智能電網要求實現信息的快速傳遞與高度共享，為達到此目的，研究了3G技術新標準——WiMax下的無線接入方法。首先，根據智能電網特性提出了智能電網基本通信體系架構；然后結合WiMax技術的特點提出了相應的WiMax電網通信方案，該方案通過無線接入方式以及分級分層管理模式可實現系統中信息的共享與即時傳輸，極大地提高了電網的信息化、互動化水平。最后對此項技術在電力系統中的運用進行了例證分析及前景展望，對可能存在的問題進行了分析與探討。

　　智能電網這一名詞一經提出就在社會上引起了極大地關注。智能電網建立在集成的、高速的雙向通信網絡基礎上，通過先進的技術和設備實現電網的經濟、穩定和高效使用。智能電網要求以完備的信息平臺為基礎，以信息化、互動化以及自動化為主要特征。由此可見，先進的通信方式對智能電網的實現起著關鍵性的作用。

　　傳統的電力通信系統因其在成本、實時性和可靠性等方面不能滿足智能電網的要求，所以亟需新的電力通信方式來進行更新，而如今迅猛發展的3G無線通信技術正可以滿足以上要求，為智能電網的發展奠定基礎。

　　當下，世界各國對智能電網的廣泛關注也為先進的無線通信技術與電網的結合提供了良好的機遇。美國能源部在美國電網改革綱領性文件《GRID2003》中提出了建立一個電力通信一體化的21世紀現代化電網的目標；在2009年召開的特高壓國際會議上，國務院副總理張德江也表達了中國對于建設智能電網的強烈愿望；還有，國家電網公司公布了分階段建設堅強智能電網的方案。此時，把握住這一良好契機，對先進無線通信技術如何在智能電網通信中的運用進行分析與研究就顯得十分必要了。

13G技術應用于智能電網的可行性與必要性分析

　　1.1智能電網的基本要求

　　智能電網作為一個新興的概念，在很多國家和地區都對它有不同的理解，就我們國家當今發展情況來看，我們所發展的智能電網應具有堅強、兼容、經濟、互動等特征。堅強堅強性是針對目前大容量、特高壓、長距離傳輸的供電需求所提出的，它要求電網在發生大的擾動或故障時，仍能盡量保證用戶的供電，減小大面積停電的可能性，并能及時發現、診斷并消除故障，使電網恢復原來的運行狀態(即自愈性)。

　　兼容能允許新能源的合理接入，適應分布式發電機和微電網的接入，使需求側管理功能更加完善，滿足電力與自然環境、社會經濟以及人類文明的和諧發展。經濟通過信息采集與分析，實現規劃、建設、運行與維護等全生命周期環節的優化，達到設備運行安排合理，資源利用率高，運行成本低等目標，支持電力市場的有效開展，實現資源的統籌規劃與合理配置。

　　互動通過數據與信息的雙向流動與即時傳輸，實現電網與用戶的智能互動，把最穩定、最經濟的電能提供給用戶。同時，讓用戶也參與到電力市場的運營中來，更好地激勵電力市場的發展，使其滿足最廣大用戶的要求。

　　1.2 3G技術的特點與優勢

　　根據以上所列智能電網的要求，新興無線通信技術——3G技術恰能夠使之得到滿足。3G技術是一種支持高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術，3G服務能夠同時傳送聲音及數據信息，速率一般在幾百Kbps以上。它的主要特點如下：

　　(1)傳輸速度快，而且可以滿足移動性對高比特率可變速率的要求，快速移動下，數據傳輸速率達到1．44Kb／s。

　　(2)提供了多種新業務與新技術，如寬帶業務、視頻業務等。

　　(3)具有良好的兼容性與高度的靈活性，具有多功能、多環境適應能力以及多操作方式、多頻段運行能力。

　　(4)語音與視頻質量高，可保證語音及圖像的高保真傳輸。并且，數據傳輸的及時性能好。

　　(5)采用根據數據量、服務質量和使用時間為收費參數，而不是以距離為收費參數的新收費機制。

　　基于以上所述，經過對比分析可以發現，3G技術的特點可以很好地滿足智能電網的要求，因此，將兩者進行合理的結合，可使智能電網的實現有可靠保障。

2WiMax應用于智能電網的優勢

　　WiMax(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess，全球微波互聯接入)是一種新興的3G標準。2007年10月19日，國際電信聯盟在日內瓦舉行無線通信全體會議，經過多數國家投票通過，WiMax正式被批準為繼WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四個全球3G標準。WiMax是基于IEEE802．16標準的寬帶無線接入技術，能提供面向互聯網的高速連接，數據傳輸距離最遠可達50km，峰值傳輸速率高達70Mb／s。隨著技術標準的發展，WiMAX將逐步實現寬帶業務的移動化。

