审视智能分销网络中通信技术的演变情况。

引言

对全人类而言,确保能源安全和应对全球气候变化都是重要问题。在世纪之交,欧洲、北美等主要工业化国家和其他一些国家针对这一严峻的挑战提交了建议。智能电网(SmartGrid)的愿景是利用智能电网技术解决一系列问题,例如大规模使用可再生能源、大规模优化资源分配和大规模使用电动车辆,以实现能源消费结构调整、确保国家能源安全和降低碳排放标准的目标。 这一理念立即得到认可,并在全世界得到响应,各国以研究和建设智能电网为重点。 智能电网以综合、高速、双向通信网络为基础,通过先进的传感器和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现可靠、安全、经济、高效、无害环境和安全地使用电网的目标。

在建设智能电网的过程中,智能配电网是其研究的重点,通信技术是获得智能配电网的基础。 没有先进的通信网络,任何智能配电网的优势都无法显现,因此建立双向高速综合通信网络是实现智能配电网的关键一步,而通信技术则是获得智能配电网的基础。 没有先进的通信网络,任何智能配电网的优势都无法显现,因此建立双向高速综合通信网络是实现智能电网的关键一步。

本条首先介绍分销网络通信的现状,然后介绍通常使用的多种通信形式、智能分销网络通信应用的情景和通信标准,然后与智能分销网络结束。

1配电网通信现状

电网通信系统目前以多种方法(包括PLC技术、微波、GSM/CMM等)进入网格通信系统,然而,电网通信缺乏统一的网络规划,通信渠道不稳定,数据和安全传输率较低,技术设计和标准不同,现有电力系统使用效率低下,单向通信造成对互动支持不足,未来新业务缺乏扩展能力。

智能分配网络优先考虑用户参与,需要双向通信网络。

进一步扩大混合充电汽车、用户方反应决策,以及需要实时分配网监测等。

随着网格规模的扩大,将产生更多的数据。

配电网与大量分散的电力源相连,需要不间断和实时的监测和控制。

因此,为了达到智能分销网络通信系统可靠、安全和稳定的标准,必须重建目前的分销网络通信系统。

2个智能分配网通信系统要求2个智能分配网通信系统

为确保智能分销网的特点得到落实,其通信系统必须达到高度可靠、安全、实时和灵活性标准。

2.1高可靠性

网络的可靠性是通过从通信网络传输和接收重要信息来维持的。 网络可靠性不是电缆网络的主要问题,但无线网络和PLC网络存在困难,因为它们的通信渠道可能因外部干扰而改变。

2.2安全性

随着电力网络和信息网络的一体化,以及距离分配网络越来越远,关于能源分配的数据总是十分重要的,特别是当它与贸易信息、控制和保护有关时,例如,如果通信手段是无线公共网络,公共网络的共享和方便使用使电力数据广泛提供,容易被犯罪分子截获。

2.3实时性

某些电网设备需要实时数据,尽管电力设备的实时需求主要由应用的紧迫性决定,例如,电网电路系统具有严格的实时性质,对电压和电流进行实时测量,并将数据传送到控制中心进行分析控制,在保护装置发生故障时,控制中心必须将控制指令传送到智能动力系统。

2.4灵活性

与电网不同的是,分销网络的结构在不断扩大和变化,对于通信系统而言,不仅第一次,而且对于今后分销网的结构变化,需要能够在不改变原有通信方式的情况下继续扩展,并在运营期间易于控制和维护。

3常用通信方式

将先进技术和应用纳入智能传播网络产生大量数据,需要进一步分析、控制和实时管理,从而需要选择可靠、经济、双向通信进行数据传输。 目前,常用的通信技术被归类为无线通信和有线通信。 无线通信技术包括光纤通信、电载通信、以太网无源光网络等。 无线通信技术包括Zigbee、全球微波接入系统(WimaX)、GPRS等具有优势和劣势:无线费用低,适用于难以进入的地区;有线通信相对稳定和可靠。 不同通信模式适用于不同环境和地区,建立高效和可靠的智能分布网通信系统需要多种通信模式的组合,视具体情况而定。 下文简要介绍一些通用通信模式。

