智能電網(wǎng)中的無線通信技術(shù)探究

李景純??

摘要：隨著科技的發(fā)展，智能電網(wǎng)逐漸代替了傳統(tǒng)的電網(wǎng)模式，大量的數(shù)據(jù)傳感器成為這一時期數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕攸c(diǎn)，無線通信技術(shù)為電網(wǎng)的傳播帶來了方便和快捷。但是無線通信技術(shù)具有一定的缺陷，如對復(fù)雜電力系統(tǒng)缺乏安全保障，對惡劣的環(huán)境缺乏抵御能力。為此從實踐角度對其應(yīng)用過程中存在的問題和技術(shù)的改進(jìn)方向進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：無線通信技術(shù)；智能電網(wǎng)；現(xiàn)代通信技術(shù)；缺陷

中圖分類號：TB文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.22.096

智能電網(wǎng)是一種以自動化運(yùn)行為主的現(xiàn)代通信技術(shù)，提高了電網(wǎng)運(yùn)行效率和安全性。無線通信的影響因素包括設(shè)備自身故障，通信容量限制和自然災(zāi)害等，通信干擾甚至導(dǎo)致信號中斷，使系統(tǒng)的安全性極大的降低。我工會國家電網(wǎng)將信息通信的安全性和及時性作為衡量其運(yùn)行安全的主要因素，無線通信在建設(shè)期間的周期性，成本均需要重點(diǎn)考慮。采用無線通信技術(shù)是現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，要促進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展，首先要了解其特征，盡量降低無線通信的影響因素，然后發(fā)揮其監(jiān)控和自我修復(fù)等功能。文章主要針對智能電網(wǎng)中無線通信技術(shù)開發(fā)問題進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和分析。

1智能配電網(wǎng)技術(shù)分析

配電網(wǎng)負(fù)責(zé)為電力用戶提供電能和服務(wù)。能夠使其更加安全可靠，并提高運(yùn)行效率。我國電網(wǎng)雖然經(jīng)歷了長期的發(fā)展，已經(jīng)逐漸實現(xiàn)智能化，但實際上還存在一些不足，自動化程度依然無法滿足廣大用戶的基本需求，另外在影響因素控制上有待于進(jìn)一步提高。配電系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，就會造成停電問題出現(xiàn)，并且配電網(wǎng)的質(zhì)量問題不斷的出現(xiàn)，電能質(zhì)量惡化明顯。采用分布式電源接入方法，對配電網(wǎng)造成威脅，因此建設(shè)智能電網(wǎng)需要對配電網(wǎng)的問題進(jìn)行解決。

分布式電源是指采用小型的電源分別向某一區(qū)域內(nèi)供電，將其與配電網(wǎng)的電源相互連接，其中主要儲能方式為分布式儲能。分布式發(fā)電裝置主要是指太陽能發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電等特殊發(fā)電形式，可以分為電化學(xué)儲能方式、電磁儲能方式和機(jī)械儲能裝置等。其中前兩種供電方式的發(fā)展較早，已經(jīng)取得一定的效果，但是機(jī)械儲能裝置依然處于研究之中，依靠壓縮空氣儲能的方法獲得電能還需要相當(dāng)?shù)募夹g(shù)支持。與傳統(tǒng)的電網(wǎng)方式不同，智能電網(wǎng)可以獨(dú)立存在，減少了以往分布式電源接入方式，使電源的可利用率提高，從而節(jié)約成本，促進(jìn)電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展。利用保護(hù)控制的自適應(yīng)裝置和標(biāo)準(zhǔn)化接口，支持分布式電源的即時使用與優(yōu)化調(diào)度。風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為我國新型的發(fā)電方式，這一模式在我國長時間內(nèi)將成為一種重要模式，鋒利發(fā)電功率輸出采用間歇行輸出，將電網(wǎng)儲能方式與互聯(lián)網(wǎng)合并使用，提供工作效率，并且實現(xiàn)了功率的雙向流動，另外在負(fù)荷較高時可以優(yōu)化電能提供方式，使電網(wǎng)電能得到更加合理的應(yīng)用。目前，所有智能電網(wǎng)供電方式均需要電力電子轉(zhuǎn)化器才能發(fā)揮其功能，將電子轉(zhuǎn)化器與電網(wǎng)系統(tǒng)之間連接，智能配電網(wǎng)的分布式電源主要使用逆變器運(yùn)行。另外還可以為客戶提供全面的測量信息，包括電壓/ 頻率（U/f）控制和有功無功（PQ）控制，其中，U/f控制系統(tǒng)具有下垂特性，可以為智能電網(wǎng)的運(yùn)行提供不同分布式的電源功率和頻率，保證電網(wǎng)的順利運(yùn)行，PQ控制則是通過系統(tǒng)的運(yùn)行判斷，提供有功或者無功功率的控制方式。對于設(shè)計者而言母嬰根據(jù)配電網(wǎng)的具體需求，進(jìn)行合理的電源分配，保證其安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，并且保證成本在合理的范圍之內(nèi)。

2無線通信技術(shù)應(yīng)用存在問題

智能電網(wǎng)在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)重要地位，無線通信這一過程中占據(jù)主要地位，這一方式雖然已經(jīng)獲得認(rèn)可，但是無線通信面臨的干擾因素眾多，因此使用過程中面臨較多的問題。比如環(huán)境的影響，無鏈路寬帶自身問題等。筆者將其具體分析如下。

