可以说，电力通信的发展决定了智能电网的转型应用。现如今，伴随着我国市场经济体制的改革升级，电力系统运行是否安全稳定也就成为了当前人们所关注的热点话题。同时，电力系统能否跟着社会时代的进步而创新也是电力系统亟需解决的问题。智能电网是我国电力系统网络发展的新方向，也是发展的必然选择。电力通信的完善运行可以保证电力信息的安全有效，同时又能保证电力系统的发展，所以电力信息通信网络建设对于智能电网的发展有着很明确的意义。
1、电力信息通信网络的概念和相关特点
1.1 电力信息通信网络的概念
电力信息通信是电力系统组成的关键部分，电力系统并不是单一的环节，它是由多个部分组合而形成的整体的电力系统。其中电力系统包括电力发电、电力电能输送以及交变电环节。我国的各个省市都不可缺少电力系统，电力系统为我国人民正常生活以及社会的发展提供了保证。要想保证电力的安全稳定运行，确保电力系统能够及时地提供电力电能，这就需要电力信息通信网络的及时传送。因此，电力信息通信的发展可谓至关重要。
1.2 电力信息通信网络的特点
1.2.1 灵活度强、可靠性高。可以说，电力工作的核心是电力系统的正常供应，电力通信网络与公共通信网络的不同之处就在于，电力通信网络具有超高的可靠性，它会自动地对突然状况及时应对，这也代表了它的灵活性强。
1.2.2 具有较强的实时性。电力信息通信网络的传输信息量相对较少，但是它所传输的信息却是通过多种途径进行传播，其中最为人知的便是话音信号以及计算机信息。相比之下，电力信息在正常情况下能接到大概600Bd的信号，具有较强的实用性。
1.2.3 有紧急备用手段的支撑。如电力系统因一些不可预测的原因发生故障而导致电厂、电力设备、网络信息、电力监测信号出现问题时，电力通信的网络可以抵御这些风险意外，抵抗外来的冲击。当出现人力不可抵抗的自然灾害时，可以利用紧急备用手段进行支撑。
1.2.4 电力系统网络复杂。电力通信网络系统所具有的一个特点就是它有很复杂的接口去和不同的通信手段进行连接，由于网络的机型、设备具有不同，因此统一地对其连接十分复杂。电力通信网络却能够进行电力户线延伸、中继线传输，并可以将光纤、微波转换成不同类型种类，以构造出复杂的网络通信模式，但这一复杂的模式也决定了在工作过程的不便。
1.2.5 电力通信点分散、业务量少。相对于发电厂以及供电总局的特殊要求需要集中建设外，其他供电区之内的发电厂、电力所也属于电力通信构造中的一部分，服务于电力通信网络。变电站本身的特殊性就决定它在建设本身就应位于偏远地区，所以，多数的变电站以及维护场所都达到上百公里。这种特点虽然在一定程度上减少了费用，却给维修带来了很大的麻烦。
2、智能电网在电力网络信息通信中的作用
电力网络通信是支撑智能电网发展的关键，建设智能电网的前提就是需要进行电力通信的建设。同样的，电力产业的发展离不开电力通信的有效运行。下面我们对智能电网在电力网络信息通信中的作用进行分析：
2.1 有效地和智能光纤网络相结合
一般情况下，同步数字体系(SDH)是作为智能电网体系中的光纤网络结构，用来解决在电网运行过程中数据通信的网络要求。现如今，随着电力系统的创新发展，IP数据传输的运行量也随之逐年增加，针对这一现象，人们对于电力信息通信的条件也在不断变化，对于它的要求也越来越高。所以电力系统局也在进行着创新，以IP技术作为网络的基础，通过光纤技术与此相结合，实现智能电网通信的发展。
2.2 实现了智能电网与用电客户的通信
电力系统接入网完成了电力通信网络与用电客户相连接的愿望。一般情况下，使用智能电网系统时，智能电网的用户可以通过电网来获取电网末端的颜色，以达到电力用户的多样选择性。在此基础上，智能电网也为用电的用户提供了多种可行的措施，还存在着这样的一些情况以满足智能电网和用电用户的通信良好运行：
(1)3G网络以及无线网络蓬勃发展，用户更加喜爱，所以可以通过向网络运行商进行租借来制造高速的数据线路;
(2)电力系统可以对电力通信建设专用的网络以及数据网络通道;