这是我这辈子第一次见到一个女人 以太网无源光网

Ethernet无源光光网络是一个非源光网络,是一个单纤维双向光接入网络,配有点到点结构。 EPON由一个网络侧光学电路终端(OpticLineteriminal, OLT)组成,一个光分配网络(Optical DistrictionNetwork, ODN)和一个用户侧光网络单位(OpticalNetwork United,ONUB)。 OLT位于中央机房,是一个多运作平台,为EPOON提供光纤界面。 ONUB位于用户设备末端,或与用户连接。 除其他外,它为用户提供广泛的商业接入。 ODDD完成光电传输,并提供OLT和ONUB之间的光传输通道。 Data通过广播在EPON系统中传输,而数据则通过时间到地点技术(Timevision multxing, TDM)。

EPON应用程序经常被用作主干网络结构,即用于连接两个或两个以上的网络。电网通信量超过35kV。 EPON的优势是:一是能够提供透明的宽带传输能力,数据传输率很高;二是网络的灵活性,能够形成复杂的混合网络,并能够根据网络节点的实际地理位置建立网络或改变网络顶部结构;三是维护的简单性,其长期运作和管理费用较低;四是网络的高度可靠性和安全性。 EPON的缺点是,光纤的建造量和初始投资都很大;同时,由于电力分配点分布迅速变化和上层结构不稳定,EPON网络变得更加困难,维和故障的延迟交付变得更加麻烦。

3.2电力线载波

线载通信是一种系统特有的通信形式,利用现有电缆作为传输媒介,通过载体模式传输语音和数据信号。 在中低压分配网络中,PLC可为分配网自动化、AMI和其他应用提供数据传输渠道。 目前,PLC每秒传输数万条,随着技术进步,它将以更快的速度传输。

PLC技术主要用于内部环境,例如AMI通信,不需要单独的通信线路,PLC的好处是将电缆作为以更低的成本建造的媒介;此外,其使用是可靠和持久的,同时,PLC由于电线质量差及其对电网负荷和结构故障的敏感性,其传输距离相对较小。

这是我这辈子第一次见到一位女士,全球微波接入系统

IEEE全球微波接入系统(WimaX)是全球微波接入系统(WimaX)的基础。

WiMAX网络结构由核心网络和接入网络组成。 核心网络包括路由器、AAA代理服务器、用户数据库和网关装置,以实现用户认证、漫游、网络混合和网络混合。

WiMAX技术可以在包括AMI、用户接入最后公里等内容的情况下实施,其优点是:宽带连接可以无线实现,无需铺设电缆;网络创建速度和建筑成本低廉;网络覆盖面广,只要有数量有限的基站,就可覆盖全市和无线信号应用;中国没有专门的电频带。

ZigBee

该协议规定的技术是一种短程、低容量无线通信技术,Zigbee可以将设备提供的信息发送给用户,用户也可以获取实时电力使用统计数据。

Zigbee是一种适合家庭自动化、能源监测和AMI应用的通信技术,它的好处是,第一,生产率和成本较低,第二,容量相对较大,安全程度较高。 Zigbee的缺点是,传输率较低,传输距离更近;与此同时,它抵抗干扰的能力较低。

GPRS

GPRS是一种移动数据业务,全球SM电话客户可以使用。 GPRRS可被视为全球SM的延续。 与过去一样,GPRS在连续频道上播放GPS的情况不同,GPS是通过一个包(Packet)传送的,因此用户的费用是由其信息传输单位确定,而不是利用整个频道,而且可能更便宜。 GSPS的传输率可以提高到56114kb/s19]。

