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智能配电网及其关键技术研究
智能配电网是一种全新的配电网形式，它把电能传输和分配、调度和控制、自动化和信息化有机地结合在一起，形成层次清晰、系统可靠、运行安全、经济高效的电力系统。
智能配电网以智能硬件和智能控制器作为依托，将智能控制技术、物联网技术以及电力自动化技术等，结合起来协同工作，形成自动监控、自动控制、自动调度的网络体系。
(1)电力计量技术。
通过电力计量，可以实时监测电力系统发电、输电、配电的状态及安全运行情况，及时发现电力系统的故障，以及系统的不平衡状态，保证系统的安全运行。
(2)智能调度技术。
通过实时监测系统运行状态，根据系统的实时需求，来进行智能化的调度和控制，保证电力系统负荷的平衡，降低电力系统的故障率。
(3)智能运行保护技术。
智能配电网采用智能运行保护技术，实现系统实时自动监测，发现系统的运行状态异常，并进行及时的处理，防止电力系统的损坏。
(4)无线通信技术。
采用无线通信技术，可以将系统的控制信息迅速的传递到相应的点，从而提高系统的操作效率，保证系统的运行可靠性。
配电网通信技术的应用分析摘要：为配合配电自动化业务需求，对配电网的通信技术要求越来越高，本文介绍了现有的配电网自动化的几种通信方式及应用对比分析，以适应配电自动化业务各种需求。
关键词：光纤通信；中低压载波；无线专网；无线公网配电自动化系统通信方式有很多种，但其主要分为有线通信方式与无线通信方式。
有线通信方式主要有：光纤通信、配电网载波等；无线通信方式有：GPRS、CDMA、LTE等。
有线通信方式具有较强的防干扰性和传输速度快的特点。
无线通信架设方便、易于扩展、价格也比较便宜。
按照建设方投资方式又可分为租用、自建及租建结合的通信方式。
自建通信方式主要是光缆通信、电力载波通信、电力无线专网等；租用方式最为广泛是采用中国移动和中国联通的GPRS（EDGE）、CDMA或4G公网，在没条件自建的情况下采用租用方式，也可以采用租建相结合的方式。
下面对配网通信可采用的几种主流成熟技术分布进行简要阐述。
1.光纤通信技术光纤通信技术主要特点是传输容量大、高速率、传输距离长、抗干扰性强、绝缘性能好等，是目前电力系统通信中广泛应用的通信方式，除此之外，光纤成本不断下降，经济效益越来越显著。
作为配电自动化通信网络，工业以太网和EPON是两种主流的通信技术，是配电自动化等的主要通信方式。
1.1光端机光纤通信环路可以链接多个通信节点，为了防止因光缆光端设备或光接头等因素引起的光纤环路通信故障而造成整个光纤通信系统通信中断，可以采用光纤双环路通信和具有双环自愈功能的光端机设备，以提高光纤通信环路的可靠性。
1.2商用以太网交换机商用光纤以太网方式是在充分调研的基础上，借鉴了以太网络的通信模式，结合配电网终端的现状与未来发展趋势所提出的一种站端通信方式。
以太网络技术的使用，使配电自动化系统在许多方面发生质的变化，可大大提高系统的信息交换速度，保障系统通信的高可靠性和高实时性。
主要表现在：通信速度大幅度提高；信息路由简单易行。
1.3工业以太网交换机针对目前国内配电自动化通信现状，尝试使用新型工业光纤以太网代替光纤收发器和光端机，组建真正意义上的光纤以太环网。
数字智能配电网中通信传输技术的应用
数字智能配电网作为传统配电网向智能化转型的代表，其技术含量和复杂度都远高于传统配电网。
在数字智能配电网中，通信传输技术则扮演着不可或缺的角色，它不仅保证了数字智能配电网系统信息的及时、安全、可靠传输，而且还支撑了数不胜数的重要功能。
首先，通信传输技术为数字智能配电网的智能化升级提供了关键支持。
数字智能配电网通过物联网、云计算、大数据等技术实现对配电设备、用电行为以及同城能源互联互通等的实时监测和分析。
这些数据需要在通信网络上的传输才能实现数字信息化进程，而且传输速度和性能也是决定其智能化程度、综合控制能力和服务质量的重要因素。
其次，通信传输技术保障了数字智能配电网的安全稳定运行。
数字智能配电网中，有着大量分布式电源、储能设备、微电网、电动汽车等新业态，众多设备连接的复杂性很高，需要通过通信传输技术来实现设备间的及时交互。
通信传输技术可以对此类设备运行状态进行实时监控和管理，及时识别并响应故障，从而保障了数字智能配电网的安全稳定运行。
最后，通信传输技术提升了数字智能配电网的智慧化服务水平。
数字智能配电网中，用户用电行为及用电质量数据需要实时传输，方便智能化系统对用户需求进行动态预测、自适应控制，而通信传输技术则实现了其中数据及时采集和传输的功能。
此外，通信传输技术的不断创新还支持数字智能配电网的代理交易、能源交易等业态的拓展，为用户提供了更加细致、个性化
的服务。
