第1篇：多媒体通信技术在智能电网中的应用论文
多媒体通信技术在智能电网中的应用论文
多媒体通信技术在智能电网中的应用
卢超
（华北电力大学 电气与电子工程学院 通信1201）
摘要: 智能电网（Smart Grid）的实现，必须以集成的、高速双向的通信网络为基础。作为一种实时、综合、高速的现代通信技术，多媒体通信技术的许多特点都可以应用于智能电网的建设。文章先引入了智能电网的概念及其对通信技术的要求，随后分析了多媒体通信技术的特点，最后给出对于多媒体通信技术在智能电网中的应用的可行性分析和具体的应用方向和建议。 关键字：多媒体通信 智能电网
1智能电网的概念
“家庭用电的电价会根据一天中不同时段来自动定价；不必为停电而担心，因为智能电网的自愈功能可以在最短的时间内 实现自动恢复；用户在电能富裕时还能把电卖出去，如同炒股一样。” 这是智能电网应用在生活中形象的描述。传统的电力分配方式，类似于经济学上的计划经济，电力资源没有被合理配置，这造成了能源的浪费和财富的损失。而智能电网将基本杜绝此类的浪费，它会把暂时不用的电卖给其他需要电力的人，供或需都由电力资源市场决定。
具体来说，智能电网是建立在集成的、高速双向通信技术的基础之上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法支持系统技术的应用。智能电网能够实现数据读取的实时、高速、双向，并通过广泛应用的分布式智能和宽带通信，以及自动控制系统的集成，保证市场交易的实时进行和电网上各成员之间的无缝连接和实时互动。广义上来说，智能电网包括可以优先使用清洁能源的智能调度系统，可以动态定价的智能计量系统，以及通过调整发电、用电设备功率优化负荷平衡的智能技术系统。
2智能电网对通信技术的要求
就目前对智能电网的研究而言，利用先进的.通信、信息技术提高电网的智能化程度已经成为一种共识。因此，构建高速、双向、实时、安全的新一代智能电网信息通信技术（ICT）平台是电网智能化的根本保障和必然趋势。没有这样的通信平台，任何智能电网的特征都无法实现，因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要先进的通信技术强大的通信系统来支持。
·高速：以一个城市为例，每个智能电表采集数据后，都将数据传至小区的汇聚中心，小区的
汇聚中心将信息处理后再传送到城区，再到城市总处理中心，到变电站，发电厂。虽然每个电表回传的数据量并不多，但经过层层汇聚和处理分析后，数据流对带宽的要求将变高，这就需要高速的网络来承载。
·双向：智能电网的每一个传感器节点可以向中心节点发送实时数据，一旦传感器发生故障，处理中心必须能够对故障进行远程分析或排除。
·实时：用电系统只有实时地反映用电负荷的变化，配电系统才能做出正确的电力分配决策，做到电价动态化，平衡供求关系，形成电力的市场经济。
3.多媒体通信技术的特点
多媒体通信技术是多媒体技术和通信技术的融合，其目的是为了传送多媒体信息。多媒体信息的三大特点:数据量庞大、突发性强、实时性要求高，使得多媒体通信技术必须能够随时、随地提供高速的传输速率和实时的服务效果。近年来多媒体通信的支撑网发展迅速，各类协议也相当成熟，以多媒体通信技术为传输手段的各类多媒体应用层出不穷，如IP电话，视频点播VOD，这些应用充分发挥了多媒体通信技术的优势，在人们的生活中扮演了越来越重要的角色。
4.多媒体通信技术用于智能电网通信
由上可见，多媒体通信技术的特点契合了智能电网的要求，在与传统电力线通信（PLC）相融合后，各自的协议和体系互相兼容，多媒体通信技术能够在某些方面胜任这份职能，为国家的智能电网发展发挥所能。
