智能配电网通信网络论文

【摘要】本文首先阐述了智能配电网通信需求，然后对智能配电网通信组网技术及应用进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。【关键词】智能配电网;通信组网技术;应用引言智能配电网在电力通信中占据非常重要的位置，是电力行业需要关注的重点内容。下面是小编为大家整理的《智能配电网通信网络论文 (精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

智能配电网通信网络论文 篇1：

智能配电网通信无线传感器网络QoS建模思路研究

摘要：在当今时代，电力事业已经成为我国经济发展、社会建设中不可或缺的能源，而随着经济水平以及人们生活水平的提升，不论是经济生产，还是生活所需，都对供电可靠性以及安全性提出了更高的要求。在这种大背景下，智能配电网已经成为电力行业研究的主要方向之一，我国已经根据配电网系统的设备分布、结构特点等建立起了一种基于WSN（无线传感器网络）的配电网监测数据通信网络架构。本文就针对智能配电网通信无线传感器网络QoS建模思路展开了研究。

关键字：智能配电网；通信；无线传感器网络；QoS；建模思路

智能配电网的结构比较复杂，它涉及到现今的电气控制技术、通信技术以及计算机技术等。通过高效、实时、可靠的通信技术，将发电、配电、输电网络有机的结合起来，确保信息流、电力流能够实现从发电端到配电端的双向流动。现今WSN技术已经成为我国智能配电网主要研究的技术之一，对配电网故障检测、工作效率的提升和改进等都有着不可取代的作用。国内对于WSN的研究很多都只是停留在变电站自动化、配电自动化等方面，还未深入涉及到WSN数据传输性能的QoS（服务质量）方面。在智能配电网中，不同数据对通信网络传输性能的QoS有着不同的要求，为了进一步改善供电质量，将WSN技术应用于智能配电网是当前供电事业发展的必然需求。本文首先对智能配电网通信无线传感器网络QoS-MAC的建模进行了阐述，然后再分析了智能配电网通信无线传感器网络性能分析的数据模型。

一、智能配电网通信无线传感器网络QoS-MAC的建模

配电网是电力建设的关键性工作之一，其主要作用是将电能分配到各个用电客户手中。总体而言，配电网的分布以及其设备位置有以下两个方面的特点：其一，配电系统分布广、分布不均匀、整体架构较为分散；其二，配用电区域内集中分布着大量的用电客户以及配电设备。本文主要是根据智能配电系统的分布特点，提出了利用通信无线传感器网络QoS建模加强对智能配电网的管理。

一般来说，QoS-MAC的建模都是采用星型网络结构，这种结构能够有效的避免多跳路由对相邻的数据传输节点间MAC层传输实时性的影响。在星型网络内主要有一个协调器有线节点以及多个路由器/终端无线节点。

（一）数据传输节点内缓冲队列状态的数学模型

通过对智能配电网WSN通信需求的分析可知，需建立非实时、实时两种数据的存放缓冲队列。图1所示为通过马儿可夫链建立起来的数据传输节点缓冲队列模型。其中，状态（k0，k1）所表示的是在数据传输节点的实时数据缓冲队列中有k0个数据包，在非实时数据缓冲队列中有k1个数据包。其中缓冲队列k0的长度是m0，而缓冲队列k1的长度是m1。实时数据缓冲队列的产生率为λ0，而非实时的产生率为λ1。另外，μ1为实时数据缓冲队列的发送率，μ1为非实时的发送率。 表示的是缓冲队列状态处于（k0，k1）时候的概率。

图1数据传输节点缓冲队列模型

图2 马尔可夫链模型

通过对图2分析可以对各个配电网WSN数据传输节点的状态概率进行计算，其方程组如下所示：

（二）QoS-MAC信道访问机制的数学模型

为了保证通讯数据的实时操作能够实现支持QoS，可以在IEEE802.15.4中添设实时以及非实时两种数据的不同退避时间 、 ，不同最大退避次数K0、K1。与此同时，为了避免应答数据包被新数据的传输打断，应该将空闲信道的持续时间从以前的1symbol改成20symbol。

