数字化电网体系结构

以当前电网构架为基础,分析了数字化电网的关键功能要求,提出了数字化电网的体系结构.数字化电网体系结构以信息流为导向.从电网的整个信息流向,自下向上可以将数字化电网按照逻辑分为设备层、数据层、传输层、应用层和展现层,并采用先进的信息通信和电力控制技术实现分层集成和监控.最基础的设备层以开发智能化设备为主要特点,信息传输集成以信息集成技术为基础,分析应用模块纳入了更丰富的优化算法,以智能调度和辅助决策为主要优势.数字化电网体系结构各层次基于公共标准进行设计,具有系统性和开放性的特点.     

基于IPv6的低压电力线载波树型路由控制机制

将电力线载波通信网络应用于智能电网中,有效延长通信距离是亟待突破的技术难题。为此,提出一种基于IPv6的低压电力线载波树型路由机制,子网节点通过支持IPv6地址自动分配的分布式地址分配策略来构建载波网络层次转发树模型。中继节点以MAC头中的目的地址进行下一跳路由转发,并结合IPv6适配层中的Mesh头实现多跳路由寻址。在层次转发树中,中继节点只需存储与其子节点数相当的信息项即可实现子网内路由信息的快速生成。搭建了电力载波通信配电网树型拓扑结构测试平台,测试结果表明,该树型路由控制机制能够以较小的时延进行IPv6数据包的多跳转发,并有效延长了电力线载波通信距离。     

基于互连矩阵的PLC和无线组网性能评估系统

用电信息采集系统是智能电网建设的重要组成部分,选择稳定、可靠的本地通信方式是保证电网安全稳定运行的关键。文章提出了基于互连矩阵的电力线载波和微功率无线通信组网性能评估系统。评估通信模块路由中继深度、路由收敛速度、通信时延等组网性能指标,并给出了各性能指标的算法实现。系统可有效评估不同厂家电力线载波和微功率无线通信产品的组网性能。为评估用电信息采集系统通信产品提供了检验平台。     

交通信息采集传感器网络基于强化学习的路由

针对道路交通信息采集传感器网络网内数据的有效转发和汇聚问题,以节点剩余能量和通信链路的路径损耗作为路由选择的综合评价指标,基于Q学习算法实现了一种传感器网络自适应路由方法,通过Q表的查询实现了网内数据的路径选择和数据转发。仿真结果表明,各网络节点能够找到优化路径将数据转发至汇聚节点;同时能够有效的降低网络节点的平均能耗和减少数据包传输的平均跳数。在道路交通信息采集传感器网络中,基于Q学习的路由方法是可行的。     

智能配电网通信实时性与可靠性QoS路由机制研究

为建立满足智能配电网通信可靠性要求下的实时性路由机制,需要分析电力配电网结构以及电力配电网通信的无线传感器网络结构特点;给出智能配电网高性能通信无线传感器网络信息传输路径选择模型;分析链路失效模式,对网络节点的延时性、可靠性进行赋权;提出路径选择数学模型,对路径求解并将问题简化;最后对算例及应用实例进行求解。分析结果表明:该模型和算法原理简单、计算方便、判断结果准确,能很好的平衡可靠性与实时性对智能电网无线传感器网络信息传输的影响、可提高智能电网无线传感器网络信息传输的可靠性和实时性。     

基于多智能体和专家系统的电网智能报警系统研究

为了快速、高效、智能化地处理电网报警信息,开发实现了基于多智能体和专家系统的电网智能报警系统.该系统采用决策树理论和粗糙集理论对电网报警信息处理的规则进行学习挖掘,以这些规则为知识库构建报警信息处理专家系统,对报警信息进行噪声滤除和逻辑推理等智能化处理;采用多智能体技术将报警信息处理过程划分为多个智能体,在协作协调、数据共享和通信机制等方面进行了研究,使报警信息的处理过程高效迅速.该系统已应用到甘肃定西地区电网,运行效果表明了系统的实用性和有效性.     