4.1多媒体通信协议用于智能电网实时性通信
为支持流媒体的传输，多媒体通信技术采用了实时传输协议（Real-time Transport Protocol）、实时传输控制协议（Real-time Transport Control Protocol）、实时流协议（Real-Time Streaming Protocol）和资源预定协议（Resource Reserve Protocol）。
·RTP/RTCP RTP是为满足音频和视频这类连续媒体数据的实时通信要求而开发的。独特的时间戳控制机制，使得它可以支持各种实时通信。与RTP联合工作的RTCP则可以提供流量控制和拥塞避免服务，监视RTP的传输质量，使得实时数据的传输可以可靠、高效地进行。近年来随着AMR(自动抄表)的发展和大面积应用，我国电力通信技术取得了长足的进步，已经开始了部分的商业应用，但离AMI(自动测量)的需求还有很大的距离。究其原因，除政府尚未制定相应的标准外，另一重要原因就是传统电力通信的实时性还不够好，AMI得到的数据若无法实时传输、综合分析，将失去意义。如果将RTP/RTCP用于智能电网的传输层，那么基本上外设的传感器都能够实时地、可靠地回传数据。在现有电力网络还不够完善的背景下，这对协议的实现还可以基于IP网络。
·RSVP RSVP是一个资源预留协议，可以在IP网上为流媒体传输预留一部分带宽，专供此类
数据的传输。RSVP遵循“用时分配，不用回收”的原则，可以动态适应成员关系变化和路由变化。当智能电网的某个汇聚节点的业务量突增，使得原来分配的带宽不够用时，或者又有新的用户入住，新增了智能电表时，RSVP可以为之预约传输资源。
4.2多媒体通信的宽带交互用于智能电网远程修复与调度
智能电网作为一张遍布用电区域的网络，一旦出现故障，人工现场修复是不切实际的，首先开支将会增加，其次一些小的问题实际上不需要专业人员到场修复。这就要求智能电网能够自愈，或者可以远程修复和更新，多媒体通信提供的宽带宽可以满足这个要求。对于一些偏远的地区，当智能电网终端出现故障时，维修人员可以在基于多媒体技术通信的网络上查看终端软件出现的问题，并直接发送指令解决；或者调用传感器回传实时画面，评估故障的严重程度。
目前电力调度通信主要基于电路交换技术，实现以语音为主的调度指挥功能。随着现代多媒体通信技术的高速发展，电力调度通信正向宽带数字化、网络化、多媒体化的方向发展。基于IP网络构建语音、视频和数据于一体的多媒体调度代表了现代通信技术发展的潮流。多媒体调度可以为智能电网提供更直观、更丰富、更及时的调度。事实上，多媒体作为一种新型通信技术，早已广泛应用于远程医疗、远程教学和远程实时会议。不夸张地说，多媒体调度必将是智能电网管理资源、维护设备中不可或缺的一环。
4.3多媒体数据的分布式处理技术
随着新型发电技术的迅猛发展，风能、水能、核能等新能源发电量已占我国总发电量的30%(截至2014年末)，但与之相反的境况却是电力市场并不十分欢迎这些新客，原因之一是火电已经长期霸占市场并形成主导，而新能源电力的价格比较低廉，这导致了传统火电对它的排挤。在这种情况下，为鼓励新能源电力的发展，除政策的帮扶外，还需要一个互联的平台来协调火电与新能源电力的竞争关系，平衡供应和需求的市场关系。受自然环境和社会因素的影响，发电厂，尤其是新能源电厂的分布较分散，那是否可以有这样一种技术：它能够充分考虑电厂的地理位置及其周边的用电负荷，合理地分配电力资源优先供给最近或最需要的用户使用，这样既有效节省了电力在传输过程中的损耗，又能使资源的分配更加合理和智能，避免了电力企业的恶性竞争?