为了充分考虑前一时刻与当前时刻两个连续时间中的智能配电网WSN的信道状态，可将当前信道的空闲状态的概率用 进行表示，其中 主要是代表前一时刻信道的状态（空闲/繁忙）时，当前信道的空闲条件的概率。信道从忙到闲的转换概率为 ，其中 表示数据包发送时间的平均值。对于发送实时数据节点，其检测当前信道空闲状态的概率可用 进行计算；对于发送非实时数据，其检测当前信道空闲状态的概率可用 进行计算。

在两个连续时间单位内，信道都是空闲状态的概率的计算公式：

其中， ，代表发送实时数据节点时的概率； 代表发送实时数据节点时，检测信道的概率； 代表“非实时”时检测信道的概率。以此类推，当有n1个发送非实时数据节点时，没有检测信道的概率可以通过以下的式子进行计算：

二、智能配电网通信无线传感器网络性能分析的数据模型

对于智能配电网通信无线传感器网络的性能分析而言，可以建立实时数据传输延时模型以及非实时数据传输延时模型、传输节点CSMA/CA信道的冲突率模型以及数据的有效吞吐率模型进行分析。

对于实时数据传输延时模型来说，其数据传输延时 主要包含数据包传输时间、队列等待时间两类，数学模型表示如下：

对于非实时数据传输延时模型来说，其数据传输延时 主要包含该节点内的非实时数据传输队列的等待时间、实时数据传输队列的等待时间、传输数据包所用时间以及在数据传输过程中，新产生的实时数据的传输时间等。数学模型如下所示：

对于数据的有效吞吐率模型来说，其含义是指数据传输的有效吞吐量与数据产生量之间的比值。有效吞吐率的高低反映出了智能配电网通信无线传感器网络中数据传输的可靠性。若要计算数据传输的有效吞吐率，可以将实时数据传输与非实时数据传输分开进行。首先，对于实时数据传输的有效吞吐率来说，其数学计算模型如下：

对于非实时数据传输的有效吞吐率来说，其数学计算模型如下：

另外，在智能配电网通信无线传感器网络数据传输中，还必须要重视一个问题，即数据包传输的失败概率。如果数据传输的失败概率过大，就会严重影响到智能配电网通信无线传感器网络的可靠性以及网络的稳定性。而在智能配电网WSN中，造成数据传输失败率增大的因素主是信道冲撞。信道冲撞的涵义是指在数据的传输过程中，因多节点抢占信道，故而导致数据传输失败。实时数据传输失败率与非实时数据传输的失败率有不同的计算模型，其中， 实时数据传输失败率的计算模型如下所示：

非实时数据传输的失败率的计算模型如下所示：

三、结束语

总而言之，随着电力事业的发展，智能变电站已经成为我国电力行业技术研究的关键内容之一。而将WSN（通信无线传感器网络）应用于智能配电网是一项重大的突破，为了保证这一技术的可靠性，相关研究人员引入了QoS（服务质量）这一理念，这对改进智能配电网通信无线传感器网络技术有着重要的作用。总体来说，在智能配电网WSN数据传输中，关键是要处理好实时数据传输、非实时数据传输两方面的内容，本文通过马尔可夫链而建立起来的状态模型，能够较为清楚的描述出数据传输节点所处的状态。再以此为基础建立起QoS-MAC的CSMA/CA的数学模型，可以实现MAC层对QoS的支持。

参考文献：

[1] 王建平，王梦彪，王金玲等.智能配电网通信实时性与可靠性QoS路由机制研究[J].电子测量与仪器学报，2013，27（3）：187-193.

[2] 徐鑫，李得利.WiMAX 对智能配电网多业务支撑探讨[J].通信技术，2013，（3）：29-32.

[3] 李得利.智能配电网通信系统探讨与性能分析[D].重庆大学，2012.

[4] 王再见，董育宁，孙刚友等.一种异构网络中基于聚集流的水平QoS映射方法[J].电子与信息学报，2012，34（1）：89-94.