GPS可用于满足需求,使家庭网络自动化,以及在无法接入电缆连接或建筑成本更低的地区;GPS的好处是传输距离和成本较低;GPS的缺点是:第一,它是一个公共网络,可广泛使用,安全性更低;第二,它不稳定,信号容易受到干扰。

表1着重列出上文讨论的各种形式的通信的特点和应用,可根据具体情况比较和选择适当的通信方式。

4通信标准

许多应用、技术等等。 智能电网通信目前面临的主要问题是缺乏一致的标准,这影响了智能电力设备、智能电表和可再生能源的整合及其兼容性。 迫切需要为开发智能配电网络通信制定统一的世界性标准,这将使智能配电网络通信得以早日实施。

4.1IEEE标准

电力和能源研究所为各种电力系统制定了标准,主要在电力通信领域,具体如下:

IEEC37. 标准1具体规定了SCADA系统和变压器电站自动化系统的基本定义、规格、技术能源分析和应用,还描述了系统结构和功能,一个协议选择、人际接口以及变压器站的执行困难。

(2) IEEE 1379标准涵盖变压器发电站内简易爆炸装置(智能电力设备)和RTU之间通信和互操作性的业务咨询和实际应用,还描述了变压器网络电信站内IEC 60870和DNP3的制图,还讨论了如何扩大变压器发电站使用的数据组件和目标,以改善网络功能,具体显示IEEEE 1379标准包括变压器电站内简易爆炸装置(智能电力设备)和RTU之间通信和互操作性的业务咨询和实际应用,还介绍了变压器网络电信站内IEC 60870和DNP3的制图,还讨论了如何扩大变压器电站使用的数据要素和目标,以改善网络功能。

IEEE1547标准界定和描述分流能源,分三个部分连接电网:电力系统、信息交流和验证测试。

《IEEE 1646标准》规定了变压器站内外通信传输的时间,标准将变压器站的传输分为许多类别,并规定了每个变压器站的延迟通信要求。

IEC标准

电工委员会为电力系统的通信和控制制定了各种标准,经常使用以下标准:

(1) IEC 60870具体规定了电力系统通信和控制的各种标准,该标准说明了用于电力系统控制的通信方法,通过这些方法,电力设备可相互操作,以实现自动化管理。

(2) IEC 618550标准侧重于变压器发电站的自动控制;它具体规定了完整的系统管理功能以及通信要求,以协助变压器发电站的管理。

IEC 61968标准规定了分配和传输设备和电网之间数据交换的信息模式。

IEC 62351界定了网络安全,并具体规定了数据认证、数据保密、出入控制和入侵探测等若干安全目标的标准。

ANSI标准

ANSI的电力通讯标准除其他外包括:

(1) ANSIC12. 这一标准规定了电力工业终端的数据表,确定了终端设备和计算机之间数据传输的表格结构,以及终端设备和计算机之间使用二进制码和XML进行数据传输的表格结构。

(2) ANSIC12.18标准特别用于智能计量(C12)设备18和用户(C12.18客户之间的双向通信)。

5 在智能分配网格中使用通信系统

配电网中有若干通信系统应用,如自动电站控制、自动复制技术、使用者反应等,这些应用是智能配电网中的重要应用,它们使用先进的通信技术发送数据,如电气设备和控制中心,用于自动控制或保护。

我不知道该怎么办 自动控制一个转换站

变压器站是电力系统的一个重要部分,能够调节输电线路的电压和电流。 Usually,变压器站由变压器、电容器、电压控制器和断路器组成。 感应器自动化控制将广泛用于智能分配网络,以便利用区域局域网进行实时监测和控制。 变压器电站通信的技术通常包括以太网和无线局域网。 为了连接变压器站的各种设备,收集变压器之外电气设备的一些数据信息,需要专用传感器。 感应器通过局域网将收集到的数据传送到控制中心,然后由控制中心分析数据,然后将指示发送给各种电气设备。 Figure 1展示了变压器电站典型自动通信系统的结构。

