關(guān)于智能電網(wǎng)中無線通信技術(shù)的應(yīng)用研究

周　俊

（深圳赫美集團(tuán)股份有限公司， 廣東　深圳　518053）

引言

21世紀(jì)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，地球面臨的資源環(huán)境壓力越來越大，電力作為重要的二次能源，合理的電網(wǎng)設(shè)計(jì)在節(jié)約能源、降低能耗、配置資源方面必會(huì)發(fā)揮出重要的作用。

智能電網(wǎng)技術(shù)方面，美國和歐洲已經(jīng)進(jìn)行了一系列包括發(fā)電、輸電、配電等各個(gè)方面的研究。由于不同國家的條件不同，智能電網(wǎng)的技術(shù)重點(diǎn)也不同，比如說美國主要致力于電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的升級改造，而歐洲更加重視可再生能源和分布式能源與電網(wǎng)相連接。我國基于統(tǒng)一智能電網(wǎng)的原則，注重電網(wǎng)的性價(jià)比、清潔環(huán)保、靈活性等諸多方面的特點(diǎn)。雖然，各國建設(shè)重點(diǎn)和目標(biāo)不同，但建設(shè)智能電網(wǎng)的動(dòng)力都是建立在市場、電力需求等因素上的，總而言之，即智能電網(wǎng)要具備優(yōu)化、互動(dòng)、兼容、集成、環(huán)保等眾多特征[1]。

1　無線通信技術(shù)概述

有線通信技術(shù)往往受到各種因素的制約，存在諸如受到地域環(huán)境等方方面面限制的缺陷；然而基于有線通信技術(shù)之上發(fā)展起來的無線通訊技術(shù)，正在不斷地演變和完善，其可以進(jìn)一步簡化通信模塊的組合方式，從而使得通信網(wǎng)絡(luò)的工作效率得以有極大提升，因此在現(xiàn)如今的智能電網(wǎng)之中發(fā)揮著重要作用。

2　智能電網(wǎng)概述

智能電網(wǎng)源于Intelligrid的概念，其內(nèi)涵也隨著時(shí)代的進(jìn)步而逐漸擴(kuò)大。一般而言智能電網(wǎng)可定義為：智能電網(wǎng)是一個(gè)高水平的全自動(dòng)的，具有實(shí)時(shí)監(jiān)控和精確控制用戶和電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)功能以及完整的數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娏鬏斁W(wǎng)絡(luò)?；诖耍覈娏茖W(xué)研究院還提出了智能電網(wǎng)應(yīng)具備可靠、經(jīng)濟(jì)、清潔、互動(dòng)性強(qiáng)的特征屬性。

首先，與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)具備綠色可再生能源和傳統(tǒng)能源混合利用的調(diào)度功能，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用；其次，面向智能化動(dòng)態(tài)電價(jià)實(shí)時(shí)測量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)；再者能夠優(yōu)化和配置發(fā)電設(shè)施。結(jié)合上述特征，圖1為智能電網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本要素。

圖1　智能電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

智能電網(wǎng)不受時(shí)間和空間的限制，通過監(jiān)測電網(wǎng)的運(yùn)行情況，提前預(yù)警可能出現(xiàn)的問題和事件，避免引發(fā)電氣故障而造成不必要的損害。智能電網(wǎng)能夠高效地利用各類異構(gòu)設(shè)施和資源，能夠有效降低輸電能量的損耗，從而控制發(fā)電的成本，使得電力能源利用效率得到極大的提高。供需平衡趨勢的發(fā)展是現(xiàn)如今智能電網(wǎng)的發(fā)展方向，在此基礎(chǔ)上以合適的電力銷售價(jià)格滿足現(xiàn)代社會(huì)人們生活工作的需求。智能電網(wǎng)的一個(gè)優(yōu)勢就是，其即便受到物理網(wǎng)絡(luò)攻擊，也不會(huì)在大范圍內(nèi)造成斷電的事故，因此即便出現(xiàn)局部范圍內(nèi)的斷電事故也能夠得以及時(shí)有效地恢復(fù)，且恢復(fù)成本極低。而且，從低碳節(jié)能環(huán)保的理念角度出發(fā)，智能電網(wǎng)指在輸電、配電等領(lǐng)域采用高效智能的技術(shù)手段，有效緩解電網(wǎng)對環(huán)境的不利影響。此外，通過推廣采用可再生的環(huán)保能源，可以改善人類的環(huán)境。與此同時(shí)，智能電網(wǎng)可以避免用戶或者工人出現(xiàn)電網(wǎng)安全事故，保障了人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全[2]。