2.1惡劣的環(huán)境條件

電網(wǎng)運(yùn)行過程中，外界環(huán)境對其造成嚴(yán)重的影響。電網(wǎng)處于復(fù)雜的環(huán)境中，高溫、潮濕、灰塵、雷電等都可以對其質(zhì)量造成影響。環(huán)境影響線路運(yùn)行，容易導(dǎo)致通信效率降低，智能電網(wǎng)對于環(huán)境質(zhì)量有著更高的要求，因此解決惡劣環(huán)境的影響，增強(qiáng)防護(hù)能力是當(dāng)下智能電網(wǎng)迫切需要解決的問題。

2.2變化的無線鏈路帶寬

對于無線鏈路而言，由于處于變化之中，無線鏈路的帶寬與接收端的信號大小有直接關(guān)系，而接收端信號受到極大的干擾。則信號強(qiáng)度將降低，電力系統(tǒng)的設(shè)計空間處于復(fù)雜的環(huán)境中，噪聲對于鏈路的信號具有一定的影響，在不同的時間和空間，鏈路的信號強(qiáng)度也有所不同，因此無線通信質(zhì)量是很難滿足的。

2.3有限的資源

無線通信在發(fā)展和使用過程中，采用的資源不多，電能資源不可回收，能量儲備不足，運(yùn)算處理能力有限，此三大因素是影響有限資源，無線通信在缺少電源的情況下，只能依靠風(fēng)能和太陽能發(fā)電的方式，無法對通信協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化，功耗將極大的升高。因缺乏電源也很難保證其安全性和穩(wěn)定性。電源自身的存儲和傳輸都具有安全要求，電網(wǎng)計費(fèi)和電能控制均需要采取相應(yīng)的安全措施。網(wǎng)絡(luò)攻擊無處不在，需要建立無線通信防護(hù)機(jī)制。

2.4可靠性、適用性與可擴(kuò)展性

對于電網(wǎng)運(yùn)行而言，無線通信必須具有適應(yīng)性，同時穩(wěn)定可靠。在我國智能化電網(wǎng)發(fā)展過程中，電網(wǎng)的質(zhì)量已經(jīng)逐步的完善，但是由于電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施依然不能滿足需求，電力設(shè)備老化嚴(yán)重，可靠性存在一定

的問題。在無線網(wǎng)的使用中，要提高無線通信網(wǎng)的可靠性，可以建立安全協(xié)議，完善安全機(jī)制，提高通信信息技術(shù)的安全性。確保智能系統(tǒng)的順利運(yùn)行。無線設(shè)備是降低成本，提高速率的重要方式，有線轉(zhuǎn)化為無線已經(jīng)成為一種必然，我國電網(wǎng)普遍實現(xiàn)了無線傳輸，當(dāng)然，其適用性和可靠性就會受到一定的影響，要提高無線通信的設(shè)計水平和管理水平。最后，電網(wǎng)的運(yùn)行變化快，適應(yīng)電網(wǎng)的發(fā)展需要無線通信設(shè)備具有高度的可擴(kuò)展性，采用多功能智能電表和智能數(shù)據(jù)采集裝置，保證智能裝置控制的合理性，使其具有合理的通信網(wǎng)絡(luò)，保證安全協(xié)議和可擴(kuò)展性需求。

3智能電網(wǎng)中的無線通信技術(shù)的限制因素

當(dāng)前，智能電網(wǎng)的無線通信技術(shù)主要受限因素是電費(fèi)采集系統(tǒng)和智能通信系統(tǒng)的實現(xiàn)。在智能系統(tǒng)中，通過自動化的計費(fèi)裝置實現(xiàn)電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集功能，可以實現(xiàn)準(zhǔn)確實時計費(fèi)，這也使得通信系統(tǒng)在智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的作用逐漸顯現(xiàn)出來。在電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)置過程中，提高質(zhì)量和服務(wù)水平，根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行現(xiàn)狀可以提高服務(wù)質(zhì)量，采取最佳通信方式并調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行方式。提高其在系統(tǒng)運(yùn)行中的安全性。對于智能電網(wǎng)而言，信息采集和數(shù)據(jù)分析使其主要過程，這一過程需要分為兩個級別，其中第一個級別是在傳感器與設(shè)備終端傳播，第二個級別則是從數(shù)據(jù)中南高端傳播到數(shù)據(jù)中心，第一級數(shù)據(jù)流可以通過多種通信方式實現(xiàn)，包括無線通信和有線通信方式，其中無線通信方式已經(jīng)占據(jù)了主要地位，其安全性和穩(wěn)定性的限制因素有待于解決。

4總結(jié)

智能電網(wǎng)將成為未來一段時間內(nèi)的主要方式之一，對于經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展來說都具有積極意義。智能配電網(wǎng)發(fā)展過程中，無線通信模式已經(jīng)成為主體模式，對于電網(wǎng)發(fā)展而言，需要從安全性與穩(wěn)定性確保其發(fā)展。目前，無線通信技術(shù)的核心為分布式電源，雖然提高了運(yùn)行效率，但是影響因素較多，需要從智能配電網(wǎng)的發(fā)展角度，對其進(jìn)行調(diào)整，而信息和通信技術(shù)是這一切得以實現(xiàn)的重要基礎(chǔ)之一。筆者主要分析了電網(wǎng)的影響因素，使無線通信在電網(wǎng)中發(fā)揮積極作用。文章就無線通信技術(shù)的具體作用進(jìn)行相關(guān)分析，并且給出了典型智能通信設(shè)計方案，對于電網(wǎng)的發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。在實際設(shè)計過程中，要建立安全協(xié)議，并且保證其正常運(yùn)行，對配電網(wǎng)供電性能進(jìn)行更加深入的研究。

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