可以说，通信传输技术是数字智能配电网中一项至关重要的技术支撑。
未来数字智能配电网的发展将进一步依赖于通信传输技术的创新和应用，使得数字智能配电网逐步向着更加安全、智能、高效、环保的方向发展。
智能配用电大数据需求分析与应用研究一、本文概述随着科技的飞速发展，智能化和大数据技术的应用日益广泛。
在配用电领域，智能配用电系统和大数据技术的应用已经取得了显著的成果。
本文旨在深入分析智能配用电大数据的需求，探讨其在实际应用中的价值和潜力，以期为推动配用电行业的智能化和数字化转型提供理论支持和实践指导。
本文首先将对智能配用电大数据的概念进行界定，明确其内涵和外延。
接着，通过对国内外相关文献的梳理和评价，分析当前智能配用电大数据的研究现状和发展趋势。
在此基础上，结合我国配用电行业的实际情况，深入剖析智能配用电大数据的需求，包括数据采集、存储、处理、分析和应用等方面的需求。
本文还将探讨智能配用电大数据在配用电行业中的应用场景和实例，分析其在提高配用电效率、优化资源配置、保障能源安全等方面的作用。
通过案例分析和实证研究，验证智能配用电大数据应用的有效性和可行性，为相关企业和机构提供决策参考和实践借鉴。
本文将对智能配用电大数据的未来发展趋势进行展望，提出相应的政策建议和研究展望，以期为推动智能配用电大数据的深入研究和广泛应用提供有益的思路和方向。
二、智能配用电大数据概述随着信息化和工业化深度融合，以及物联网、云计算、大数据等新技术的广泛应用，配用电系统正迎来一场以数字化、网络化、智能化为特征的深刻变革。
智能配用电大数据作为这场变革的产物，正逐渐成为支撑配用电系统高效运行和优质服务的关键要素。
智能配用电大数据是指在配用电领域产生的海量、高增长率和多样化的数据集合。
这些数据来源于配电网运行监控、用户用电行为、设备状态监测、能源管理等多个方面，具有体量大、类型多、价值密度高、处理速度快等特征。
通过对这些数据的收集、存储、分析和挖掘，可以实现对配用电系统的运行状态、用户用电行为、设备健康状况等的全面感知和深度洞察，为配用电系统的规划、设计、运行、维护和管理提供有力支撑。
智能配用电大数据的应用价值主要体现在以下几个方面：一是提高配用电系统的安全性和可靠性。
电力系统中的智能电网技术分析随着社会经济的快速发展和人们对可持续能源的需求增加，电力系统中的智能电网技术逐渐成为实现能源转型的重要手段。
智能电网技术以信息化和自动化为核心，通过智能感知、智能控制和智能决策等技术手段，实现对电力系统运行状态的实时监测、调度、故障诊断和优化控制，从而提高电网的供电可靠性、经济性和可持续性。
本文将从智能电网技术的概念、关键技术和应用案例等方面进行分析和探讨。
首先，智能电网技术是指通过引入信息化、通信技术和自动化控制等手段，对电力系统的设备、线路、负荷等进行实时监测、数据采集和数据分析，从而实现对电力系统运行状态的智能感知。
智能电网技术的核心是大数据和人工智能等前沿技术的应用。
通过大数据的分析和挖掘，可以建立起对电力系统运行状态的全面监测和预测模型，实现对电力系统各个环节的智能监控和管理。
人工智能技术则能够通过智能决策和优化算法，对电力系统的调度和控制进行自动化和智能化，从而提高电力系统运行的效率和安全性。
在智能电网技术的关键技术方面，首先是智能感知技术。
智能感知技术包括传感器和通信技术的应用，通过对电力系统设备的状态、负荷和线路等方面的数据进行采集和传输，实现对电力系统运行状态的实时监测。
这种实时监测能够及时发现电力系统中可能存在的故障和隐患，从而采取相应的措施进行修复和调整。
其次是智能控制技术。
智能控制技术包括自动化控制和优化控制两个方面。
自动化控制通过引入先进的控制算法和设备，实现对电力系统运行的自动控制和调节。
优化控制则是通过建立适应电力系统运行要求的数学模型，运用数学优化方法对电力系统进行灵活和精确的调度和控制，以提高电力系统的供电质量和经济性。
值得注意的是，智能电网技术的应用是一个渐进和系统化的过程。
目前，国内外已经有许多智能电网技术在实际电力系统中得到了应用。
例如，电力系统中的智能配电网技术，通过对配电网中的各个环节进行数据采集和分析，实现对电力的主动调度和优化控制，提高配电网的供电可靠性和经济性。
智能配电网通信业务需求分析及通信技术方案摘要：配电通信网是发展智能配电网的基础条件，随着智能配电网、分布式新能源站和智能用户的接入，配电通信网的业务需求发生了很大变化。
本文分析了智能配电网各部分（高级量测体系、高级配电运行、高级输电运行、高级资产管理）通信业务需求，并初步给出了主要采用配网光纤、宽带无线接入方式实现智能配电网通信技术方案，为进一步智能配电网通信规划设计提供参考。