作者：梁彤

智能配电网通信网络论文 篇2：

智能配电网通信技术应用原则研究

【摘  要】本文首先阐述了智能配电网通信需求，然后对智能配电网通信组网技术及应用进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

【关键词】智能配电网;通信组网技术;应用

引言

智能配电网在电力通信中占据非常重要的位置，是电力行业需要关注的重点内容。随着我国经济的快速发展，人们的物质生活水平不断提升，对电力的需求也呈现持续上升的趋势，加强对智能配电网的研究十分重要。

1 智能配电网通信需求

加大对智能配电网研究的力度，对于提高我国配电网系统水平有很大的作用。智能配电网业务主要有如下几种：一是保护类配电方式。该项业务对通信的安全性提出了很高的要求，对通信时延、路由的要求也很严格。保护类业务通常都不能对路由进行随意更改，若是在通信失效的情况下，则极易造成电网崩溃;二是控制类业务。该类业务与保护类业务比较相似，对通信安全、通信时延、路由等的要求都很高。但是，在该种业务下的路由可以使较为固定的路由，在有必要的情况下可以切换备选路由。当然，若是通信失效，也会使电网在运行时产生故障;三是信息监测。该类业务对通信的安全性要求很高，对路由的要求则没有上述两种业务那么严格。如果通信失效，会影响电网的运行管理，但是当时并不会发生电网故障甚至是出现电网崩溃的问题;四是视频类业务。该类业务和信息监测极为相似，它对宽带的要求更高，通常情况下各路信息宽带每秒需要高于3Mbit。从上述这些业务可见，各属性的业务对通信的要求也是不同的。

2 智能配电网通信组网技术及应用

2.1 EPON技术

这种技术是无源光网络技术，可以灵活地构成各类拓扑机构，不需要每個分支点的节点设备，只要有分光器即可。这种技术的应用也可以节省一些光缆或宽带资源，而且设备的安全性也很高，网络建设效率高，成本低。不管是树形还是环形等各类拓扑结构，EPON技术都可以提供支持，其传输的最低速率也高于0.25Gbps。所以，该项技术的应用可以有效保证电网运行的安全可靠性。作为纯介质网络，EPON技术在实际组网时，可以有效避免电磁及雷电的干扰，降低设备和线路故障的概率，提高电网系统的可靠性，节约维护成本。EPON技术还具备如下特点：第一，EPON设备非常简单，不需要其他设备的太多支持，花费的成本也很低，网络灵活，并且有许多拓扑网络结构可以被支持。同时，安装过程也非常方便，分为两种安装方式。其中，外墙设备的安装可直接挂在墙上，无需租用额外空间即可完成。第二，EPON技术也可以实现多点通信，并可以借助分光器来分配功率。在具体应用中，分光器的耗损非常低，一般一条管道可以与大约10个分光器串联。第三，EPON技术也可以在恶劣的环境中使用。从技术的发展来看，网络的扩展是简单的。如果要更新，只需升级软件，而不需要修改或更换设备，可以节省投资成本。第四，EPON技术网络系统为智能配电网提供通道，完成中央指令的传输。同时，终端设备的运行状态及时传递到控制中心，以此实现主站、子站的通信。

2.2 PLC技术

PLC技术，也就是电力线载波通信技术，是智能电网建设中需要用到的一项重要技术。应用该项技术可以减少线路的铺设，节约成本。同时，通过电力线传输信号也使其具有覆盖范围广的优点。该项技术主要是将电能线路当作介质，其通信信道具有如下特点：首先，低压电网有多种负载，因频率的差异，这些负载所做出的反应也是不同的，使得信道的频率响应也有所不同。其次，电力系统负载的断开是十分频繁的，所以会使频率的响应发生变化，加之地点的变化就无法有效的进行预测。

2.3 电力无线宽带组网

在电力无线宽带组网技术中，最具典型性的是WiMAX技术、LTE技术等，这些技术在全世界范围内得到了广泛的应用，并且取得了长足的发展。从我国智能配电网技术来看，TD-LTE技术得到了普遍应用。国内加大了对TD-LTE系统的研究力度，并将所研发出的第四代TD-LTE系统融入到了电力系统中，解决了传统配电网智能化建设中存在的不足，同时，还实现了数据的实时采集，在保证数据传输以及通信的安全性方面发挥着重要的作用。该项组网技术单次接入的用户就可以达到约1万个，且组网方式也非常灵活，操作起来也很方便，业务接口也很多，可以支持信息加密等多项技术，在智能电网建设发展中能提供最有效的技术支持。