(3)可以将可编程逻辑控制器(PLC技术)作为电力通信网络的接入口，以满足电力用户的要求和智能电网的发展。这三种方法在使用过程中，建设数据专用通道是智能网络传输的固定模式，无法被其他方法所覆盖。
3、电力信息通信在智能电网中的应用
3.1 电力通信网络在智能电网中的应用
传统的电网范围狭窄，运行不便，不具有智能性，多以人工操作为主。然而，现如今，智能电网的应用发展使之范围也在慢慢变大。其中电网信息的有机整合、电网信息数据的获取、电力系统中电力业务的分析以及调整都在智能电网自动化系统中。智能电网自动化的有效发展使得电力系统的效率变高，也进一步地增强了电力系统的稳定性和安全性。电力信息网络通信是智能电网自动化实现的保障。
电力通信技术的应用可以及时获得智能电网运行时的相关资料以及网络运行设备的状态。针对智能电网中数据信息的不同以及种类的多样，可以根据传输接口对不同的服务器进行信息传送，以保证数据在无干扰的情况下运行，又方便对电网的使用进行计费。
3.2 电力信息通信网络在智能电网配电环节中的应用
智能电网的关键工作就是为变电站提供数据流量，并从始至终地在智能电网建设中应用。针对这一情况，在进行智能电网的建设时，要和智能网络技术、智能自动化技术进行衔接，并将电力信息通信平台构造出信息化以及智能化的高度来对变电站的运行进行勘测和检查，从而避免由于人为原因造成变电站发生事故，提高变电站的运行效率和安全性。
在智能电网的构造中，计算机网络通信技术以及配电网络是其构造的关键环节，可以说，在配电网的运行发展中，很大程度上满足了电力信息通信网络的安全性和便利性，完成了电源和元件的连接，保证了用电客户的使用要求。
3.3 电力信息通信在电网安全领域中的应用
智能电网的有效建设解决了信息流、业务流、电力流的接触不均，并在一定程度上将这三者进行紧密的融合。所以说，想要保证电力网络的信息安全，防止信息泄露就要对其进行保护。其中保护的措施主要有横向的加密以及隔离，除此以外，电力网络的安全发展是离不开电力系统的有效运行的，因此，电力系统应该加大监控，比如防火、防盗等，保证电网安全。
3.4 电力通信在用电领域中的应用
电力系统的终端是电力的用户，由于电力用户具有不同的等级，所以他们也具有多样化的特殊性。因此，针对不同等级的电力用户，应该采取不同的监控设施进行数据的处理。在用电领域中，电力通信的主要应用包括对用电信息的收集、对用电的计量进行统计以及对电力的营销进行整合管理。针对以上这几点，就务必要加强电力通信的选择，保证其科学性。
在欧洲，智能电网的区域网络为通信技术开启了一个独特的市场
电力需求的增长和低碳发展的要求促使配电网向着智能化方向发展。智能电网的实施使得一次、二次设备增多，电网规模扩大，现场和IT设备间传输的信息量也大大增加。波动性分布式电源的大规模并网，储能装置以及主动负荷的接入将极大地影响供电可靠性和电能质量，使得电网的控制变得更加复杂，容易造成通信可靠性问题。通信系统作为智能电网中智能量测、能量管理、自动控制及保护等功能的支撑，面临很大的挑战。
在智能配电网中，现场总线主要解决智能电能表等现场设备之间以及现场设备和配电自动化等高级控制系统之间的信息传递问题。不同通信技术组建的网络有不同的优缺点。如何部署通信基础设施，在满足配电网对速率、时延和可靠性等需求的同时，尽量减少不必要的投资，是当前智能电网需要解决的问题。因此，有必要对当前主流的通信技术及其应用情况进行充分的了解，为我国配电网智能化的发展提供参考。
智能电网的区域网络为通信技术开启了一个独特的市场。本文介绍到目前为止现场总线部署中最流行的可应用技术，包括PLC(电力线载波)、BPL(宽带电力线)、专用无线(RF-无线射频)、公共无线(GPRS/GSM/3G/LTE)和WiMax 5种通信技术。
不同的通信技术在组网时需要的设备不同，而生产设备的厂商也有很多，智能电网中部署的种类繁多的设备之间要实现互操作，需要满足一定的标准。IEC 62357给出了电力设备间互操作的参考架构，见图1。
