突发事件的破坏的时候（比方说较为多见的雷电、火灾等），能够在短时间内实现故障的诊断以及定位，并及时对其进行隔离以及修复，在保证了自身能力的作用基础之上，针对电网予以保护，令电网系统的安全运行获得保障。在系统监控的基础之上，掌握电网的良好运行状态，尽量降低人工干预的比例，进行设备自投以及隔离故障等具体的工作，令电网能够实现良好的自我恢复。

其二，安全性：除了保证电网的供电安全，客户方面、变电站方面，乃至于终端设备之间的通讯数据信息安全工作也是智能电网的安全性范围当中的。当前，光纤通信技术也在智能电网的通讯技术当中获得了较为广泛的实际应用，它拥有较大的数据流量以及较高的通讯质量，能够令只能电网实现更高度的安全意义。

其三，兼容性以及集成性：能够保证良好的兼容性以及较高的集成性对于智能电网来说是其标志性的特征，对兼容性来说，它主要包括三方面兼容，即数据格式、设备形式以及满足不同客户需求的兼容性。对于集成性来说，它和信息采集、信息处理和信息安全等有较为密切的实际联系。

2 分析智能电网信息通讯技术的关键性问题

2.1 层次模型设计问题

在进行智能电网层次模型设计的过程当中，往往会存在着通信网架层、电网设备层以及数据应用层等若干个不同的层次，各个层次之间如果没能保证良好的相互结合，就很难发挥出其整体的功能。因为智能电网系统的结构相对来说比较复杂，因此在进行设计的时候必须要充分的分析每个模型，并对其功能构造以及主要的操作特征等进行详细的分析，构建合适模型，进而结合不同的模型并令其发挥优势，以此来起到更好的服务效果。

2.2 标准体系构建问题

通常来说智能电网的系统比较复杂，而且涉及到的设备也比较多，一旦缺少较为完善的信息源以及配备的通讯体系，很难保障各个部分之间都能够得到良好的协调，自然就很难发]出智能电网真正的优势价值。如今时代环境有了飞速的进步，传统模式下的智能电网已经很难满足高流量的信息传递需求，所以需要设计标准智能电网体系，针对网络结构予以优化和调整，对网络结构形式进行简化的同时，切实提升网络体系运行效率，继而强化网络体系实用性，提升经济收益。

2.3 适当强化信息系统的安全防护措施

在传统安全防护措施当中，基本上都将重点放置于电网稳定以及设备安全等方面，针对信息上的安全性比较缺少重视，而且也不能针对信息系统进行脆弱性以及风险性上的评价。一旦信息系统被威胁的情况下，应对能力比较低，而且针对较为重要的系统也不能保证重视程度，继而导致一些信息系统的安全问题发生。因此必须要对其进行高度重视，同时适当的安排一些专业人员予以充分保护，并设置对应的防护系统，设置应急方案，一旦系统面对安全威胁的时候能够对其进行及时有效的处理，继而确保智能电网能够得到较为有效的实际使用。

2.4 随时对设备进行更新

如今智能电网得到了较为广泛的实际应用，随之而来的就是不断增加的用户数量，社会范围内通讯用户的流量也呈现出较为显著的增加，所以必须要对设备进行及时有效的更新，针对已有的设备予以升级，继而确保电网能够很好的调动其真正的作用。在电网企业正常运行的过程当中，必须要及时引入一些外国的先进信息技术，对设备进行更新，并且完善电网功能，令其能够发挥出自身的优势价值，令企业获得更大的利益回报。

2.5 对信息通讯技术体系进行完善

电力系统的正常运行过程当中，用电以及发电都是比较重要的内容，借助构建信息以及通讯技术体系的过程，能够让通讯网络广泛使用在各个环节当中，比方说，将自动抄表以及自动测量等智能方式应用到实际工作当中，以此来替代传统抄表方式以及测量方式，很好的实现了电力系统智能化的管理模式。智能电网模式由局部信息监控，渐渐的实现了对整体信息予以监控的目的，并且令分散于各个不同类型的系统当中的讯息也能够得到良好的集成，继而满足了用户不同的需求。

3 结语

如今我国电力通讯网络成为了全世界范围内较大规模的网络环境，不过在应用的过程当中也会存在一些问题，借助构建标准体系、设计层次模型、提升信息安全防护等级等措施，能够很好的对这些问题进行处理，有助于更好的调动智能电网的兼容性以及稳定性，实现经济利益最大化的价值。

参考文献

[1]马韬韬，李珂，朱少华，等.智能电网信息和通信技术关键问题探讨[J].电力自动化设备，2010（05）.

[2]王星星.智能电网信息与通信技术关键问题分析[J].商品与质量，2015（51）.