2.4 复合通信组网技术

配电网的结构非常复杂，若是应用单一的通信组网难以满足智能电网建设的各项业务需求。为此，可以使用复合通信组网技术，构建以光纤通信网为主、无线为辅全面覆盖，并以PLC通信、无线宽带组网末端接入为一体的通信平台。平台中综合应用多种组网技术，可以保证智能电网通信的安全可靠性，推动智能电网的持续发展。通过对智能配电网组网技术的研究可以发现，智能配电通信组网主要有配电网自动化覆盖区域内、外两种方式。前者所涵盖的范围较广，具备的功能也比较多，如遥信、遥控等。同传统的技术进行比较可以发现，该项技术的安全性更高，其以自身独特的优势成为配网站点信息接入最可靠的选择。配网自动化覆盖区域组网方式是基于配网自动化、智能化要求实现的，但受到国家政策制度、人们使用水平等各方面因素的影响，现在该种组网通信方式还只是停留在PLC专网水平，尚未取得较高层次的发展。

结束语

随着现代科技的日益成熟，智能电网通信组网的发展成为了非常重要的内容。加强对配电网的智能化处理，让其能够更好地满足现代社会发展要求，可以保证电力供应的正常进行，提升供配电效率。但从实际情况看，电力系统中还有很多需要我们去解决、突破的问题，只有不断地研究分析，才能有效地改善这种现状，推动智能配电网通信组网技术的发展。

参考文献：

[1]陈锦花.智能配电网通信组网技术的相关研究[J].中国新通信.2017（24）

[2]梁俊南.智能配电网通信组网技术的应用[J].中国新技术新产品.2018（20）

[3]周明明，王海宁，高昱磊，由媛媛，冯庆锋.智能配电网通信组网技术的研究及应用[J].通讯世界.2017（21）

（作者单位：广东电网揭阳普宁供电局有限责任公司）

作者：赖远鹏

智能配电网通信网络论文 篇3：

电网智能化中电力通信的应用

【摘 要】作为智能电网建设的基础，电力通信保障了智能电网安全、快速、正常运行、电力通信对于智能电网建设的成败在一定程度上具有决定性作用，对于我国电力事业的发展具有深刻的影响。基于此，对电力通信必须给予足够的重视，通过引进先进的电力通信系统，建立智能电网系统，使得智能电网的可靠、环保、高速、稳定的要求得到满足，最终促进智能电网的发展。

【关键词】电网智能化；电力通信；应用

一、智能电网及电力通信概述

（一）智能电网

事实上，智能电网指的就是电网智能化。智能电网建立的基础是庞大的集成网络与高速双向通信网络，因此，智能电网属于高科技智能系统。电网的智能化是电力系统可以高效、安全运行的前提，可以说，电网智能化使得在安全环境中电力系统的长期稳定可靠运行得到了保障。智能电网具有以下优势：

1、对于形式而言，智能电网使得不同发电形式之间存在的矛盾得到了有效的缓解，智能电网满足不同发电形式同时存在的需要；

2、对于用户需求而言，电网智能化使得电力通信系统更加的精准，从而使用户对优质电能需要得到满足；

3、对于运营而言，智能电网的建立，促进了市场竞争，改变了电力市场一成不变的局面，从而使电力市场运行的效率不断提高；

4、对于能源利用率而言，智能电网使得能源的使用率提升，降低了电力损耗，同时也使得对于环境的影响与污染降低。

电网的智能化使得供电系统自动化得到了基本实现，通过智能电网不但实时有效的监督电力系统的各个环节，同时对于发电厂电能的传输起到了稳定作用，有利的保障了用户端的电器的信息。另外，电网智能化可以对用户端电器的电流以及信息在第一时间进行反馈，从而使得电网资源配置的能力得到提高与优化，也使得资源的利用率得到了科学的优化。对于电能在大规模远距离中的运输障碍得到了有效解决。事实上，智能电网的构建对于我国改善能源结构以及节约资源非常有利。

