電力一體化通信方案研究

方劍

【摘要】 目前在電網中使用眾多通信方式完成信息的交互，智能用電小區、商業樓宇、工廠等典型電力用戶的接入業務存在著不同的應用架構，影響到電力通信網的運行質量與效率，論文研究了電網一體化通信的實現方案，提出了自上而下的協議棧與整體架構，以保障整個電力系統的有效、安全、穩定運行和運營管理。

【關鍵詞】電力通信 一體化協議棧 通信架構

一、引言

隨著電力通信網絡規模不斷擴大，結構愈加復雜，網絡層次和種類增多，逐漸發展為國網、區域網、省網、地區網及縣級網的分層次組網的格局[1]。設備種類、數量、光纜公里數、帶寬、電路等通信資源都在迅速增加[2]，網絡運行、維護與管理難題也隨之出現，故障定位、故障處理、資源調度等管理工作難度越來越大，影響到電力通信網的運行質量與效率。

只有實現電網一體化通信才能實現對這些資源的績優管理，才能及時反映設備和系統的動態變化，才能實現網絡資源的動態更新[3]。電網一體化通信的研究與分析，關鍵在于電力業務特點分析及其對應通信需求分析，以保障電網通信提供可靠、實時和安全，保障整個電力系統的有效、安全、穩定運行和運營管理。論文主要對電網一體化通信體系涉及的通信環節中各個組成部分進行分析研究。

二、一體化通信實現方案研究

電網一體化通信主要完成各個不同通信協議的映射，完成信息模型與信息交換模型的建立，以此完成不同體系之間的一體化通信。

如圖1所示，協議棧分為4層：底層通信協議、協議映射、信息與信息交換模型、應用層。

底層通信協議：即OSI環境，用于在不同網絡中傳輸報文與數據流;

協議映射：將信息與信息交換模型適配入不同的電力通信網絡中，如WSN、PLC、以太網等;

信息與信息交換模型：構建統一的電力信息模型與信息交換方式;

應用層：為不同電力應用，如：運行、需求響應、營銷等，提供相應的服務。

三、電網一體化通信架構研究

體系架構設計需要綜合考慮到對舊系統的兼容、功能、信息通信、安全等因素。

圖2為論文提出的架構，電網側系統包括配網能量管理系統、輸電網能量管理系統、高級量測系統主站等;用戶側主要包括各種智能設備和用戶側能源管理系統。

其中GS為電網側系統（Grid side System），包括服務提供商系統、分布式能源管理系統、能源提供商系統、ESCO，高級計量體系架構、其他操作系統等相關電網側所使用的系統。

US：用戶側智能系統，主要包括能源管理系統、分布式發電系統、用戶進程等其他系統。

UE：用戶側智能設備，包括太陽能發電控制設備、網關設備、分布式電源、恒溫器、簡單負荷控制設備、能源存儲設備、家庭商業自動化設備、智能電表、可調光源等。

電網側網絡：電網側網絡由有線或無線網絡組成，所有電網側網絡智能設備都能夠通過電網側網絡連入核心網中。無線網絡可能是CDMA，GSM，GPRS，iDEN，WIMAX，LTE等點對點或點對多點的網絡、多播網絡，甚至是衛星網絡。

電網一用戶網絡：電網一用戶網絡用于連接電網測與用戶測網絡，可能是公網也可能是私網。用戶側網絡也可能是有線的或是無線的，主要提供電網側與用戶側網絡的互聯。

用戶側網絡：用戶側網絡指的是連接電網用戶設備任何的網絡，可以是有線的無線的，主要是公網。

這種架構的特點如下：

（1）電網可以通過智能電表（采用AMI網絡，包括電表直接控制部分用電設備），或者通信網關（采用英特網等公網），或者通過專用網關（采用專網但不通過智能電表的情況下）三種主要形式和用戶交互。

（2）考慮到工業、商業、居民各種用戶。本標準支持三種用戶側智能設備控制模式：設備本地自主控制;通過用戶能源管理集中協調再與電網交互;受電網側直接控制。

（3）圖2中中間部分是電網和用戶交互的關鍵，僅需要對中間部分進行重新設計實現就能夠完成電網一體化通信。

四、結束語

智能電網背景下的全控制對電力通信提出了新的要求，只有實現電力系統通信的一體化，統一化才能夠保障電網通信提供可靠、實時和安全，保障整個電力系統的有效、安全、穩定運行和運營管理。

論文研究了電力一體化通信體系，綜合不同電力系統通信現狀提出了一種實現一體化通信方案，對電網一體化通信體系涉及的通信環節中各個組成部分進行了分析研究。

參 考 文 獻[1]張麗霞，高偉，山西電力一體化通信資源管理系統的升級改造[J].山西電力，2011，05：59-62[2]王曉蔚，高志強，胡文平，李天然，河北南網智能配用電一體化通信平臺建設[J]電力系統通信，2013，01：16-20[3]林韓.電力企業一體化信息集成平臺的研究與實踐[J].電力信息化，2007，10：66-69