關(guān)鍵通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

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1、萬方數(shù)據(jù)Ⅵ詘裂●-【技術(shù)應(yīng)用】關(guān)鍵通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用王若黎(山東核電有限公司山東煙臺265116)摘要：分輯關(guān)鍵通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用。論述IPv6應(yīng)用在智能電罔中的必要性。簡要介紹zigbee及其在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，并對通信技術(shù)在智能電網(wǎng)}；的發(fā)展前景進行展望。關(guān)鍵詞：IPv6：智能電網(wǎng)；通信技術(shù)；Zigbee：中圖分類號：TP91文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1571—7597(2010)1010158—01O5I■智能電網(wǎng)是世界電網(wǎng)未來的發(fā)展趨勢，國內(nèi)外均寄予極大關(guān)注。自2006年美

2、國IBM公司提出“SmartGrid”即智能電網(wǎng)解決方案后，國家電網(wǎng)公司提出以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進的通信信息和控制技術(shù)，構(gòu)建信息化、自動化、數(shù)字化、互動化為特征的中國特色的堅強智能化電網(wǎng)[1]。智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2．0”，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上．通過先進的傳感和測量技術(shù)、先進的設(shè)備技術(shù)、先進的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用．實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)。隨著奧巴馬上任后提

3、出的能源計劃的實施，美國每年將投入數(shù)十億美元用于智能電網(wǎng)的建設(shè)，包括智能電表、自動化公用事業(yè)子站和新的傳感器網(wǎng)絡(luò)等方面，所有這些都將利用IPv6提供的充裕的地址空間和內(nèi)置的安全功能。IPv6是人們期待已久的互聯(lián)網(wǎng)主要通訊協(xié)議的升級。同時．作為一種新興的低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的短距離無線通信技術(shù)，Zigbee有望借助IPv6／“泛應(yīng)用的契機與其聯(lián)手打造智能電網(wǎng)用戶端的最佳解決方案。1IP、，6在■奠電嘲中的應(yīng)用1，1什么是IPv6現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)是在IPv4協(xié)議的基礎(chǔ)上運行。IPv6是下

4、一版本的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，它的提出最初是因為隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，IPv4定義的有限地址空間將被耗盡，地址空間的不足必將影響．可．聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展。為了擴大地址空間，擬通過IPv6重新定義地址空間[2]。IPv4采用3z位地址長度，只有大約43億個地址，估計在2005～2010年間將被分配完畢，而IPv6采用128位地址長度，幾乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6實際可分配的地址，整個地球每平方米面積上可分配1000多個地址。具體來說，IPv6的特點有：1)IPV6地址長度為128比特．地

5、址空問增大了2的96次方倍；2)靈活的IP報文頭部格式。使用一系列固定格式的擴展頭部取代了IPV4中可變長度的選項字段。IPV6中選項部分的出現(xiàn)方式也有所變化，使路由器可以簡單路過選項而不做任何處理，加快了報文處理速度；3)IPV6簡化了報文頭部格式，字段只有7個，加快報文轉(zhuǎn)發(fā)，提高了吞吐量：4)提高安全性。身份認(rèn)證和隱私權(quán)是IPV6的關(guān)鍵特性：5)支持更多的服務(wù)類型；6)允許協(xié)議繼續(xù)演變，增加新的功能，使之適應(yīng)未來技術(shù)的發(fā)展。1．2IPv6的重要地位IPv6是智能電網(wǎng)等重要應(yīng)用的基石，其商用將

6、決定性的推動物聯(lián)網(wǎng)，智能電網(wǎng)，云計算等新興應(yīng)用的發(fā)展。將來的智能電網(wǎng)，就是可以做到每～個相關(guān)設(shè)備，有一個自己的IP地址，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問設(shè)備。目前的IPV4受銅于資源空間耗竭，已經(jīng)無法提供更多的IP地址，而IPv6可以讓人們擁有幾乎無限大的地址空間．這使得從發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度的整個過程中所有參與的設(shè)備，如智能變壓器，智能電表等，包括用戶所使用的家用電器都可以有自己的IP地址并且共同納入到智能電網(wǎng)中，實現(xiàn)電網(wǎng)的雙向通信。2Zigbee在智麓電罔中的應(yīng)用2，I什么是ZigbeeZ

7、igbee是IEEE802．15．4協(xié)議的代名詞。這個協(xié)議規(guī)定的是一種短距離、低功耗的無線組網(wǎng)通信技術(shù)。作為一種面向自動化和無線控制的低速率、低功耗、低價格的無線網(wǎng)絡(luò)方案，Zigbee的通信速率低于藍(lán)牙，且由電池供電設(shè)備提供無線通信功能。Zigbee支持mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其無線設(shè)備工作在公共頻段上(全球2．4GHz，美國915唧z，歐洲868刪z均為免執(zhí)照頻段)。采用Zigbee技術(shù)的產(chǎn)品可以在2．4GHz上提供250Kb／s(16個信道)、在915MHz提供40Kb／s(10個信道)和在8

8、68MHz上提供20Kb／s(1個信道)的傳輸速率。傳輸范圍依賴于輸出功率和信道環(huán)境，介于10～lOOm之間。由于ZigBee使用的是開放頻段，已有多種無線通信技術(shù)使用。因此為避免被干擾，各個頻段均采用直接序列擴頻技術(shù)。同時，PHY的直接序列擴頻技術(shù)允許設(shè)備無需閉環(huán)同步。具體來說，Zigbee的技術(shù)特點有：1)成本低：目前符合ZigBee的SoC／SIP單價已經(jīng)降到3美元以下，未來更有機會達(dá)到2美元。這有效地降低了無線感測網(wǎng)絡(luò)的建置成本：2)功耗低：ZigBee在休眠狀態(tài)下耗電量僅僅只有l(wèi)uW，