基于数字化通信技术的智能电网应用分析
时间：2023-06-23 08:40:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
吴志刚
（国网岚皋县供电公司，陕西 岚皋 725400）
为了快速搭建智能电网系统，须以双向、即时性的通信系统作为强大的支撑框架，如果无法实现这一基础建设，智能电网的建设便无从提及。通信系统的建立为网络用户的数据传输、信息交换提供了便捷服务，为此我国各地区的电网企业均对通信系统的建设予以更多的人力、物力资源，这也标志着我国各地区的智能电网发展迈向了崭新的阶段。为了强化通信系统与智能电网的有机结合，通信系统也要同电网一样，连接至千家万户，以充分实现智能电网的建设目标。
1.1 通信质量摆脱了距离的束缚
以数字通信为主的通信系统借助整形、再生的方式，将干扰系统的电脉冲直接转化为无干扰的电脉冲，不会累积更多的失真噪音[1]。在传统的网络通信系统中，模拟信号在传输过程中的能量逐渐减少，同时其放大器杂音增加，从而对信号的传输产生了一定的负面影响，甚至无法传输到预想的距离。而通信系统的出现则解决了这一困扰，让模拟信号传输的距离持续更远。
1.2 抗干扰能力强
在数字通信中，其模拟信号以二进制码元“0”和“1”来表示，信息的传输以8位为1个字节，其中“0”代表未接收到模拟信号，而“1”则代表模拟信号的传输速率较高[2]。在接收网络端口，由网络管理员对所接收到的网络信号检测各码元的信号强度，一旦测试所得网络信号的电平值为“1”，即记录为“1”，如果未达到“1”则记为“0”，凡是取样值接近代表“1”的电平值记为“1”，反之则为“0”。网络信号在传输的过程中如果受到干扰，但只要不会大到无法区分出有电脉冲和无电脉冲的程度，其网络通信质量便不会受到一定的影响，这种通信方式有效避免了信号在传输过程中受干扰而减弱其质量的情况[3]。
1.3 保密性良好
在传统的网络信号传输过程中，为了提升数据信息传输的安全性，网络管理员会加强对模拟信号的加密工作，但这并非一件易事，需要管理人员投入更多的精力，甚至在投入了大量的人力、物力资源后，仍然以失败告终。而数字通信系统则有效解决了这一问题，因为数字通信系统所传输的信号为离散电信号，即使是破译能力再高的网络黑客，也很难听清，提高了网络系统的安全性，同时也为网络信号的加密提供了更多的便利，降低了加密的难度[4]。
1.4 便于计算机的管理
数字通信技术自诞生之日起，便为人们的日常生活提供了诸多的便捷服务。而随着数字通信技术的广泛应用，一些网络管理员逐渐发现其存在的纰漏，数字信号占据了较多的比重，甚至其频带一度超过了模拟通信[5]。通常情况下，一路模拟电话占用的频带宽度通常不过4 kHz，而同样段位数字电话所占的频带则远远超出该标准，这也导致了模拟通信无法在数字通信系统中占据绝对优势。但随着光纤技术的广泛应用，数字信号占据宽频带的问题也得到了显著改善，不但解决了上述问题，同时也促使数字通信向着超高速、大容量、长距离的方向发展[6]。
2.1 Internet2
Internet2是基于第一代网络技术框架生成的第二代网络技术，其网络协议采取全新的IvP6协议，网络编码则从传统的64位延伸为128位，不仅网络地址实现了创新，其网络资源也朝着多元化的方向发展。该网络技术的发展为高性能主干网与多协议标签之间的交换提供了重要基础，并在此基础上改善网络质量。目前，大多数网络用户所应用的网络软件、智能手机用户所应用的App均是基于网络平台开发的，其中包括了智能电网[7]。尽管我国的信息技术自诞生以来实现了长足的发展和进步，但智能网络仍然是当今网络时代发展的大势所趋，同时也是构建高效传输、安全性网络技术的重要平台。而Internet2的兴起，则给当今网络环境造成了巨大的轰动。
2.2 光纤以太网通信技术
人们常用的网络绝大多数为光纤网络，而在光纤网络的建设进程中不断尝试应用多千兆网卡的以太网交换机，光纤以太网也凭借其覆盖范围大、网络信号稳定等优势得到了广大网络用户的高度认可，同时在数字网络系统的加持下使得以太网通信技术不断更新，在数字交叉连接系统的加持下让传统的网络信号传输流程得以简化[8]。目前，该项技术不断被应用于各类商业化产品的开发与运行阶段，势必会在不久的将来成为信息化时代环境里网络用户的主流选择。
2.3 有线宽带通信技术