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在智能计算机和信息互联网时代，供电需求与日俱增，对供电可靠性要求越来越高的形势下，传统的电网技术已经不能满足电网发展的时代要求，因此我们必须加大推进智能电网的建设力度。实现智能电网，电力通信技术必不可少，只有拥有了高传输速度、高可靠性的电力信息传送通道，才能使智能电网比传统电网更加整体化、系统化，效率更高、可靠性更高。文中我们将对智能电网的发展现状进行简要说明，并讨论分析智能电网中电力信息技术的应用。

1智能电网的简介

智能电网技术是将信息技术、智能计算技术、自动化技术、电网技术融合起来的一种新型技术，是高科技时代不断发展的产物。按照使用组网技术的不同，可以分为广域智能电网和局域智能电网。广域智能电网是指将电力通信网络与民用互联网相结合；局域智能电网是指专门为电力通信组建各种局域网络，并用网线把它们相互连接起来。智能电网具有自动化高、自我诊断修复功能、可靠性高、维护方便等特点。在整个电网的发电、输送电力、变电过程中，都能表现出高度的智能性。通过智能电网的不断发展和完善，电网系统发展也会得到质的飞跃。

2电力通信技术的简介

电力通信是智能电网技术的重要组成部分。它为整个电网的正常运行提供信息互通服务，为智能电网的真正实现提供信息保障。电力系统是一个信息集成度高的系统，它的正常运行离不开各种信息，比如说电网管理信息、设备运行信息、客户反馈信息、电力调度信息、设备故障信息。可以说信息的畅通与否、信息传送速度的快慢直接决定了电网建设水平的高低。特别是在国家经济水平持续高速发展对供电量要求越来越高的今天，如果没有高效的电力通信技术的支持，建设智能电网也许就是一句空话。

3我国智能电网中应用电力通信技术的现状

随着经济持续高速发展，对供电要求的不断提高，发展适用于我国要求的电力通信技术，已经刻不容缓。虽然我国开展电力通信技术研究的起步较晚，而且起点也较低，但是经过几代人的努力，电力通信技术经过几次更新换代，已经有了新的发展。在电力系统中，电力通信系统可以分为3大部分，包括信息传输系统、信息交换系统、终端处理系统。通过它们相互之间的分工合作和紧密配合，来完成对电网运行的指导、引导工作。我国电力通信技术的发展经历过5个阶段。第1个阶段是将传输效率低下的同轴电缆改换成光纤网络，这大大提高了信息传送速度。第2个阶段是将老式的纵横模式改变为程控模式，提高了信息传送的自动化水平。第3个阶段是大规模使用计算机软件技术，使电力通信网络具备一定的智能性。第4个阶段是将移动通信技术引入，使得电力通信的功能得到大大提高，并且大大扩展了其工作范围。第5个阶段是将模拟通信网络转换成数字通信网络，使传送的可靠性、传送速度有了很大的提高。电力通信技术在经过上述阶段的发展后，现在已经发展到了信息化电力通信时代。信息技术的发展给电力通信带来了又一次革命，使电力通信技术的发展又迈向了一个新高度，为迎接智能电网时代的到来奠定了非常好的基础，推动了电网的发展，为国家各项事业的持续发展打下了良好的电力基础。

4智能电网发展为电力通信技术提出的要求

电力通信系统是智能电网的重要组成部分，主要承担电网中的信息传递功能。如果要实现智能电网的科学化、智能化、自动化和高可维护性，那么高效的电力通信系统一定必不可少。智能电网技术是信息化技术的产物，因此电力系统也应该与之相一致，必须保证有高度的信息化，且能与整个智能电网相匹配。在进行电力通信系统设计时，必须参照已经相对成熟的智能电网技术，这样才能保证信息在整个系统中传递畅通无碍，保证信息传送系统的稳定。由于信息化的电力通信技术要使用到网络技术，因此一定要做好信息传递的安全工作，只有这样才能保证智能电网的高可靠性，给用电客户提供一个安全的用电环境。加强电力通信安全工作十分重要，我们不仅要加强电力通信安全技术的研究力度，同时做好电力通信安全管理工作，提高每一位电力通信工作人员的通信安全责任心，落实电力通信安全管理制度，从供电企业内部做好电力通信的安全工作。电力通信系统传输的可靠性特别重要，因为电力部门属于高危行业，它的运行涉及到很多人的生命安全和高价值的供电设备的安全，所以我们一定要想办法提高电力通信系统的可靠性，使整个系统在电网运行时能保持持续稳定，而且能快速接受和传递信息。