3　關(guān)于智能電網(wǎng)中無線通信技術(shù)的應(yīng)用分析

因?yàn)楫?dāng)前的無線通信技術(shù)及造價(jià)成本很低，而且具有擴(kuò)展性強(qiáng)以及使用方便等優(yōu)點(diǎn)，其已成為當(dāng)前智能電網(wǎng)通信方式的不二選擇。需要注意的是，由于智能電網(wǎng)分布地域的區(qū)別，其對無線通信技術(shù)的信息傳輸距離有一定的要求，通常而言包括四種，分別是無線個(gè)域網(wǎng)、城域網(wǎng)、局域網(wǎng)以及廣域網(wǎng)。例如，現(xiàn)如今普遍使用的WIFI就是局域網(wǎng)的一種，而藍(lán)牙、ZIGBEE技術(shù)則屬于廣域網(wǎng)技術(shù)，手機(jī)通信技術(shù)則屬于無線城域網(wǎng)。

智能電網(wǎng)的核心部分為通信技術(shù)和信息技術(shù)，其決定了智能電網(wǎng)的發(fā)展方向。目前，無線通信設(shè)備具有的遠(yuǎn)程通信、控制、便攜性等功能，有助于智能電網(wǎng)的管理和規(guī)范化，促進(jìn)整個(gè)電力行業(yè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和安全發(fā)展，符合當(dāng)前的節(jié)能減排理念。而且，現(xiàn)如今隨著4G無線通訊技術(shù)的迅速普及，在電力、電網(wǎng)等方方面面都起著十分重要的作用?？梢哉f，基于無線通信技術(shù)模式下的智能電網(wǎng)，對于電力生產(chǎn)以及輸電、配電起到了保障作用[3]。

與此同時(shí)，智能電網(wǎng)通過無線通信技術(shù)可以開展更多的無線業(yè)務(wù)，以認(rèn)知無線和動(dòng)態(tài)頻譜這種無線通信技術(shù)手段為例，通過使用頻譜聚合、感知和接入實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息傳輸，能夠在智能電網(wǎng)頻譜稀缺的情況下有效降低頻譜帶來的高昂租賃或者購買成本，因此能夠推動(dòng)智能電網(wǎng)的進(jìn)一步迅速發(fā)展。除此以外，采用實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)方式的智能電網(wǎng)能夠減小用電高峰期對其穩(wěn)定性的影響，而且，當(dāng)前的電網(wǎng)下電價(jià)通常按照時(shí)段價(jià)格不一，一般晚間到凌晨的用電量較少，價(jià)格也低，這樣綜合運(yùn)用降低家庭用電的成本。21世紀(jì)，智慧城市這一概念開始在我國建筑領(lǐng)域出現(xiàn)，這是當(dāng)前國家城市建設(shè)的重要目標(biāo)和戰(zhàn)略，其中智能電網(wǎng)在推動(dòng)智慧城市的發(fā)展中起著巨大的作用，利用無線通信技術(shù)，對城市交通、娛樂、安全等等方方面面都能夠進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)和控制，提高電能的利用率，不僅節(jié)能高效，而且更加環(huán)保，符合當(dāng)下的低碳理念[4]。

4　結(jié)語

未來我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展中的重要環(huán)節(jié)之一就是智能電網(wǎng)，通過在智能電網(wǎng)中無線通信技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)信息采集的全面覆蓋，完善電力通信系統(tǒng)，促進(jìn)社會(huì)文明的進(jìn)步和發(fā)展。

[1]王濤.無線通信技術(shù)在智能配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].通訊世界，2017（10）：148-149.

[2]韋磊，陸忞，于佳.LTE無線集群通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].電力信息與通信技術(shù)，2016，14（5）：93-97.

[3]迪麗拜爾·阿不拉江.無線通信技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2016（3）：73-74.

[4]郭維鈞.無線通信技術(shù)在智能大廈和數(shù)字化社區(qū)中的應(yīng)用[J].智能建筑，2013（12）：21-24.