（二）电力通信

电力系统通信网由传输系统，终端设备以及传输系统构成。电力通信对于电力系统安全稳定运行而言，具有非常重要的作用。在电力系统中，电力通信是其重要的组成部分，电力通信贯穿于电力系统发电，配电，变电，送电，用电等全程，电力系统现代化过程中，电力通信的作用日益重要。作为电力系统的重要设施，电力通信网是电力系统可靠稳定运行的前提。当前我国高电压的等级不断提高，电网技术以及运行技术也在不断发展和进步。在新的电网建设中电力通信的应用具有决定性作用。当前，我国较为成熟的电力通信技术是特种光缆技术。特种光缆技术中的分组交换，DDN，ATM等通信业务网有了长足发展。电力智能网中电力通信具有自动化控制，现代管理以及商业运作的作用，基于此，智能化电网的建立与电力通信网络的构建密不可分。

二、电力通信在智能电网中的实际作用

在实际操作中，电力通信在现在的智能电网中施展着十分关键的作用，我国的智能电网体系的创建是关系到国民经济和民众生活的大事，和我国新能源创建以及发展政策的实施有着十分紧密的联系。电力通信网络在未来肯定会全面覆盖整体的电力体系，这样就能够完成和电力使用者间的良好沟通。电力通信体系的创建，是现在智能电网建立程序中一个根本性的建设项目，电力通信身为现代智能电网系统中的电力生产运营和管理作业的重点，同时也是完成现代电网调度、建设变电站自动化，增强网络市场化、现代化管理的关键保证，对于保证电网运营稳定性、安全性以及经济型有着十分关键的作用。

电力通信专网关键组成结构有发电、输电、变电以及配电体系，并且还包含用电、调度体系，这全部都是电力通信网络的组成方面。增强现代智能电网中电力通信的使用，要清楚有关配套通信根本装置、电力网络组建的价值，清楚地知道配套通信根本装置、电力网络体系组建的关键以及步骤。要加大电力通信在智能电网中构建的重视度，变成现在电力系统创建、发展程序中一个十分关键的研究重点，在这个程序中也完成了电力通信在现在智能电网中的有效使用以及永续发展；经过增强国际合作，适度的引入现在国外较为先进的电力通信措施，创建科学以及合理的电力网络系统，为现代智能电网中电力通信的运用提供根本和保证。

三、智能电网对电力通信的要求

智能电网对于电力通信的要求体系主要包含以下几个方面：

首先，电力通信平台具有多元化的功能，并且是智能电网业务的重要内容。科学创建智能电网时，电力通信平台一方面是通信的通道，另外一方面是智能电网重要构成部分。基于此，建设智能电网应该和电力通信平台进行统一规划。另外，电力通信平台具有开放性，电力通信平台的网络架构实现了智能电网通信的标准化，同时也使得智能电网之间的设备信息传输实现互通。

其次，智能电网要求系统具有保密性以及抵御攻击的能力。电力通信的可靠性比较高，从而使得智能电网的安全运行得到保障。

最后，电力通信涉及到智能电网的发电、输电、配电、送电等各个领域。对于智能电网数据的获取与保护具有非常重要的意义。

四、电网智能化中电力通信的应用

（一）配电领域的应用

智能电网配电网是智能电网非常重要的组成部分，智能配电网建立的基础是可靠、高效、灵活的配电网网架结构，结合安全性高，可靠性高的通信网络基础，智能配电网可以进行灵活的故障自愈，也可以满足高渗透性的储能元件，满足分布式电源接入，使得电能质量不断提高。智能配电网计算的集成实现了和计算机技术，测控技术，现代通信技术等的融合，使得配电系统的优化、集成、自愈、互动、兼容等要求得到实现。

