智能电网技术解析与案例详解

智能电网，即智能化的电网。通过采用现代先进传感测量、通信网络、自动控制、信息化、新材料等先进技术对现代电网升级改造，使之具有高度智能化、信息化、互动化。

智能电网的主要目标是，充分满足用户对电力的需求和优化资源配置，确保电力供应的安全性、可靠性和经济性，满足环保约束，保证电能质量，适应电力市场化发展，以实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。

随着全球经济社会的发展，世界各国的电网规模不断扩大，影响电力系统安全运行的不确定因素和潜在风险随之增加，而用户对电力供应的安全可靠性和质量要求越来越高，电力发展所面临的资源和环境压力越来越大，市场竞争迫使电力经营者不断提高企业运营效率。

基于电网生产、运行及企业管理、经营的特点，智能电网业务类型可按照输电、变电、配电、用电业务进行分类。

1.输电业务

继电保护数据、安全稳定控制等输电线路的通信业务，始终在电力通信网中占据着至关重要的地位。在加快建设特高压电网的坚强网架的同时，输电环节必将广泛采用灵活输电技术，提高线路输送能力和电压、潮流控制的灵活性，并大力加强输电线路防灾减灾和抵御风险的能力。为此，通信系统需要重点实现输电线路在线监测的实时业务，利用先进的测量、传感、通信和控制等技术，解决监测手段、通信方式和信息处理等关键技术问题，以线路运行环境和运行状态参数的集中在线监测为基础，满足输电线路状态监测中心的数据传输要求。

2.变电业务(www.xing528.com)

为实现智能变电设备的各种信息的智能化，需使全站信息数字化、通信平台网络化及信息共享标准化，通信网络承载需满足高实时性、高可靠性、高自适应性和安全加密的要求，全面支持变电站通信网络的在线故障检测、故障恢复、网络冗余拓扑结构中的负载均衡控制、基于服务质量和等级的流量控制等功能。基于IEC 61850标准的智能变电通信业务主要分为周期性数据业务、随机性数据业务与突发性数据业务。其中周期性数据业务相对稳定，变化量小，不需要重发，但数据量大，时间要求严格，能实现全线速交换且交换延迟小于10μs，如变电站电流与电压、时间同步等数据；随机性数据则体现在前后到达无相关性，如操作开关命令等访问控制；而突发性数据是故障发生时间隔层测控设备上传的保护动作、开关变位和事件顺序记录等报告，突发性强，一个时段内发生的事件受以前数据到达情况的影响。这些通信业务的数据交换要根据DL/T 860等的要求保持系统冗余，而且还需要系统具备对网络进行实时监视和控制的功能。

3.配电业务

长期以来，电力通信呈现“骨干网强、接入网弱”的态势，配电环节的通信水平相对输电网而言差距较大。配电网自动化是利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网的在线数据、离线数据、用户数据、电网结构和地理图形信息进行集成，构成完整的自动化系统。由于配电网终端设备数量大、种类多、分布广，制约了智能配电业务的应用。配电终端设备层是整个配电网自动化系统的基础，它们完成柱上开关、环网开关、配电变压器、开闭所和集中抄表器等各种现场信息的采集处理及监控功能。

4.用电业务

智能用电直接面向社会、面向客户，用电网信息数据的重要性日益突出。智能用电网中的各种装置都将通过互联网主动进行信息交换，将使智能电网自动化水平更高。构建智能用电服务通信系统提供双向的互动用电服务通信业务，在支持营销管理的现代化运行和营销业务智能化应用的同时，还要满足用户用电的灵活多样性需求，实现能源信息同步。新的用电通信业务应用也要能够推动终端用户用电节能模式的转变，提升用电效率，提高电能在终端能源消费中的比重，通过智能楼宇、智能家电、电动汽车与充电系统的信息采集和处理等领域技术创新，实现电表等信息的远程采集、家居智能用电分析与控制，为用户提供更多增值服务，拓展电网公司业务范围。

配电和用电业务中包含的重要一环是用电信息采集，即智能电表抄表。由于其业务特点与NB-IoT物联网的适用场景契合度非常高，因此作为智能电网中最适合采用NB-IoT的业务应用，引起广泛关注。本节将重点介绍智能电表这类业务。