关键词：智能电网、智能配电网、高级配电运行（ADO）、高级量测体系（AMI）、智能配电通信网Smart distribution network communication communications services requirements analysis and communication technology programHuangsheng (Guangdong Electric Power Design Institute Guangzhou GuangDong 510663)Abstract：Distribution communication network is the base of the Smart distribution network. With the smart distribution network, distributed new energy stations and smart user access, distribution communications network services requirements great changes have taken place. This paper analyzes the various parts of the Smart distribution Grid (AMI,ADO,ATO,AAM) communications business requirements, and a preliminary paper mainly uses distribution Grid optical fiber, broadband wireless access Smart distribution Grid Communications Technology Program, in order to further Smart distribution Grid communications planning and design for reference. Keywords: Smart Grid, Smart distribution Grid, ADO, AMI, Smart Grid distribution communication network一、前言1.1 智能电网与智能配电网近来国外和国内的“智能电网”的研究很热[1-3]。
配电自动化及其对通信网的需求研究分析发布时间：2021-01-13T14:56:56.313Z 来源：《中国电业》2020年第27期作者：张晋[导读] 智能配电网可以提高电力系统的运行效率以及供电质量，通过对分布式发电、张晋国网晋城供电公司山西晋城 048000摘要：智能配电网可以提高电力系统的运行效率以及供电质量，通过对分布式发电、储能的并网优化，让电力需求侧的管理更加的高效，而且通过现代的管理理念，让配电、用电的运行及管理更加的稳定。
配电自动化系统主要是由配电主站、子站、配电终端以及通信通道组成。
配电主站是实现数据处理、人机交互等多种应用功能的中心，配电子站是连接配电主站与配电终端的中间设备，主要功能是进行数据信息的汇集，同时，也根据实际运行要求完成区域监控的任务。
通信通道是配电主站、子站以及配电终端之间相互连接的信息传输网络，通过通信通道，配电系统中的各个部分实现了及时的信息数据传输、调控指令下达等功能。
随着国家“三网”融合的推进，智能电网得到了前所未有的快速发展。
而智能配电网是智能电网的关键环节之一，很好的实现了电能的有效传输，在配电网中，通信网络是重要的组成部分，因此，提高配电网的运行质量，就要构建先进、稳定的组网系统。
关键词：配电自动化；通信网；需求引言随着中国科学技术水平的提高，社会逐渐向提供知识和信息的方向发展。
在快速增长的市场中鼓励竞争是为了产生并获得持续的经济利益，所有公司都必须加强对领先技术的研究。
如果电力企业通过对电力通信技术进行现代化改造提高智能水平将其称为智能电网。
因此，它将不断满足不断增长的电力需求。
一方面，在促进该国的社会经济发展中发挥重要作用。
因此，能源公司应深入研究智能电网，提高电力通信技术的使用效率，并促进自动化和智能化动力传动的发展。
1智能配电网的概念及特征从技术层面讲，智能配电网是利用计算机技术、人工智能技术等现代科学技术构建的自动化的供电网络，利用分布式智能以及自动控制系统来实时的监控每个用户以及节点，确保从发电厂到用户端每个节点上的电流以及信息能够双向互动。
智能配电网通信业务需求分析及技术方案黄盛（广东省电力设计研究院，广东广州510660）中图分类号：TN915.853；TN915.5文献标志码：B文章编号：1005-7641（2010）06-0010-04第31卷第212期电力系统通信Vol.31No.2122010年6月10日Telecommunications for Electric Power SystemJun.10，20100引言近来智能电网已成为国内外的研究热点[1-3]。
