智能电网概述（smart grid overview）

摘自论文：A survey of privacy preserving schemes in IoE enabled Smart Grid Advanced Metering Infrastructure

智能电网也称为智能电网或智能电网，是一种增强的电网，它与信息技术合作，在消费者和供应商之间进行高效的电力分配和传输。相对于传统的电力系统，智能电网是信息和电力流动的高速双向通信。智能电网使众多智能资产能够在具有能源管理功能的网络基础设施中进行交互，例如供应商和消费者的智能电网。更具体地说，智能电网可以被视为一个电力系统，它以集成的方式在发电、输电、变电站、配电和消费中使用信息、双向、网络安全通信技术和计算智能，以实现一个清洁、安全、可靠、有弹性、高效和可持续的系统。智能电网的一些优势和要求包括

• Improved power reliability and quality.提高电源可靠性和质量。
• Cluster Computing集群计算
• Enhancing capacity and efficiency of existing electric
power networks.提高现有电力网络的容量和效率。
• Improving resilience to disruption.提高对中断的抵御能力。
• Enabling predictive maintenance and self-healing
responses to system disturbances.实现对系统干扰的预测性维护和自愈响应。
• Facilitating expanded deployment of renewable energy sources.促进可再生能源的扩大部署。
• Accommodating distributed power sources.适应分布式电源。
• Automating maintenance and operation.自动化维护和操作。
• Reducing greenhouse gas emissions by enabling electric vehicles and new power sources.通过启用电动汽车和新的能源来减少温室气体排放。
• Reducing oil consumption by reducing the need for inefficient generation during peak usage periods.通过减少高峰使用期间对低效发电的需求来降低油耗。
• Enabling transition to plug-in electric vehicles and new energy storage options.实现向插电式电动汽车和新能源存储选项的过渡。
• Increasing consumer choice.增加消费者的选择

根据NISTs概念模型，如图1所示，智能电网由七个逻辑域组成:批量发电、输电、配电、客户、市场、服务提供商和运营。发电、输电、配电和客户领域执行双向信息和电力流动，而市场、服务提供商和运营领域则专注于信息收集

1.客户域
   客户域是产生的电力被消耗的地方，并且被认为是智能电网中的主要利益相关者。客户域与分发域电连接。它与分销、运营、市场和服务提供商领域进行通信。此外，这一领域使客户能够使用特权，如:管理他们的电力帐户和监测能源使用情况。此外，客户域由两个主要组件组成，它们用作域接口，使用AMI或通过互联网与其他域连接，如图1所示。这两个组件是:公用事业仪表和能源服务接口。此外，许多客户应用程序(如远程负载控制、监控能源使用情况和读取非电能表)在客户驻地显示单元中可用，以帮助客户管理电力账户，并为网络安全目的提供安全的审计/记录通信。

2.分配域

智能电网的第二个领域是配电领域。根据整个智能电网基础设施的布局，配电域的结构在不同的智能电网系统中可能会有所不同。如图1所示，分布域与客户域和传输域电连接。参与者、结构和这些域之间的通信水平有助于分布域的可靠性。在运行域的帮助下，配电域的主要作用是管理与市场域相关的实时潮流。此外，市场域与影响本地电力消耗和发电的配电域通信

3.传输域

传输域负责通过多个变电站将能量从发电域传输到配电域，如图1所示。传输域的主要目标是通过平衡网络上的供需来维持电网的稳定。传输域可能包括分布式能源，如电力存储或发电单元。此外，监控和数据采集系统用于监控传输网络

4.操作域

运行域由能源管理系统和配电管理系统组成，分别对能源供应的传输和配电进行分析和控制。运行域负责智能电网系统的一些关键功能，如网络控制和监控、故障管理以及系统效率和可靠性分析

5.高级计量基础设施

 随着传统电网向智能电网的演进，自动采集能耗等用户数据的自动抄表被智能抄表取代。发生这种替换是因为人们越来越了解使用公用事业后台和消费者之间的双向交互的好处。AMI是许多技术的集成，在消费者和公用事业后台之间提供了智能连接[97]。作为智能电网网络不可分割的一部分，AMI网络的作用是促进消费者的家用设备(如电表)和公用事业中心之间的通信。AMI被分配了各种职责，例如定期和按需能源使用读数、实时定价、断电警报、固件更新和配置更新。此外，由于客户设备和公用事业中心之间的敏感信息和命令执行的定期传输，AMI有安全和隐私要求。与可用性和可靠性相比，完整性和保密性是高优先级的安全目标。因此，AMI网络设计系统应主要侧重于提供完整性和保密性。3.1 AMI网络基础设施为适应AMI安全要求，AMI网络基础设施已设计为分层网络架构，包括广域网(WAN)将公用事业中心连接到头端，邻居区域网(NAN)将头端连接到智能电表，家庭区域网(HAN)将家用电器与客户的智能电表连接，如图2所示。

标签：AMI,传输,overview,电网,配电,智能,客户,grid,smart
来源： https://blog.csdn.net/lyon____/article/details/119110007