有线宽带是借助2～50 MHz频率得以正常工作的短距离网络通信，在传输数据信息时，其传输的速率可达到10～20 Mb/s，同时也帮助更多的网络用户对网络运行情况进行监督与维护[9]。由网络技术人员将网线接入家庭信道，并将路由器插入路由器电源，与以太网一样即插即用。该项网络技术的安全性高、覆盖范围广，受到广大用户的一致好评，其发展也受到了社会各界的广泛关注，较光纤通信的质量更胜一筹。
2.4 3G无线通信技术
2008年，我国正式步入3G网络时代，面对网络技术为各行各业发展带来的红利，也对我国的通信企业造成了前所未有的压力。以中国移动、中国联通为首的网络运营商，为了促进自身的发展，纷纷开设了3G套餐及业务。据统计，自3G网络投入使用阶段，我国约为95%的区域均建设了3G基站，并配备了先进的网络服务。以3G技术衍生的网络通信技术凭借其传输快、无限制等优势成为了网络用户的最佳选择，同时也有效改善了有线网络高投资、传输慢的不足，而我国各级政府也对3G无线网络通信技术的发展予以支持，并投入较多的人力、物力资源，不断优化3G网络，进一步提升其发展空间。随着3G网络通信技术的快速发展，智能电网的建设也初具雏形。
2.5 Wi-Fi无线通信技术
Wi-Fi是1种容许电子产品连接到1个无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）的专业技术，一般应用2.4G 特高频（Ultra High Freqnency，UHF）或5G 超高频（Super High Frquency，SHF） 工业、科学医学频段（Industrial Scientific Mcdical band，ISM）微波射频频率段。连接到无线局域网的Wi-Fi一般有密码锁，但是一些公共场所的Wi-Fi信号则是开放式、无密码的，这种开放式的Wi-Fi网络允许所有的网络设备自动连接到该网络。Wi-Fi技术的产生，标志着我国的网络技术发展正式步入1个崭新的阶段，通过对IEEE 802.11标准化无线网络商品间的互通性进行合理改善，当代网络用户逐渐对Wi-Fi网络产生依赖性，该技术成为了人们日常生活中不可或缺的重要组成部分。
通常情况下，智能电网数字化台区的建设涵盖了2种，即智能化一次设备与数字化二次设备。按照网络管理员理解的不同，其划分标准也有所不同，有些网络管理员也将其划分为3个层面，即执行层、无线中继层及主站层。前者是电气设备智能化系统的基础内容，通过执行层将一次设备与二次设备进行有机连接，准确监测电力设备的各项参数，包括电气量、工作电压、电流量、谐波分量、有功功率等，实现了网络管理员对设备运行情况的在线监测，充分了解设备的运转情况。同时，管理员还可借助智能电网对设备进行实际操控，包括绝缘油温控制在内的操作均在执行层完成。无线中继层则主要负责对数据信息的采集，如通过对一次性设备进行维护，收集、分析、归纳和总结执行层的相关数据信息，并对指令的操控情况进行监控。主站层则是智能化台区的远程控制部分，它依据数据电缆分接箱、数据箱式配电站及其数显式分相无功补偿柜等设备来收集与分析控制台区的电压、工作电压、谐波电流、温度、湿度等，对低电压台区开展精益化管理，减少过多的损耗，从而构建简单的框架。
由于数字化台区的重要基础设备为配电变压器，该设备有助于系统运行情况的监控，同时实现了数据信息的即时性收集，并对所收集到的数据信息进行全方位检测，一旦发现异常则发出预警信号，将其作为数据信息处理的强有力依据。与此同时，数字化台区也实现了数据信息的共享，如数字化台区建设中涉及到的数据变电站，同时配备了新型隔离开关，有助于电力工程各项参数的精准查验，全面反映出远程网络的运行情况。不仅如此，数字化台区的域名可以通过有线网或通用分组无线服务（General Packet Radio Service，GPRS）安全信道对执行层的设备参数进行调节，并依据配网规模来配置变电站与终端设备规模，提高了网络质量及安全性。
智能电网的发展标志着我国网络技术逐步走向成熟阶段，智能电网技术在人们日常生活的比重越来越大，同时也满足了广大网络用户的不同需求。智能电网的一代代发展和更新让各行各业均享受到来自于智能电网的红利，同时也在逐步尝试自身产业与智能网络的有机融合。本文首先从通信质量摆脱了距离的束缚、抗干扰能力强、保密性良好以及便于计算机的管理4个方面论述了通信系统具备的特征，之后详细介绍了智能电网的几项最具代表性的通信技术，最后以智能电网数字化台区的建设作为切入点分析了数字化通信技术的智能电网应用情况。
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