智能电网中智能后台的功能实现

基于IEC61850通信标准化基础上的智能电网具有信息充分共享、通信系统可靠并实时交互设备完整信息的优点,基于这一点,本文展望了智能电网中后台的智能发展方向,即将GPS对时、故障录波、备自投、小电流接地选线、VQC等辅助设备以逻辑功能模块程序软件形式嵌入后台系统中,建立站内全景数据的统一信息平台,从而实现了变电站的集约化管理,降低电网生命周期成本,提高运行可靠性,为智能电网整体决策提供坚实的基础。     

基于IEC61968国际标准的智能电网信息集成

研究了国际上在智能电网信息集成方面的技术发展和前景,分析了IEC 61968标准和消息的研究成果和实现方法。探讨杭州电力局配电管理系统（DMS）在智能电网建设中采用IEC 61968标准实现企业信息总线传递标准服务接口的集成需求,并通过地理信息系统（GIS）供电范围查询服务进行技术验证。     

基于NL2SQL实现电力数据智能交互

为解决电网业务数据的智能交互查询,降低数据查询成本,提高电网数据利用率等问题,文章提出基于BERT(bidirectionalencoderrepresentationsfromtransformer)模型的NL2SQL(natural language to SQL)算法,拟实现电力数据的智能交互、提升服务质量、加快电网数据资产变现。该研究可以实现用户通过输入拟查询的问句,经BERT模型词嵌入后,利用Text2Sql技术将BERT模型的处理结果转化为SQL语句,实现从数据库中查询到所需要的信息。文章构建了NL2SQL模型和算法训练,实验结果表明该方法的可行性和易用性。该方法能够帮助移动作业人员便捷查询数据,快速找到结构化的电力数据信息,辅助经营管理者决策分析,为各层级业务研究人员节省查询成本,加快电力数据资产变现。     

一种智能电表的安全通信方案

在智能电网中,智能电表发送的用电信息可能被窃听,从而导致用户隐私的泄露。为解决该问题,文章提出一种智能电表安全通信方案。该方案基于对称加密算法,其主要安全特性包括设备认证、数据机密性和完整性,并通过安全数据聚合保护用户隐私。经过安全性分析表明,该方案可以达到智能电表通信的安全需求并抵抗常见的安全威胁。     

面向多元能源互联的天津生态城智能电网创新示范区建设

能源革命和第三次工业革命的发展对智能电网在能源互联和信息互通方面提出了更高的要求。基于天津生态城智能电网创新示范区建设,面向未来电网发展形态,深入分析智能电网发展需求,设计可持续发展的智能电网创新架构,提出基于虚拟电厂和能效电厂的能源互联网规划方案,提出基于大数据和信息广泛互联的智慧能源信息服务体系架构,以提高社会的参与度和居民感知度为目标,提出智能电网建设模式、运营模式、服务模式和交易模式,充分发挥智能电网的平台效应,并从根本上改变智慧城市的生产和生活方式。     

智能配用电信息交互的典型模式

鉴于多样化业务需求的不断增多,建立与业务需求和系统特征相适应的信息交互模式是实现智能配用电的关键。在分析智能配用电业务需求和系统架构的基础上,提出集成式和一体化这2种典型的智能配用电信息交互方式及相应的部署方式;针对智能配用电的物理通信需求,形成智能配用电通信方式组合方案;结合电力系统信息安全要求,提炼二次系统安全防护体系。通过剖析业务需求、系统架构、信息交互方式及部署方式、物理通信方案和安全防护体系等几个方面情况,建立智能配用电信息交互典型模式。该模式已应用于智能配电网优化调度等实际工程之中。     

微网高渗透率下智能配网的MAS实现方案

为满足微网高渗透率下智能配网灵活多变的分布式信息管理需求,提出基于MAS的智能配网广域跨平台信息交互方案。介绍了单个智能体的体系结构和多智能体系统平台内和多平台间的通信机制,并以智能微网与智能配网间的信息交互为切入点,以智能配网安全、稳定、经济运行为目标,设计了基于多智能体系统的智能配网控制中心以及智能微网的信息管理架构。     

智能变电站二次回路智能预警及故障诊断技术研究

智能站二次信息传输由以前的电缆改成光纤传输方式,存在信息传输不透明、缺陷查找不方便等问题,基于此,提出了智能变电站二次回路智能预警及故障诊断方案,并开发了相应的智能预警及故障诊断系统;根据智能变电站信息传输的特点,针对IEC 61850协议中没有物理链路模型的问题,对过程层二次通信中相应的物理信息节点进行建模,构建二次设备通信的物理拓扑;将二次设备虚回路信息流映射到相应的物理拓扑中,使物理拓扑与虚回路信息有机融合,构建完善、虚实结合的二次回路拓扑架构;根据智能变电站内信息流特点建立了智能变电站二次回路专家知识库,通过实时获取装置的运行状态信息综合判断回路实际运行状态,以实现智能变电站二次回路的智能预警及故障诊断。     