（二）变电领域的应用

智能电网中一个非常重要的组成部分就是智能变电站。智能变电站不但可以实现传统变电站的全部基本功能，同时，能够满足变电站的自动化控制，并且实现了变电站之间的资源与数据的共享。智能变电站是智能电网中的基础设施，智能变电站的建设以及运行对于新型电网的建设而言，提供了丰富的经验。在智能变电站的运行过程中，电力通信技术具有决定性的作用。基于对于一次设备、二次设备以及信息平台等设备，系统运行信息的收集，实现了对于智能变电站的实时的监督。另外，通过有精度要求的操作步骤实现了智能调节与控制的自动化，实现了智能变电站和变电站外部系统之间的协同工作，最终使变电运行的可靠性得到提高。事实上，电力通信应用到变电领域中，其关键是突出变电站的自动化运行与运行的可视化。当前，智能变电站在我国得到了广泛的应用，可以给智能变电站提供丰富的数据及控制对象。

（三）输电领域的应用

随着国民经济的迅猛发展，我国用电量增加迅速，发电机组的发电能力也不断提高，因此，智能电网要求进行电能的远程输送的过程中实现大容量低能耗的输送，从而满足电力职业跨区域的优化配置，对电力工作进行优化调整，而电能的远程输送对于输电线路的稳定性以及安全性的要求非常高，因此，不但要提高智能电网的输电能力，并且要提高对电网状态的监控能力。电力通信技术实现了对输电线路的状态监控。通过电力通信技术能够实现对基础信息、电网运行管理信息，智能输电线路系统等信息的监控。基于合理科学的通信方式，对输电信息进行实时的监测，确保数据统一与融合，实现智能电网输电的远距离、大容量、低损耗传输。

五、未来电力通信在智能电网中发展趋势

集成化的电力通信网络基础设施将是智能电网行业发展的大趋势，智能电网以全面集成的高速双向通信网络为基本架构，最终，建立一种动态可交互的能够用于实时信息及大数据交换的超级架构型的智能电网网络。它能够满足智能电网种类繁多的多种方式通信业务需求，同时，其能够使业务与控制互不干扰，控制与承载各司其职，接入与承载互不干扰。它会创建一个动态的、交互的基础设施，使所有的上行（指向发电机）和下行（指向用户）组件在一个统一的方式下工作。未来电力通信技术必须能够通过各种标准协议及网关，方便与各种网络及各自类型的终端进行连接。因此，先进的电力通信技术及基础设施将使得在智能电网中开展业务的灵活性得到极大提升，实现一个基于控制中心、网络智能传感器设备、控制装置设备以及多项保护系统和用户构建的安全应用环境。实现用户在任意时间以及任意地点都能够方便应用的多种通信模式，形成一个设备与用户能够保持紧密联系的智能系统。然而，智能电网的发展也为电力通信网络的可靠性、稳定性、成本效益和安全性带来了诸多挑战。未来的电力通信网络必须在网络安全、服务质量、通信标准等方面取得突破。

结束语：

综上所述，现在高科学技术智能系统的关键构成部分之一是智能电网，创建智能电网关键是在双向高速、集成网络运营的现代通信网络中开展，并且智能电网还需要综合现在先进的控制措施以及方法，经过传感措施、节能减排系统和测量装备措施的使用，智能电网能够保证运营的安全稳定。在现在的局面下，增强智能电网运用的电力通信问题，有着十分巨大的现实意义。

参考文献：

[1]李海曦，邵必飞，薛莲.浅析电力通信在电网智能化中的支撑作用[J].信息通信，2013，03：194-195.

[2]朱礼鹏，杨雪，吴红.电力通信在智能电网中的应用价值[J].中国新技术新产品，2013，17：30-31.

[3]黄旭宾.电力通信在电网智能化中的支撑作用初探[J].通讯世界，2013，19：119-120.

[4]陈艳，熊立新.电力通信在智能电网中的应用研究[J].通讯世界，2013，19：125-126.

[5]石际.电力通信及其在智能电网中的应用[J].数字技术与应用，2012，06：50-51.

[6]陈宇航.电力通信在智能电网中的应用思考[J].中国新通信，2012，20：19-20.

作者：李小艳