LTE移動通信技術在智能電網中的應用

摘要：本文簡要介紹了智能電網的相關概念和現實意義，分析了現代移動通信技術在智能電網中的應用現狀;針對智能電網對電力通信系統的要求，提出LTE應用到智能電網中具有突出優勢的觀點，并從電網視頻監控、智能巡檢、應急搶險指揮等幾個方面介紹了LTE 技術在智能電網的應用;最后分析了在智能電網建設中應用LTE技術需要注意的問題及建議。

一引言

近年來,國家電網公司陸續出臺了一系列關于加快建設智能電網的政策措施，我國電網建設正面臨著巨大的挑戰和機遇。一方面，電網需要應對日益嚴峻的資源和環境壓力，實現大范圍的資源優化配置，提高全天候運行能力，滿足能源結構調整的需要;另一方面，輸配電、發電、信息化、數字化等技術的進步也為解決這一系列問題提供了堅實的技術支持。2009年舉行的特高壓輸電技術國際會議已明確提出，到2020年，我國將全面建成統一的堅強智能電網，顯然，智能電網正成為現代電力工業發展的方向。

電力通信系統是智能電網的重要組成部分。由移動通信技術(如GPRS、GSM等)實現電力系統中數據傳輸的方式具有不需要建立專用通道、工程投資小、覆蓋面廣、維護方便、安裝靈活等特點，已經在遠程抄表、負荷控制與調度等領域取得了較好的效果。LTE技術的使用將為電力系統信息化注入新的活力。LET相比已應用的GPRS、GSM、3G等具有更高的傳輸速率、更加安全可靠的性能，能夠為智能電網的建設提供全方位的通信服務。

本文首先介紹了智能電網、LTE的相關知識，分析了現代移動通信技術在電網中的應用現狀，針對智能電網對電力通信系統的要求，得出 LTE應用到智能電網具有突出優勢的結論，并從電網視頻監控、智能巡檢、智能負荷調度管理、應急搶險指揮等幾個方面介紹了LTE技術在智能電網的應用。

二智能電網

(一)智能電網概述

1.智能電網的概念和特點

智能電網是指一個完全自動化的供電網絡，其中的每一個用戶和節點都被實時監控，并保證從發電廠到用戶端電器之間每一點上的電流和信息的雙向流動。通過廣泛應用分布式智能、寬帶通信以及自動控制系統的集成，智能電網保證了市場交易的實時進行和電網上各成員之間的無縫連接及實時互動。

從技術角度講，智能電網有3個層面的含義：首先是利用傳感器對發電、輸電、配電、供電等環節關鍵設備的運行狀況進行實時監控;然后將獲得的數據通過網絡系統進行收集、整合;最后通過對數據的分析、挖掘，達到對整個電力系統運行的優化管理。

智能電網具備如下特征：

1)自愈。通過實時掌控電網運行狀態，及時發現、快速診斷和消除故障隱患;在盡量少的人工干預下，快速隔離故障、自我恢復，避免大面積停電的發生。

2)安全可靠。能夠很好地應對自然災害、外力破壞和計算機攻擊，保證人身、設備和電網的安全，自動恢復電網的運行。

3)經濟高效?？梢詢灮Y源配置，提高設備傳輸容量和利用率;在不同區域間進行及時調度，平衡電力供應缺口;支持電力市場競爭的要求，實行動態的浮動電價制度，實現整個電力系統優化運行。

4)兼容。能夠開放性地兼容各種類型設備，包括集中大電源、分布式發電以及可再生能源，滿足電力與自然環境、社會經濟和諧發展的要求。

5)與用戶友好互動。實現與客戶的智能互動，以最佳的電能質量和供電可靠性滿足客戶需求;實現系統運行與批發、零售電力市場無縫銜接，同時通過市場交易更好地激勵電力市場主體參與電網安全管理，從而提升電力系統的安全運行水平。

2.智能電網的技術體系

智能電網的構建與功能實現有賴于多項基礎技術的發展、推廣和應用。智能電網的技術體系分為基礎技術和高級應用?；A技術包括電力設備、量測與通信設備、信息管理系統、決策與控制理論，高級應用有智能控制中心、智能變電站、智能線路、智能保護系統、智能需求側管理。通過基礎技術與高級應用的有機結合，最終形成智能電網。

三電力通信系統應用現狀

電力通信系統是保障電力系統運行不可或缺的組成部分。電力系統正常運行需要借助于有效的通信手段，將控制中心的命令準確地傳送到遠方終端，并將反映遠方設備運行情況的數據信息收集到控制中心。目前常用的通信方式有現場總線、電話專線、光纖通信、電力線數字載波、無線擴頻等。這些通訊方式普遍存在的問題是要自建專用信道，且工程投資大，維護工作繁重。隨著無線通信技術的不斷發展，利用移動運營商提供的移動通信技術實現電力系統中的數據傳輸，將是電力系統自動化的重要發展方向。

與此同時，GPRS(General Packet RadioService)也是一種被廣泛采用的通信方式，它是一種基于第二代移動通信系統GSM的2.5G無線分組交換技術。這種技術具有覆蓋范圍廣、永遠在線、接入速度快、支持中高速數據傳輸、投入費用低、可按流量收費等優點。目前，GPRS技術已經被廣泛應用到電力工業的各個環節，如配網自動化、電力負荷管理、無線抄表、調度自動化、電能質量監測、電壓等級變電站的遠動信號傳輸、電力搶修調度、輸電線路污穢在線監測等領域。但是，實際應用中GPRS 傳輸速率僅為57.6kbit/S，且通信保密性、安全性不夠高，已經不能滿足未來智能電網發展對通信系統的要求。相比之下，LTE技術不僅具有GPRS 技術的優點，同時也彌補了GPRS技術在傳輸速度、保密性、安全性等方面的不足，因此更能適應未來智能電網建設的發展方向與技術要求。