多媒体数据分布式处理技术就可以满足这个需求。分布式多媒体系统（DMS）是一种融合了通信、计算机和信息技术的综合系统。它通过网络连接多媒体通信终端、多媒体服务器以及交换设备的系统，能够实现同步的多媒体信息处理，提供QoS服务。DMS提供了一个应用平台，在此平台上，应用之间可以互操作，方便了应用开发、设计与交换信息。DMS会将供电站系统有机地连接成一体，由中央控制系统根据子系统传上来的数据进行云计算分析，根据相关规则协调各子系统工作。这样，每个供电站都可以在此平台上友好、及时地沟通，合理划分自己的资源，优化自己的供电体系，实现电力供应部分的智能化。
5．结论
通过以上分析可见，智能电网的建设离不开先进的网络技术的支撑。他山之石，可以攻玉，多媒体通信体系中的许多技术都可以应用到智能电网中去。多媒体的实时通信协议RTP/RTCP等可在智能电网体系协议簇中占有一席之地；多媒体的宽带宽几乎是目前所有综合通信系统所追求的目标，智能电网自然也包括在内；而分布式多媒体系统更是智能电网集成化的基石。有理由相信，随着智能电网的发展，相应的需求和挑战也会不断涌现，还会有更多的多媒体通信技术会以不同的形式影响或参与智能电网的建设。
参考文献
[1]王汝言．多媒体通信技术.西安电子科技大学出版社.2004
[2]刘积仁等．分布式多媒体系统通信平台及若干相关技术的探讨.1997
[3]李炎.现代通信技术在智能电网中的应用前景[期刊论文]-科技创新导报.2009(24)
[4]龚钢军.孙毅.蔡明明.吴润泽.唐良瑞.面向智能电网的物联网架构与应用方案研究[期刊论文]-电力系统保护与控制.2011(20)
[5] 李兴源.魏巍.王渝红.穆子龙.顾威.坚强智能电网发展技术的研究[期刊论文]-电力系统保护与控制.2009(17)
[6] 晓燕.崔燕明.温永仪.利用交换实现体调度通信的特色功能[期刊论文]-电力系统通信 .2010(8)
[7] 彭少锋.新时代多媒体通信技术[期刊论文]-信息科技.2014(8)
[8]/
[9] /view/54adea5ebe23482fb4da4c7c.html
第2篇：通信技术在智能电网中的应用
通信技术在智能电网中的应用
广东电网公司肇庆供电局
周亚光
摘要：随着通信技术、计算机信息技术的发展和电力生产调度自动化水平的提高。建设强大的智能电网已成为必然的发展趋势。智能电网就是以稳定的电网框架为基础，以通信网络和计算机信息网络为平台，对电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度等方面进行智能控制，实现电力、信息、业务的高度融合。在智能化电网的建设过程中，通信技术在其中起着至关重要的作用，本文将详细介绍通信技术在智能电网建设过程中的应用。
关键词：智能控制、数据采集、数据传输、通信协议、综合数据网、工业以太网设备
一、智能电网的产生背景；
1、电网规划与建设面临着严峻的用电高峰和电网建设费用的压力，同时规划和建设的合理性的合理性也面临考验。
2、电网的运行方面，用户对供电可靠性的要求越来越高、同时运行单位对电网设备的运行状况需要有更多的了解。
3、资产维护：设备的当前健康状态、设备维修和更换的最佳时机、设备的维修质量电力作业的费用需要得到合理的安排
4、电力营销：需求侧管理服务水平、电费回收率、窃电损失需要及时的掌握。
建设智能电网可应对上述的挑战：
A、通过收集电网各种数据，指导电网和设备的投资，使得设备在逼近设备容量或实际能力的情况下运行，充分挖掘设备的潜力。
B、通过电网的实时重构和优化运行方式，使得设备在其实际容量范围内运行，延长设备使用寿命。
C、充分利用实时信息，缩短停电时间。D、加强需求侧管理，提高效益。E、为合理的电网投资提供决策支撑。
在传统电网的基础上，智能电网进一步扩展了自动化的监视范围，增加了信息的收集和整合以及对业务的分析和优化，实现了电网的智能化。可帮助电网企业提高管理水平、工作效率、电网的可靠性和服务水平。
智能电网分五个层面：
1、电网数据采集
2、数据传输
3、信息集成4、分析优化
5、信息的展现
（1）、电网数据的实时采集