由于以太网网络的传输率和可靠性相对较高,以太网通信通常用于变压站自动控制的骨干网络。 变压站与下面的变压站通信和电气设备通信被选定用于由无线网络组成的局域网,因为其费用较低,而且易于扩大维护。 电气设备上安装的传感器产生的数据在网络协议仓库中处理,并将通过网络实时传送到控制中心。 当数据由控制中心接收时,处理反应和电气设备将连同控制信息一起返回控制中心。 变压站同时监测和控制许多设备,它与变压站的网络带宽共享。 关于变压电站的数据信息,如果用于维护,通信可以以1秒为限。 如果数据提供实时监测和控制信息,则延迟时间必须在10米以内。 诸如故障信息等紧急信息必须立即传送到控制中心,延迟时间应在3米以内。

5.2自动抄表技术

自动复制技术是电力配电发展的一大进步,可用于减少工人的工作量,提高效率和提高数据分析速度。 自动复制技术可被视为智能配电网或前身AMI的一部分。 自动复制技术主要包括智能仪表、数据传输渠道和主要电站系统。 智能电表的收集器将能源表中的电力信息传送到中央,中央向收集器发出电力数据冻结指示,另一方面将主站所需的信息,如电力数据,传送到主站数据库,主站系统通过接收电力数据处理,并向中央提供反馈。 图2显示自动复制技术的通信结构。

自动复制技术在每个用户端都配备智能仪表,通过无线网络将数据传送到主站。在数据传输过程中,自动复制系统允许用户建立等级许可管理、防火墙和数据备份。 智能仪收集的电气数据可以同时传送到主站控制中心或用户,延迟几秒钟通常可以接受。

图2:自动通信结构复制

我不知道如何管理它。 3 决策是响应用户的

在智能配电网中,越来越多的分配式电源与电网相连,许多家庭安装了自己的分配式电源,如太阳能电池板、小型风力机等。 由于电力网分布广泛,电力市场也变得多样化,楼梯电的使用将更加有利。 小型或中型分配式电源通过通信网络和电力交易平台连接。 电力市场的电价将根据发电和消费的变化而变化。 用户通过以前建立的通信网络获得实时价格信息,从而决定何时使用电力或电网,从而平衡电网和用户的供需,从而确保用户的需求。 图3显示了用户对决策的反应的通信结构。

电力供应商和消费者通过广域通信网络公布其电力供应水平或需求。用户通过不同的网络接入技术与电力市场连接,例如使用PLC或电话线路的普通用户,大型发电公司可能拥有与电力市场连接的专用局域网。 需要响应的通信是实时、双向和高度可靠的。 用户将更关心其电信息和实时价格的使用,从而决定关闭自己的电气设备。 对于用户来说,预计对需求的响应将在几秒钟内延误,以便能够随时获得动态价格信息。 应该指出,在图3中,普通用户与发电厂的工业用户和工业用户之间也可以进行通信。

智能分销网络通信系统的未来方向

目前,对智能分配网络通信系统的研究十分广泛,涉及若干领域,如可靠的通信技术、统一通信协议的惠益等等。 然而,虽然新兴通信技术大大改进了以前的技术,但大规模更换可导致高昂的电话费用。 目前,各机构之间有许多通信系统协议,但没有一个单一的标准使许多通信设备难以操作。

建设智能分配网络通信必须比现有的网络通信更加完善,不应完全放弃。

在研究新的通讯技术的同时,通讯系统的设计应该以目前的情况为基础,合理结合通讯技术,使它们可靠、稳定和廉价。

由于智能配电网没有统一的标准,因此必须为智能配电网制定新的标准和协议。

(c) 调查用于评价通信系统性能的可复制技术。

7结语

智能分销网络的实施需要双向、高速、实时可靠通信系统的支持,这一条概述了智能分销网络中通信系统的内容,强调了通信技术、通信系统的协议标准以及通信系统的应用。

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