智能电网是使用健全的双路通信、高级的传感器和分布式计算机的电力传输与分配网络，其目的是改善电力传送和使用的效率，提高电网的可靠性和安全性[3]。
智能电网覆盖发、输、配、用电各环节，根据国际、国内目前研究报告，智能电网主要由4部分组成[3]：①高级配电运行（ADO ，Advanced DistributionOperations ）；②高级量测体系（AMI ，Advanced Me -tering Infrastructure ）；③高级输电运行（ATO ，Ad -vanced Transmission Operations ）；④高级资产管理（AAM ，Advanced Asset Management ）。
在各个部分中，ADO 是目前装备较薄弱的环节，所以在国际上关于智能电网的研究报告中，配电网是大家关注的重点。
智能配电通信网是智能配电网的重要组成部分，是实现智能配电网的基础条件。
智能配电通信网建设目标是：利用经济合理、先进成熟的通信技术，满足智能配电网发展各阶段对电力通信网络的需求，支持各类业务的灵活接入，为电力智能化系统或设备提供“即插即用”的电力通信保障，为电力用户与分布式能源提供信息交互通信渠道。
配网通信主要采用光通信、无线通信、低压电力线载波通信3种技术，为智能配电网监测、控制、用户互动等业务提供安全可靠的通信手段[4-7]。
智能配电通信网要求覆盖ADO 中高级配电自动化、网络保护、分布式能源接入的业务节点，覆盖AMI 中智能电能表和负荷控制管理的业务节点，覆盖AAM 中设备运行状态监测节点。
智能配电通信网各类业务的覆盖面、通信通道需求各不相同，需要进行重点分析，以便为配电通信网建设的技术选型、方案选择提供依据。
1智能配电通信网业务需求分析1.1ADO 通信需求1）纵联网络保护通信需求。
目前配电网线路保护业务采用不需要通道的电流保护方式，智能电网时代保护方式将发生改变，利用配网通信通道实现纵联网络保护[8，9]。
配电网线路保护不需要考虑电力系统稳定性因素，只需要考虑保护电力元器件，故动作时间比高压输电网线路保护动作时间略长，约为500~700ms ，通信通道时延应≤100ms ，通信带宽为64kbit/s~1Mbit/s 。
2）高级配电自动化通信需求。
智能配电网通信需求主要满足配电网设备（FTU ，DTU ，TTU ）监测信息、自愈控制信息、故障定位信息的传送。
智能配电网自愈动作速度要求<3s ，除去元件采集和调度系统处理时间，双向通信通道时间应<1s ，即单向通信时延要求<500ms ，通信带宽约为30kbit/s 。
3）分布式电源、储能站通信需求。
储能站状态10··监测、控制、管理信息与配电网调度端交互通信时延为秒级，通信带宽为64kbit/s~1Mbit/s。
分布式能源站SCADA，AGC，AVC控制信息与配电网调度端交互通信时延为秒级，通信带宽约为30kbit/s。
分布式能源站预测负荷曲线通常为1次/15min，24h96个预测点曲线上传调度端，通信时延为分钟级，通信带宽约为5kbit/s。
1.2AMI通信需求1）智能电能表通信需求。
电力用户智能电能表实时采集用户用电量信息，各智能家电功率、用电状态等信息上传给配电调度端，向用户传送实时电费、分时电价、智能家电控制等信息。
每电表按300Byte/15min信息量考虑，通信带宽<0.01kbit/s，1个110kV站通常20条10kV出线，配电400个台区，共有20万户智能电能表。
通信方式是各智能电能表通过RS-485电缆、载波、WiFi等方式汇聚到台区集中点，再通过配电通信网实现信息交互。
2）负荷需求侧管理通信需求。
针对大负荷用户的特殊需求，需要进行负荷需求侧管理，包括负荷预测、电能质量监测、负荷控制参数下发等功能。
负荷需求侧管理带宽约为5kbit/s，时延为min级。
1.3AAM通信需求智能电网新的业务需求为对电网设备的全生命周期管理，以提高电网资产利用率。
需要对全网设备（线路）运行状态进行在线监测[10]，以提高检修效率，延长设备使用寿命。
设备运行状态监测为秒级业务，单点流量约为4kbit/s，110kV变电站覆盖配网范围内监测的信息点包括变压器、断路器、避雷器、二次设备、线路故障指示器等，数量约为2000个。
1.4智能配电通信网业务需求总结配电网范围通常以110kV变电站向下配电输送范围来计算，配电网通信业务流量统计也应以110kV变电站覆盖范围来统计。
根据上文所述，智能配电通信网业务需求见表1所列。
智能配电网通信业务主要分为实时控制业务和非实时监测、管理业务。
