智能电网的通信成熟度

智能电网最近几年一直是能源行业的亮点和投资热点，随着特高压和坚强智能电网的实施，对于电网企业而言，如何有效实施智能电网正成为电网安全高效运行的关键，而通信是实现"智能"的桥梁。爱立信（中国）通信有限公司电力行业首席顾问李凯所撰《智能电网的通信成熟度》一文首先对智能电网通信需求进行了分析，阐述了智能电网通信成熟度模型的主要特点，并对智能电网通信成熟度的评估和分析进行了研究和探讨。该模型将有效帮助智能电网通信规划的制定者从战略和战术的维度总体考虑智能电网的通信。

1 引言

智能电网(smartgrid) 对提高电网安全、灵活、自愈、互动、经济、兼容、清洁等方面的水平，推动电力行业能源结构调整以及可持续发展发挥着至关重要的作用，已成为未来电网的发展方向。智能电网涵盖范围较大，包括了电网规划、建设、调度、维护、营销等电网运营的各个环节。

相比目前的集中化电网，智能电网在去分布式的网络中集成了消费者和供应者。智能电网中的"智能"是指电力网络和IT的结合，采集电网各种数字化传感器的实时数据，结合电力设备的资产数据，通过IT手段监控、分析和统计这些数据，从而对电网进行智能和自动化的控制。这种基础设施的结合是为了应对传统电网无法处理的挑战，比如以可靠、安全的方式应对规模多种多样的供应者和消费者，但是归根到底，没有集中处理的电网实时数据就谈不了电力网络和IT的结合，也就谈不上智能。这其中的关键就是用可靠、安全的通信手段，将分布的实时数据传输并集中分析、处理。

开展智能电网的通信建设，需要一套能指导其发展和评估其发展阶段的模型和体系。本文在分析智能电网对通信网的特殊需求基础上，描述智能电网通信成熟度模型及其主要特点，为智能电网从战略和战术层面提供通信成熟度评估和分析手段。

2 智能电网对通信的特殊需求

智能电网从电力传输的过程来说分为发电、输电、变电、配电、售电和调度等环节，每一个环节对数据传输的要求非常不一样。随着智能电网的建设发展，电力系统主干通信网和配电通信网之间的联系也日趋紧密。电力通信网的建设不但要满足主网的业务需求，同时需要满足配网业务的需求。具有通信需求的站点不仅仅是调度中心、变电站、电厂，还包括新能源发电站、分布式电源、微网、用户电表等，将对现有电力通信网络体系产生较大的不同需求。另外，集中式数据中心的建设为集中分析与管理提供了基础，同时也对通信需求提出了更高要求。

如图一所示，这些需求主要体现在以下几个方面：

图一：智能电网对通信的特殊需求

电网运行数据的接入：主要以EMS、SCADA为主。其对通信的要求主要体现在安全性和可靠性要求特别高，带宽要求较高但是实时性要求高，传输时延稍短，设备数量少，对覆盖要求低。

设备状态数据的接入：主要是变压器、PT、CT、雷击传感器等的运行状态数据，其对通信的要求主要是安全性和可靠性要求较高，带宽要求低但是实时性要求高，传输时延短，设备数量多，对覆盖要求一般。

客户计量数据的接入：主要是智能电表、关口表等的读数数据，例如北上广这样的城市智能电表装机量过千万，每块电表每天都向集中器传数据，集中器再向数据中心上传，其对通信的要求主要是安全性和可靠性要求一般，数据量大带宽要求高，实时性要求低，传输时延没有太大要求，但是设备数量巨大，对覆盖要求很高。

电网数据集中、分析优化、信息展现对通信的要求：实时采集的电网数据和电网企业管理与经营数据都集中数据中心进行处理，主要需求与标准的数据中心类似，即高带宽、大数据量，时延要求一般。同时大量数据集中在一地对数据安全和可靠性要求非常高，这同时也提出了备用网络如第二汇接点，容灾等要求。

电网数据传输对通信的要求：电网的实时数据和集中式数据中心的数据一般都沿电力线路延伸到各接入点，但是电力线路建设的新旧不一，也造成了配套的通信传输手段多种多样，需要统一协调这些传输手段。

基于以上5点基本需求，智能电网对通信的安全可靠性，带宽、时延、覆盖等等需求各不相同，不可能用现存的任何一种通信系统及其管理手段满足全部要求。这需要一整套统一考虑不同通信技术、组织、流程的通信体系建设，具体应体现以下4个方面：

在技术上必须体现对电网不同数据类型，不同传输要求的广泛适应性；

在管理和流程上必须体现电网集中管理，分级保障的特点；

在运营上必须体现对高安全高可靠性的服务品质要求；

在组织架构上必须体现对广大地域范围、不同专业不同单位的通信需求。