图1 用于电力设备间互操作的可用标准1.PLC(电力线载波)
电力线载波通信使用中，低压电线提供电信服务。在非专用信道中形成了窄带和宽带2种主要的应用模式。窄带PLC频率低、带宽窄，因而数据传输速率低、通信距离长;而宽带PLC则主要为互联网和多媒体提供高速短距的基本通信服务。
在此考虑的“窄带PLC”是一种在中、低压网中速率可达2～150kbit/s的技术。PLC技术可通过使用电力线来携带数据，从而不需要重新建设昂贵的网络基础设施。因此，PLC技术具有以下优势：①网络所有权：智能电网网络的建设和运营都由拥有物理设施的同一个公司负责;②网格拓扑结构：通信网和电网架构相同;③故障检测：可对设备的运行方式以及结构配置进行分析。此外，PLC网络跟随配电线路建设，从而可反映电网所处的地理信息。
欧洲智能电网的窄带PLC部署采用了欧洲电工标准委员会(CENELEC)预留给电力企业的3～95kHz频带，即CENELEC A频带。这部分频带极易受到噪声干扰，比如汽车驶过道路或者喷泉广场的声音。图2所示为由欧洲电工委员会 EN 50065-1定义的频带及其使用情况。
目前，根据调制技术的不同，已经用于部署的PLC技术主要有5种。
图2 欧洲的PLC网络频带分配2.BPL(宽带电力线)
BPL通常使用1MHz和50MHz之间的频谱，有大量的可用频段(比PRIME更多)，这使得当某些频率受到干扰时，数据包有更多的选择，因而其可靠性高于PLC。但是，高频率也使其通信距离及线路长度变短。BPL速率约为1～5Mbit/s，甚至在中压线上可达15Mbit/s。这远远超过了旧窄带PLC技术(1～2kbit/s)以及像PRIME这样较新协议(>100kbit/s)的速率。
BPL节点可以设置在网状网络中。由于BPL网络有如此高的带宽，因而可以容纳更多的设备以及增加除抄表以外的功能，也可以作为局域网和广域网之间的桥接技术，适合设备密度高的城市环境。其端点不是单一的设备，而是利用“网关”连接到多个电能表或传感器。BPL网关通过ZigBee或M-Bus(读表标准)等二次技术实现与电能表等设备通信。但是，由于BPL比其他通信方式更昂贵，且存在干扰和可靠性不高等问题，过去很少有供应商成功应用BPL。
3.专用无线(RF-无线射频)
专用无线是目前美国最具影响力的网络技术，由Aclara、Elster(埃尔斯特)、Itron、Landis+Gyr、Silver Spring Networks(银泉网络)、思科(CISCO)以及Trilliant等公司提供。其使用900MHz或2.4GHz频段(或其他授权频段)，采用网状或者星形拓扑结构。相对于电力线载波技术而言，专用无线技术对噪声和干扰不敏感，有更高的可靠性和更快的传输速度。星形拓扑结构便于移动终端切换，同时更适合高带宽的应用，见图3。
图3 星形拓扑结构
而网状拓扑可靠性更高，并通过可靠的多路径提供冗余保护，见图4。与星形网和公共蜂窝网相比，网状网更适合分布式控制，通常可实现自动搜索和动态路由，网络设置相对简单。
图4 网状拓扑结构4.公共无线(GPRS/GSM/3G/LTE)
在智能电网风力发电方面当前排行第三的通信方式就是公共无线技术，由美国AT&T和Verizon、欧洲Vodafone和Deutsche Telekom等移动供应商提供。公共无线的优点是不需要电网自己拥有、管理或者维护无线网络，可租赁现成的网络。而公网供应商可将网络的建设、维护和升级到费用分摊到多个用户身上。长期来看，公共无线技术可更方便的在现有基础上提供更多的功能。
但是，由于电网的设备分布广泛，典型的公共无线并不能覆盖到全部设备，所以需要增加少量的通信设施。而且，电信运营商需要定期更新通信系统，这也将产生额外费用。同时，公网的时延不稳定，城区用户掉线率高，可靠性低等问题还需要改善。电网也不愿在停电管理等关键应用方面依靠第三方运营商。
5.WiMax