实时数据是智能化电网的重要支撑，包括以下三方面的数据，A电网运行数据，B设备状态数据C客户计量数据
目前，因为电网公司的数据采集主要关注电网的运行数据上，对另两方面的欠缺，只有增加了这两方面的数据采集，才能使整个电网可视化，为走向智能化作准备。（2）、数据传输
基于开放标准的数字通信网络保证客户计量和设备状态数据以及电网运行数据的可靠传输。（3）、在信息集成、分析优化、住处展现三方面，主要集中了计算机信息网络技术的应用。
通过采集和通信网络传送上来的数据为电网的规划设计、运行和资产的优化提供决策支持
1、电网设计优化
A、通过对用户负荷模式的分析，能够很清楚的确定需要改造的、可能存在过负荷的线路。
B、利用设备生命周期分析的结果，可以对电网检修计划进行优化。C、通过对每个用户负荷模式详细信息的掌握，提高三相负荷平衡，减少网络损耗。
2、电网运行分析A、故障定位，网络重构，隔离故障，快速恢复供电B、故障信息的离线分析，指导抢修人员迅速定位故障 C、避免为了通过更大的故障电流而对开关设备的更换
E、实时潮流分布，避免过负荷线路的出现，从而避免或延迟对线路的改造
3、电网资产分析
A、通过对设备历史运行记录的分析，可以预测设备的预期剩余使用寿命。B、利用实时监视数据和离线数据，掌握设备健康水平，提高对设备寿命的预测水平。C、在设备发生故障前，提前检测到设备可能存在的缺陷（比如，变压器中的油色谱分析）。
二、智能电网中的的通信需求
从前的通信网络主要表现为区域性的网络，且带宽不足不具备对整个电网的实时数据的监控能力。现代的电网对通信网络的要求逐渐提高，具体表现如下：
1、对SCADA系统的数据传送效率要求提高。
2、监测和计量的表计自动化。
3、对数据通信的带宽要求更高。
4、要求有开放的通信规约。
5、要求有可扩展的监测。
目前通信网络的现状：
1、随着光纤通信技术的发展，光缆的敷设范围逐渐延伸。
2、随着计算机技术的发展，数据的处理能力越来越高。
3、Internet网络的普及以及ICP/IP网络协议的广泛应用，使得不同地点的信息的查询越来越方便。
下面介绍以下基于IP的网络架构信息传送的优点：
1、多点到多点的网络拓扑使事件的发布和数据的订阅更灵活
2、将网络更灵活、响应更快
3、减少定制代码和专有系统的限制
4、电力公司可以更有效的监测网络，同时减少运营成本
5、规约中立允许任何格式的数据发送到网上
6、安全协议和监测能力
7、设备及应用无关
8、开放标准保护投资
三、通信设备在智能电网中的应用
建立智能电网首先要从配网的自动化入手，在主网中可以现有的SDH网络和综合数据网络为依托做数据的接入。而配网的自动化仍为空白。下面详细介绍以下配网的自动化中的通信设备应用。
骨干层：
采用工业级冗余环网交换机构成冗余光纤环形网络结构，环形网络设备采用工业以太网产品，用光纤链路连成环状拓扑结构，此结构充分利用了工业冗余环网结构的优点，当通信链路发生故障时其网络传输的恢复时间被控制在`50毫秒以内，而如果用普通民用以太网交换机构造链路冗余网络，其恢复时间长达`30秒以上，显然无法满足数据传输的不间断需求，这也是工业以太网交换机与民用以太网交换机相所具有的一个明显优势。另外，此环形拓扑结构便于工程扩充和维护，安全性能高。采用网络监控软件对网络控制器进行网络实时监控，同时和电网测控系统进行有机协调，保证互不影响。
接入层：
测控点数据量较多且距离光纤网络较近的区域，推荐采用数字工业级配电载波设备构成树型或链型网络结构，环形网络设备采用工业以太网交换机产品，此结构充分利用了载波通信系统的优点，使用现有电缆资源作为通信介质，地埋电缆和架空电缆均适用选择不同的耦合设备即可，载波通信通道建立时间小于`300毫秒，针对电缆干扰的情况有四个频点可供通信设备选用，设备端接受灵敏度可达-70dB，并可在无中继情况传输5公里，载波设备有多种通信接口可供选择如RS232、RJ45，方便级联进上层网络。
采用上述载波设备，由于各地配网的特殊性，需要做实地测试方可采用。
在光纤铺设不便且载波传输距离受限的区域，推荐采用工业级GPRS通信设备体积小、安装、使用方便。可快速的投入使用。