实时控制业务适合采用高可靠、低时延的光纤通信平台；非实时监测、管理业务适合采用覆盖广泛的无线宽带通信平台，利用应用层重传机制保证信息的非实时传送。
110kV变电站覆盖范围的配网无线宽带通信带宽需求为：分布式能源站负荷预测60kbit/s，智能电能表2Mbit/s，负荷需求控制管理1Mbit/s，设备运行状态监测信息8Mbit/s，合计12Mbit/s。
110kV变电站覆盖范围的配网光纤通信带宽需求为：纵联网络保护60Mbit/s、高级配电自动化9Mbit/s、分布式能源站SCADA，AGC，AVC控制360kbit/s、储能站监测管理4Mbit/s，合计73Mbit/s，合并无线业务流量，在光传输网上流量总计85Mbit/s。
2智能配电通信方案2.1智能配电通信网要求智能配电通信网建设除了满足各类业务通道表1智能配电网通信业务对带宽的需求Tab.1Bandwidth demands of communication services in smart distribution network类别业务名称通道接口时延单节点流量110kV变电站覆盖节点数量总流量适用的通信平台ADO纵联网络保护以太网、G.7032M、专用光纤<100ms64kbit/s~1Mbit/s6060Mbit/s光纤通信高级配电自动化以太网、音频拨号<500ms30kbit/s3009Mbit/s光纤通信储能站监测管理以太网<1s1Mbit/s44Mbit/s光纤通信分布式能源站SCADA，AGC，AVC控制以太网<1s30kbit/s12360kbit/s光纤通信分布式能源站负荷预测以太网<60s5kbit/s1260kbit/s光纤通信、无线通信AMI智能电能表（台区集中点）以太网、载波、RS-485<60s<0.01kbit/s20万（400个台区集中点）2Mbit/s（每台区5kbit/s）无线宽带、载波、租用公网无线负荷需求控制管理以太网<60s<5kbit/s2001Mbit/s无线宽带、载波AAM设备运行状态监测信息以太网<3s<4kbit/s20008Mbit/s无线宽带、租用公网无线·专题聚焦·黄盛智能配电网通信业务需求分析及技术方案11··要求以外，还需要满足以下要求。
1）安全性要求。
根据《电力二次系统安全防护规定》及《电力二次系统安全防护总体方案》的要求，电力二次系统安全防护工作应坚持安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证的原则。
智能配电网中的纵联保护、配网自动化、能源站监测、负荷控制等业务属于电力监控系统的范畴，必须使用专用网络的生产控制大区来承载。
2）可靠性要求。
智能配电网应考虑通道备用且具有自愈功能，通信设备的可靠性应为工业级，电源、机房环境等基础设施也应有一定的可靠性保障。
3）经济性要求。
配电网设备数量十分庞大，智能配电通信网应根据业务发展情况，区分保障和覆盖两种类型的通信节点，合理选择经济的通信方式。
2.2智能配电网通信网方案根据智能配电网通信业务需求，智能配电通信网主要以光纤通信对重要节点实现保障，以无线通信实现广泛覆盖、载波通信作为接入补充的方案，技术方案结构如图1所示。
图1智能配电通信网方案Fig.1Technical scheme of communication system insmart distribution network110kV站以光纤覆盖，纵联保护装置、配网自动化监测节点、分布式能源站、独立储能站、重要负荷管理节点也需要用光纤覆盖，实现装置之间、配电调度之间的光纤通信通道。
要求采用具有自愈功能的155Mbit/s SDH环网或100Mbit/s工业以太环网方式。
在光通信覆盖之外的智能电能表台区集中点和设备运行状态监测点，采用宽带无线通信或租用公网无线通信方式，以建立智能电能表双向信息和设备运行状态信息到配网管理站的无线通道。
每个无线接入点流量为5kbit/s，汇聚到110kV 变电站基站流量为12Mbit/s。
智能电能表到台区集中点的通信方式可根据距离远近，采用RS-485电缆、WiFi、载波等方式，实现智能电能表的灵活接入。
台区集中点到智能电能表流量为0.01kbit/s，汇聚后流量为5kbit/s。
3结束语电网正在向智能化方向发展，但目前配网通信网建设还不完善，制约了配电智能化的实施。
智能配电网中的高级配电运行、高级量测体系、高级资产管理对通信业务时延、带宽等需求各不相同，其业务可分为实时控制业务和非实时监测、管理业务。
结合配网通信网建设必须遵循的安全性、可靠性、经济性要求，文章提出了智能配电网通信以光纤通信实现重要节点保障、以无线通信实现广泛覆盖、以载波通信作为接入补充的技术方案。
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