　　將WiMax在智能電網中應用，具有以下優勢：

　　(1)傳輸速率快，覆蓋范圍大。WiMax可提供高速的無線寬帶接入，而且還具有移動通信能力，滿足了電網通信的即時性要求。此外，WiMax技術的傳輸距離長，達到了覆蓋范圍廣的效果，對偏遠地區電網的信息傳輸提供了保障。

　　(2)靈活性強，可實現業務的多樣性。WiMax系統具有豐富的業務接口，可使電網實現業務的多樣性。為適應不同業務的QoS保證機制，802．16MAC層設計了對無線鏈路進行高效管理的功能，通過對無線資源的使用進行調度并根據不同業務提供相應的QoS保證。

　　(3)擴容便利，具有可升級性。新增扇區簡易方便，靈活的通信通道規劃使容量達到最大化，并且允許運營商根據通信網絡的發展情況擴容或升級網絡。

3WiMax技術應用于智能電網通信的設計方案及應用舉例

　　3.1智能電網基本通信體系架構

　　智能電網的信息流伴隨著能量的傳遞，涉及電力系統的各個環節，電網信息流具有很明確的層次結構，包括電網設備層、通信架構層、數據存儲管理層和數據運用層。各層次信息體系是實現堅強智能電網的可靠保證。

　　在各層次信息體系基礎上，智能電網通信整體體系得以實現，該體系涉及電力系統的主要環節，包括發電、輸電、配電以及用電等環節。綜合通信網絡運用于發電、輸電、配電環節，主要傳輸控制、保護等信息；用戶側則使用用戶端通信網絡，對用戶端的需求進行管理，并與發配電端進行信息交互。

　　3.2基于WiMax的電網通信方案

　　電網通信系統主要服務于綜合信息網絡，同時也包括綜合信息網絡與用戶端網絡的信息交互。它主要分為中心控制層、控制終端以及用戶終端。

　　與此結構相適應的WiMax無線接人方案，其在控制終端和配電終端均設置WiMax終端接入，WiMax終端接收配電終端信息，同時提供負荷控制、電網監控等功能。在一定區域內再設置一定數量的WiMax基站接入WiMax終端，構成二級控制中心，WiMax基站通過電網通信接入電網控制中心，得到的數據通過智能電網綜合信息平臺對電網進行管理。

　　3.3無線技術在智能電網中具體功能應用舉例

　　3.3.1電網負荷管理

　　通過WiMax技術，使電網中的信息實現高度共享，在電能供給或負荷需求出現波動時，可以調動多方信息，加強信息的傳輸和流動，對電能進行統籌調配，從而得出最優化的解決方案，提高電力系統穩定性，減少對用戶的影響。

　　3.3.2電力線路巡檢

　　針對目前大容量、特高壓、長距離傳輸的供電需求，電力線路的巡檢工作將異常繁重，耗費大量的人力物力。利用WiMax技術的寬帶移動化，利用條碼掃描技術、RFID掃描技術等方法，巡檢人員可將線路信息即時傳送給控制中心，實現了先進的維護水平，使巡檢工作的效率得到較大提高。

　　3.3.3電網視頻監控

　　利用3G技術的視頻傳輸功能，實現電網監控視頻實時傳輸，滿足電網檢測的要求。將3G移動視頻業務與電力系統已有的監控系統結合，可以在有線寬帶不能覆蓋的區域安裝移動視頻監測裝置，實現視頻監控；同時，控制人員、維護人員可使用移動PC機實時了解運行狀況，對故障做出快速的反應。

　　總結：針對無線城域網領域開發的WiMax技術，具備諸多用于智能電網的技術優勢，是一種有效的綜合移動寬帶接人技術。電力行業有必要給予其足夠關注，抓住無線通信在智能電網中發展的機遇，做好WiMax技術組網的研究與推廣應用，為智能電網的實現提供可靠保證。