（一）工业以太网交换机方案具有以下几个特点：
1、链路自动冗余备份
在冗余环网中，工业以太网交换机，它能自动冗余备份，能自动协商到达最近节点的路径，如果一处线路损坏，网络拓扑重新配置，达到正常网络状态只需50毫秒，支持工业环境电压18-36VDC。
2、较长的传输距离
环形结构采用光纤介质类型，在传输中有低损耗的特性，使得传输线路的无中继传输距离变长，相邻站之间最大长度多模光纤可达2KM，单模光纤可达20-60KM。
3、具有较大的带宽
环网传输带宽为100Mbps，同时采用新的多数据处理技术，使得网络在重负荷情况下，仍能保持很高的带宽。
4、可靠性高
环型结构在网络出现故障时仍能自行重构，保证系统安全可靠，同时传输光纤具有对电磁和射频干扰掏能力，在传输过程中不受电磁和射频噪声的影响，也不影响其它设备。由于光纤传输的是光信号，两端的电源相对隔离，所以有效地解决了光纤两端电源和地线对设备可能造成的严重威胁。
5、安全性好
光纤在通信时光束在纤维内部传输，水会产生任何形式的辐射，可防止传输过程中被分接，也杜绝了辐射波的窃听，因而是最安全的通信介质。
（二）载波通信系统方案具有以下几个特点：
1、通信通道建立时间短：在300ms内即可建立通道。
2、充分利用现有电力电缆资源，节省通道投资费用，分层分级组建配网网系统，合理优化了网络。
3、频点切换功能：侦测传输通道的干扰情况，自动切换频点数传数据。保证了数据的可靠传输，降低了误码率。
4、前向纠错技术
5、提供标准的RS232和RJ45通信接口，连接方便。可以与其他电力设备，光纤设备、计算机设备、通信设备等完全兼容。
（三）GPRS无线通信方案具有以下几个特点：
1、体积小、安装灵活方便、工期短投入使用快速。
2、受地理位置限制小，在有公网信号覆盖的区域即可使用
3、带宽高、速率快可满足通信的要求。
智能电网必须以可靠的通信网络做依托，必须选择可靠的设备建设可靠的网络。今天，全球越来越多的工业设备采用以太网+TCP/IP协议作为其通信与控制标准。工业自动化系统要求其网络通信设备具有比民用网络通信设备（如：民用网络交换机）更可靠和坚固耐用的性能。一般来说，这类以太网设备在工业控制网络中，负责连接不同的厂站网络区段的重要的自动化设备，可靠性要求极高，但是一般的民用网络通讯设备，设计和制造并未考虑到工业自动化对设备的稳定性和可靠性的较高需求，而仅仅针对连接办公室或空调环境的计算机等办公设备，无法适应工业现场环境（如高温、低温、灰尘、强电磁干扰、震动、冲击等）的要求。因此，采用工业级以太网通信设备做配网自动化的数据接入可以很好的保障智能电网通信系统的可靠性及安全性。
四、总结
目前，我国已经提出建设具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的智能电网的目标，国家将分阶段推进智能电网的建设。第一阶段；重点开展智能电网的发展规划工作和试点建设工作。第二阶段；加强城乡电网的骨架建设，初步形成智能电网的运行控制和互动体系，关键技术和重要设备的广泛应用。第三阶段；全面建设统一的坚强的智能电网，技术和装备全面达到国际先进水平。在整个建设过程中，通信技术将得到越来越多的应用并发挥着至关重要的作用。
第3篇：论文智能电网中电力通信技术
论文智能电网中电力通信技术
1电力通信技术现状
我国电力通信已逐步进入数字通信时代，主推移动通信、注重通信软件的发展，由于光纤传输的优势而逐渐替代传统的同轴电缆组成的电力通信网的结构，同时，电网的程控模式使电力通信控制更加便捷。智能电网的开展使发电厂、电力部门和变电所等组成部分之间的通信更加方便。电网结构不断优化、通信技术的加速发展，推进了电力通信网的发展。随着改革开放进程的不断加深，电网在我国已实现了全面覆盖，全国水利发电、火力发电、风力发电及新能源发电等总发电量已基本能满足所有用户的用电需求，电网规模庞大，但是很多地方的电网质量还有待提高。随着电网的大力发展，电力通信技术也随之发展，通信机构不断增多，国家科研投入增加，逐渐形成较为完善的管理模式和技术标准，都有利于电网通信的智能化发展。
2电力通
