1、引言

建設信息化、自動化、互動化為特征的堅強智能電網（Smart Grid，SG）要求健壯的網絡通信支撐平臺，分布式狀態可感知能力、先進的電表計量基礎設施（AMI）以及實時的需求響應等功能，這些都對現有的網絡平臺提出了更高的要求。智能電 網的網絡通信平臺為電力行業的生產運行、輸電、 配電、市場業務等多個領域提供服務，需求的多樣 性決定了其構成的復雜性，智能電網的網絡支撐體系將是一個融合了多種網絡技術的綜合平臺，有多種網絡成分構成，既需要骨干網，又需要接入網和 多種駐地網，既依賴于企業專網，也離不開公共的 因特網，在技術上，將融合成熟的TCP/IP、MPLS、工業以太網和新型的無線傳感器網絡和物聯網，涉及多種網絡協議。 因此，有必要對智能電網的網絡通信架構進行研究，明確不同應用領域的關鍵網絡技術。

2 、智能電網的框架與概念參考模型

中國的智能電網建設提出了以特高壓電網為骨干網架，以堅強智能電網為基礎，以通信信息平臺為支撐，以智能控制為手段，包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節的發展路線，強調各個領域電力流、信息流和業務流的融合，因此，智能電網的框架中各個關鍵領域的溝通，必然是由網絡通信為橋梁實現的。

2009 年9月，美國國家標準與技術研究所 （NIST）提出了關于智能電網互操作標準的框架與路線圖，明確了推進標準化工作的8 個優先發展領 域：廣域網狀態可感知、需求響應、電能存儲、電力交通、網絡安全、網絡通信、先進的計量基礎設施和配網管理。其中，有三個領域與網絡技術直接相關。

網絡安全（Cyber Security） ：為保證電子信息系統的保密性、完整性和可用性采取的措施，是保護和管理智能電網中的電能、信息和通信設施必須的。

網絡通信（Network Communication） ： 要求針對智能電網各個關鍵領域的應用和操作器的網絡通信需求，實施和維護合適的安全和訪問控制手段。該領域覆蓋電力專網和公共網絡。

先進的計量基礎設施（Advanced Metering Infrastructure，AMI） ：能夠提供雙向通信，既能為多個功能系統所使用，也能使授權的第三方與用戶設備和系統**信息，AMI 系統能為用戶提供透明的實時電價感知功能，也能幫助供電方實現必要的減負目標。

為了有助于智能電網的規劃，最終建立一個能夠互操作的網絡集合，NIST 提出了智能電網的概念參考模型，將智能電網劃分為7 個領域，這7 個領域是： 用戶、 電力市場、 電力市場的運行和操作者、供電、運行、輸電和配電。

其中，供電部門為終端用戶提供供電服務；用戶不僅是電力系統的終端用戶，也能夠參與發電、輸電和管理電能的使用，主要分為三類：居民用戶、商業用戶、工業用戶；大容量發電單位既能發電也可儲電。 這7 個領域覆蓋電力行業的各個環節， 每個領域和子領域中的執行單元（軟件、硬件設備和系統）通 常需要通過網絡與其他域的執行單元進行交互。因此，網絡平臺在智能電網中起著關鍵的支撐作用，它用于連通智能電網各個領域。 圖1為智能電網的概念圖參考圖，該圖只是一個概念參考模型，并不是實際的系統結構圖，因此，雖然圖中網絡連接的7 個域跨越 不同的安全區，但并沒有指明網絡隔離元素。

圖1 智能電網的概念參考模型

3 、智能電網的網絡技術架構

需求，結合當前網絡技術的發展和應用現狀，對智能電網的網絡技術體系進行了梳理。智能電網是復雜系統的互聯，這也決定了其網絡支撐平臺是多種網絡技術的集成，在網絡結構上具有復雜性，在網絡技術上具有多樣性，在安全管理、端到端的一致性等方面具有挑戰性。智能電網的不同域因為業務需求的不同，對底 層網絡通信的要求也有不同，因此，迫切需要從智能電網不同領域的網絡與通信需求出發，對各種網絡技術進行分析和定位。

表 1 針對智能電網各領域