LTE移动通信技术在智能电网中的应用

摘要：本文简要介绍了智能电网的相关概念和现实意义，分析了现代移动通信技术在智能电网中的应用现状;针对智能电网对电力通信系统的要求，提出LTE应用到智能电网中具有突出优势的观点，并从电网视频监控、智能巡检、应急抢险指挥等几个方面介绍了LTE 技术在智能电网的应用;最后分析了在智能电网建设中应用LTE技术需要注意的问题及建议。

一引言

近年来,国家电网公司陆续出台了一系列关于加快建设智能电网的政策措施，我国电网建设正面临着巨大的挑战和机遇。一方面，电网需要应对日益严峻的资源和环境压力，实现大范围的资源优化配置，提高全天候运行能力，满足能源结构调整的需要;另一方面，输配电、发电、信息化、数字化等技术的进步也为解决这一系列问题提供了坚实的技术支持。2009年举行的特高压输电技术国际会议已明确提出，到2020年，我国将全面建成统一的坚强智能电网，显然，智能电网正成为现代电力工业发展的方向。

电力通信系统是智能电网的重要组成部分。由移动通信技术(如GPRS、GSM等)实现电力系统中数据传输的方式具有不需要建立专用通道、工程投资小、覆盖面广、维护方便、安装灵活等特点，已经在远程抄表、负荷控制与调度等领域取得了较好的效果。LTE技术的使用将为电力系统信息化注入新的活力。LET相比已应用的GPRS、GSM、3G等具有更高的传输速率、更加安全可靠的性能，能够为智能电网的建设提供全方位的通信服务。

本文首先介绍了智能电网、LTE的相关知识，分析了现代移动通信技术在电网中的应用现状，针对智能电网对电力通信系统的要求，得出 LTE应用到智能电网具有突出优势的结论，并从电网视频监控、智能巡检、智能负荷调度管理、应急抢险指挥等几个方面介绍了LTE技术在智能电网的应用。

二智能电网

(一)智能电网概述

1.智能电网的概念和特点

智能电网是指一个完全自动化的供电网络，其中的每一个用户和节点都被实时监控，并保证从发电厂到用户端电器之间每一点上的电流和信息的双向流动。通过广泛应用分布式智能、宽带通信以及自动控制系统的集成，智能电网保证了市场交易的实时进行和电网上各成员之间的无缝连接及实时互动。

从技术角度讲，智能电网有3个层面的含义：首先是利用传感器对发电、输电、配电、供电等环节关键设备的运行状况进行实时监控;然后将获得的数据通过网络系统进行收集、整合;最后通过对数据的分析、挖掘，达到对整个电力系统运行的优化管理。

智能电网具备如下特征：

1)自愈。通过实时掌控电网运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患;在尽量少的人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生。

2)安全可靠。能够很好地应对自然灾害、外力破坏和计算机攻击，保证人身、设备和电网的安全，自动恢复电网的运行。

3)经济高效。可以优化资源配置，提高设备传输容量和利用率;在不同区域间进行及时调度，平衡电力供应缺口;支持电力市场竞争的要求，实行动态的浮动电价制度，实现整个电力系统优化运行。

4)兼容。能够开放性地兼容各种类型设备，包括集中大电源、分布式发电以及可再生能源，满足电力与自然环境、社会经济和谐发展的要求。

5)与用户友好互动。实现与客户的智能互动，以最佳的电能质量和供电可靠性满足客户需求;实现系统运行与批发、零售电力市场无缝衔接，同时通过市场交易更好地激励电力市场主体参与电网安全管理，从而提升电力系统的安全运行水平。

2.智能电网的技术体系

智能电网的构建与功能实现有赖于多项基础技术的发展、推广和应用。智能电网的技术体系分为基础技术和高级应用。基础技术包括电力设备、量测与通信设备、信息管理系统、决策与控制理论，高级应用有智能控制中心、智能变电站、智能线路、智能保护系统、智能需求侧管理。通过基础技术与高级应用的有机结合，最终形成智能电网。

三电力通信系统应用现状

电力通信系统是保障电力系统运行不可或缺的组成部分。电力系统正常运行需要借助于有效的通信手段，将控制中心的命令准确地传送到远方终端，并将反映远方设备运行情况的数据信息收集到控制中心。目前常用的通信方式有现场总线、电话专线、光纤通信、电力线数字载波、无线扩频等。这些通讯方式普遍存在的问题是要自建专用信道，且工程投资大，维护工作繁重。随着无线通信技术的不断发展，利用移动运营商提供的移动通信技术实现电力系统中的数据传输，将是电力系统自动化的重要发展方向。

与此同时，GPRS(General Packet RadioService)也是一种被广泛采用的通信方式，它是一种基于第二代移动通信系统GSM的2.5G无线分组交换技术。这种技术具有覆盖范围广、永远在线、接入速度快、支持中高速数据传输、投入费用低、可按流量收费等优点。目前，GPRS技术已经被广泛应用到电力工业的各个环节，如配网自动化、电力负荷管理、无线抄表、调度自动化、电能质量监测、电压等级变电站的远动信号传输、电力抢修调度、输电线路污秽在线监测等领域。但是，实际应用中GPRS 传输速率仅为57.6kbit/S，且通信保密性、安全性不够高，已经不能满足未来智能电网发展对通信系统的要求。相比之下，LTE技术不仅具有GPRS 技术的优点，同时也弥补了GPRS技术在传输速度、保密性、安全性等方面的不足，因此更能适应未来智能电网建设的发展方向与技术要求。