5在智能电网中电力通信的主要应用

电力通信在用电领域的应用主要是：一是对用电客户智能电表的管理。通过对用户电表信息的搜集，可以方便于统计客户的用电量，省去了人工超标耗费的人力物力，降低电网运行成本。二是通过对用电客户实时用电量进行统计，可以制定比较完善的供电计划，降低用电荒产生的可能，同时积极调整发电企业的产电量，提高它们的发电效益。通过电力通信技术的应用，可以进一步完善客户用电信息管理，提高企业的效益，增加供电的可靠性。电力通信技术还可以用在发电环节。由于用电需求的不断增加和科学技术的不断进步，新能源发电技术发展很快，并且在不可再生能源不断枯竭的形势下，新能源发电在未来一定会有非常大的发展前景。虽然说新能源发电优点很多，比如说保护环境和具有可再生性，但是由于技术发展处于刚起步阶段，其设备运行并不理想，故障率很高。如果采用了先进的电力通信技术，我们就可以实时对新能源电站的运行状态进行监控，如果发现其有运行功率过高、运行负载过大、电压输出过高，就可以实时通过电力通信系统进行远程调控。由于新能源电站一般都处在偏远地区，因此对其管理和维护非常不方便，如果采用了电力通信技术，我们就可以长期进行无人值守、远程操控，大大降低了电站运行要投入的人力、物力，为新能源电站的进一步推广、发展和应用打下了一个非常好的基础。配电系统是智能电网的重要组成部分，如果要提高电网的供电水平，那么高可靠、高效、自动化程度高的配电系统必不可少。为了保证电网的整体智能性，现在的配电系统都由先进的计算机系统进行管理和运行，它的自动化程度很高，还具有自诊断自恢复功能，完全可以长时间无人值守运行，为了方便对其管理，我们应该引入电力通信技术，它能将各配电系统的运行状态及时传递给电网控制中心，使工作人员可以及时发现其中存在的问题，并及时进行解决，这大大提高了供电质量，保证了供电的可靠性，进一步促进配电系统向无人化、智能化的发展。电力通信技术在输电领域的作用主要体现在对输电信息和继电保护状态的传送。由于智能技术的发展，现在很多地方的电力输送已经应用上了智能技术，可以智能检测输电状态，并进行自我调控和安全预警。由于有很多的输电线路架设在十分偏远的山区，因此对其管理和维护将是一件十分困难的事，如果应用了远距离的通信技术，我们就可以远程监控其输电状态，并实时进行调整，大大提高输电效率，并免去了人员维护耗费的人力、物力。

6结语

随着我国经济持续高速发展，社会对供电需求的持续增加，传统的供电技术已经不能满足时展的需要，信息化、智能化的电网建设，已经是电网发展的必由之路。要想智能电网真正成为可能，高传输速率、高可靠性、高传输质量的电力通信技术显然必不可少，因此，我国应该认识到电力通信技术的重要性，加大投资力度，并在研究新型电力通信技术上下大功夫。

参考文献：

[1]姚莉.浅谈电力通信在智能电网中的作用[J].科技创新与应用，2014（34）：182.

[2]马敏.浅谈电力通信技术在电网智能化中的作用[J].电子技术与软件工程，2014（16）：76.

篇12

（一）智能电网电力供应不稳定。就现阶段我国智能电网的运作实况而言，电力供应不稳定是时常出现的问题之一，而且导致这一问题的主要原因是物理系统内部出现了功率不平衡现象，换而言之即是负荷母线上节点功率出现不平衡、重负荷等现象。上述一系列问题的出现必将会导致智能电网出现电力供应不稳定的情况，最终给电力通信技术的有效应用形成不良影响。

（二）缺乏标准规范的安全管理系统。一般而言，智能电网缺乏标准化、完善化、高效化的安全管理系统始终是影响电力通信技术应用于智能电网当中的关键要素，如果不实时地处理该问题，必定会引发起一连串安全事故，给国家、社会、人民酿成一定的负面影响。而导致这一安全问题的关键原因是当代的安全管理项目无法得到全面有效的落实，从根本上而言是其缺乏一定的科学性、有效性及恰当性，同时现阶段国内的电力单位将工作重点投至于工程技术这一层面上。他们大多数是想借助改善工程技术来处理好所有的安全隐患问题，可这无疑是一种不现实的做法。此外，智能电网运作项目的设施设备过于陈旧落后、腐蚀严重，也必定会导致一系列不良的运作问题，在电力通信技术的有效应用方面起到了一定的负面影响。

（三）智能电网管理人员的综合素质有待提高。先进化、现代化的电力通信技术能否有效地融入智能电网当中主要取决于管理人员的综合素质高低。若管理人员的专业水平过低、职业道德不足，会在一定程度上导致智能电网在日常的运作过程中出现不必要的故障，甚至会引发起难以估计的经济损失与人员伤亡。

二、电力通信技术在智能电网中应用的领域分析

（一）在新能源领域。传统电力系统的正常运作与有效维持主要依赖于自然界的某些不可再生能源。若电网研发人员能够深入地分析、研究与开发可再生能源，即可借助一系列可再生能源来实现新能源发电的发展目标，并且可逐步改进与完善当代的智能电网。为了更好地制定出智能电网，新一代的电力单位应当深入地分析与探索新能源的挖掘模式，并且严格依据并网要求，行之有效地制定出智能电网中电力通信的具体接口，而待新能源开发、接入完成后，智能电网的管理人员务必要实时、全面地监控电网的电能电压等参数。

（二）在配电领域。智能电网的主要构成部分是配电网络，而且和传统的电力通信电网相比较，当代的电网具备着独特的性质特点—可行性高、灵活性强、合适性好。与此同时，为了更好地适应电网高渗透性的运作需求，电力单位务必要借助先进化的技术与手段，行之有效地察觉出智能电网中潜在的安全隐患，并对其作出科学恰当的处理。除此以外，电力单位将电力通信技术融入到当代智能电网的正常运作当中，对进一步地兼容、集成以及优化配电系统有所裨益。