智能电网用户侧通信网络及技术挑战分析

为了实现智能电网的功能,必须建设高速、双向、实时、集成的通信系统,使智能电网成为一个动态、实时信息及电力交换互动的大型基础设施。在智能电网发展环境下,重点论述了智能量测在通信技术、网络安全及标准化方面的机遇与挑战,讨论了如何实现互操作性、建立可扩展的网络解决方案以及现有网络技术如何应用于智能量测等关键问题。最后,论述了国际上智能电网通信标准化工作的现状,对建立中国智能电网通信网络架构和解决方案具有一定的参考价值。     

智能电网行波故障测距系统应用方案

输电线路故障测距系统是由测距终端装置和测距主站构成的,文中介绍了应用于智能电网的故障测距系统与传统测距系统的区别与改进。与现有系统相比,智能变电站内的测距终端装置在信号接入方面采用了分布式采样方式并提供了与电子式互感器的接口,在站内通信方面则解决了装置IEC 61850标准通信问题。同时,研究了在测距主站中利用区域电网信息提高测距系统整体可靠性的途径,并且利用暂态量信息进一步开发了故障分析系统,使其具备了初步的电网故障诊断能力。     

基于IPv6的智能配电网数据通信模型研究

智能配电网自动化和信息化的程度不断提高,对配电网状态信息和设备控制信息的实时采集与安全双向传输提出了新的要求,导致对IP地址资源的需求迅速增加。文章在分析智能配电网数据通信需求基础上,研究基于IPv6协议的智能配电网数据通信模型,采用OPNET Modeler平台对该通信模型进行仿真与分析。仿真结果表明,利用Zig Bee IP技术和无线Mesh网络技术实现的数据通信系统时延较小、服务质量可靠,满足智能配电网数据通信系统的相关要求。     

Research on Power Fiber to the Home for Smart Gird and Its Applications

Information and communication technologies, which enable information exchange between power grid and power consumers, are critical components in smart grid. For millions of residents to interact with smart grid in the future, there should be an economical and practical schedule to realize the information exchange in low voltage. In this paper, an autonomously developed smart grid product, the optical fiber composite low voltage cable (OPLC), is introduced. OPLC has brought simultaneous transmission of power flow and information flow into reality and solved the high-speed and reliable terminal broadband access problem in the 400 volts power grid. By adopting OPLC and advanced information and communication technologies, such as network security isolation equipment and ethernet passive optical network (EPON), power fiber to the home (PFTTH) (a new network structure from low voltage side of distribution transformer to the household) is presented. The typical application in the smart grid community based on PFTTH shows that PFTTH can integrate electric network businesses and public network businesses in the same cable. The pilots of smart grid communities prove PFTTH is successful in smart grid application, and is an effective and attractive way for the co-development of energy and information.     

基于物联网的智能电网信息化建设研究

物联网能够实现信息感知、可靠传输及高效信息处理,是电力系统信息化技术发展的趋势。基于智能电网输电、变电、配电、用电的业务需求,探讨了电力物联网的框架结构、功能应用和关键技术。电力物联网将电网侧设备在网络上实现一一映射,实现自我标识、全面感知和智能处理,为电网智能化建设提供可行的解决方案。最后探讨了面向智能电网的物联网技术在未来与智能电网深入渗透中面临的挑战。     

面向智能配用电的多介质通信方式及应用方案研究

中低压配电通信网是电力通信网络的薄弱环节,制约了智能电网的实施和发展。本文在分析比较智能电网中各种不同宽带通信接入技术的基础上,提出面向智能配用电环节的多网融合技术的全方位通信体系。该体系以xPON光纤接入网为核心,以宽带无线、PLC等通信方式作为必要补充,实现智能配用电网"一体化、全覆盖"。最后结合配用电应用场景,提出了主要通信技术的实现模式,并给出一个多介质融合的整体通信应用方案,满足智能配电网发展各阶段对电力通信网络的需求,为智能配用电环节的深入发展和实施提供网络基础。