WiMax与LTE一样也是一种4G通信标准。根据IEEE 802.16标准规定，其速率可达72 Mbit/s，支持不同的网络拓扑、多种传输模式和带宽，可满足不同的传播条件和用户需求。WiMax技术对视线(LOS)内的点对点通信采用定向天线，最远可达50km。而对于视线之外(NLOS)的宽带通信采用全向天线，覆盖范围为几千米。
WiMax系统可提供速率为30～40Mbit/s，未来有潜力发展到1Gbit/s。由于WiMax拥有充裕的带宽可支持数百个终端设备收发信息，因而常被用于“中继”通信。WiMax采用网状拓扑结构，可以通过建设专网来连接智能电能表和集中器。但是，电网公司要想在智能电网中部署WiMax专网，就不得不承担相应的许可费用。美国和澳大利亚的多数的试点工程采用的都是Alcatel-Lucent、AirSpan和GE Energy(通用电气GE在密歇根州和得克萨斯州进行的智能电能表项目)的无线技术。
6.结语
上述通信技术在各层采用的技术和标准有所不同，其特点也各不相同。由对比可以看出，电力线载波和公共无线技术初始投资较少，对于实现在现有电网设施基础上向智能电网的演进是很好的选择。尽管很多电力企业对公共无线存有戒心(尤其像美国这样喜爱“拥有和经营”自己的网络模型的国家)，公共无线技术还是很可能在智能电网AMI工程中胜出，运营商在智能电网领域将会更加主动。由无线网状网和PLC结合而成的混合网络可以成为AMI工程在复杂地形区域提供服务的选择。（引自供用电杂志微信）
在中国，信息通信技术产业正处于从跟随到并肩乃至局部跨越的关键时期
我国信息通信技术产业正处于从跟随到并肩乃至局部跨越的关键时期。尽管我国两化深度融合发展已取得一定程度的进展，但仍面临一系列突出问题，包括政策支持力度和投入明显不足，基础设施仍不能满足两化深度融合的需要，宽带网络速率相对国际先进水平差距较大;信息通信技术和产业支撑能力薄弱，标准和知识产权缺失、关键器件依赖进口、集成服务能力差、核心技术受制于人;数据资源开发利用水平不高，数据共享安全隐患问题突出，数据跨区域、跨部门的应用、保护和开放缺少统一规定等等。
报告明确，要重点围绕落实《中国制造2025》，从六个方面着手，组织实施国家创造业创新中心建设、智能制造、工业强基等重大工程，努力在若干领域和关键环节取得实质性突破：一是以智能制造为主攻方向，加快推进两化融合;二是实施“互联网+”先进制造行动计划，促进业务模式创新和产业转型升级;三是完善国家制造业创新体系;四是完善中小企业信息化服务体系;五是建设下一代国家信息基础设施;六是加快建设现代信息通信技术产业体系。
由欧洲智能电网试点工程中通信技术应用的情况可以总结出以下几点：
①网状拓扑结构的通信网更适合智能电网。②现有通信技术都存在有待解决的问题，比如PLC的抗干扰问题、RF射频和WiMax的频段授权问题以及BPL和公共无线的运营费用问题。③从速率、成本和安全等单方面考虑，现有的通信技术能够分别满足智能电网的要求，但综合来看，还不能决定哪种组网方式最适合用于智能电网。
未来还需要根据智能电网中不同的业务、环境对通信的需求进行定量的分析，才能找到较为合适的选择。而通信技术一直在向着更高的速率、更可靠的通信方向发展，未来智能电网将会有更多的通信技术可以选择。
综上所述，随着我国电力体制的改革发展创新，我国的电力行业以及其他附属电力的广播行业等垄断局面也被打破，针对于这种形势，传统人工非智能化电力通信网络的发展已无法追赶先进智能电网发展的脚步了。所以，在智能电网发展优化的背景下，我们要不断加大对电力网络通信的建设发展，不断优化智能电网的相关环节，这不仅对于发展电力系统有重要的意义，对于回收企业的成本也同样具有重要的作用。随着科学技术的不断进步，现代通信网络技术在智能电网的建设中起到了决定性的作用。因此，我国务必要增强对电力网络通信的发展，从而保障我国智能电网的优良创新，促进我国电力系统的崛起。通过实践证明，电力信息通信网络的发展促进智能电网的发展，值得电力系统的应用和推广。
