第三次工業革命視角下電力信息通信網絡的建設問題反思

程淼海

【摘要】充分利用互聯網技術把電網轉化成為能源共享網絡，實現能源的上傳和下載，是第三次工業革命構想中保障電力能源穩定供給的重要手段。而電力信息通信網絡的建設是構建智能電網的前提和重要環節。本文從第三次工業革命的相關理念談起，深入剖析了當前我國電網系統通信網絡存在的主要問題，最后從第三次工業革命的理論視角出發，提出了第三次工業革命下電力信息通信網絡的建設方案設計。旨在為我國電力系統構建智能電網，迎接第三次工業革命的挑戰提供理論指導。

【關鍵詞】 第三次工業革命電力信息通信網絡

中圖分類號：TN915.853 文獻標識碼：A

近年來，石油資源趨緊，生態環境惡化和大自然對人類報復的加劇，引發了人們對自身該向何方的思考和尋求新的能源出路的探索，由此催生了新的技術和產業革命。第三次工業革命就是要將互聯網技術和可再生能源結合起來，利用互聯網技術構建智能電網實現綠色能源共享網絡。然而由于設計理念的局限性，我國傳統的電網系統通信網絡已經不能滿足時代發展的新需求，因此，充分利用電力信息技術建設智能電網具有十分重要的意義。

一、第三次工業革命基本理念

歷史上每一次新的工業革命都是通過新的通信技術和能源體系相結合而產生的。第三次工業革命也不例外，它基本理念是將互聯網技術和可再生能源結合起來。后工業時代的能源窘境要求我們必須向可再生能源轉型，而可再生能源分散式的本質更需要扁平化，合作性的組織機構，因此第三次工業革命將每個建筑轉化為微型發電廠，廣泛收集可再生能源。同時，利用互聯網技術將電網轉化為能源共享網絡，使用氫及其他存貯技術實現間歇式能源的存儲，這種能源模式通過互聯網把分散的可再生能源形成一個系統的共享網絡促成供應者和使用者的合作和利益共享。

二、當前我國電網系統通信網絡存在的主要問題

電力信息通信網絡的建設是構建智能電網的前提和重要環節，當前我國電網系統通信網絡仍然存在的許多問題，對于嚴重阻礙了智能電網的建設主要體現在一下方面：

（一）通信系統的結構不合理

我國電力信息通信網絡的結構復雜，基本上都是由樹型或者星型結構構成。因而造成電力信息通信網絡結構存在可靠性低、資源共享能力差的問題。一般情況下電力通信系統的網絡運行管理分為一級通信系統網絡、二級通信系統網絡和三級系統通信網絡, 電力線路的結構相對較為復雜。一旦電力信息網絡中心或者其站點出現故障，整個電力信息通信系統都有可能因此癱瘓。經過長期的持續運行許多通信設會進入護理期或者老化期，直接阻礙著電力信息通信網絡的穩定和發展。

（二）電力信息通信網絡傳輸質量差

電力信息通信網絡的網線一般為單股銅線，相對而言比較容易斷裂；由于沒有屏蔽層，網線就無法防止共模產生的干擾；線徑太細導致網絡傳輸距離的降低及可掛接設備的減少；由于不同地區的電力需求不同，電力信息通信網絡節點也會比較復雜，與此同時，各個地區變電站數量的不斷增加,各個變電站中新增的設備節點也隨之不斷串入原有的SDH環網中,導致電力系統網絡拓撲結構由于缺乏優化而越來越復雜。不少電力通信業務需要跨環甚至是跨多環進行傳輸, 導致無法滿足傳輸時的要求。原有通信網絡上節點數量過多，容易使得電網抵抗失效事件的能力降低，從而影響電力信息通信網絡的傳輸質量。

（三）標準不一致、管理不嚴謹

目前，電力信息通信網絡中用戶多采用基本輸入模擬信號式接口，對經過調整后的信息難以傳輸，接口的多樣化也給管理方面帶來了巨大困難。在新技術發展日新月異的今天，企業如若不能跟上技術發展的腳步，及時制定嚴格的規則和標準來規范用戶的行為，就可能為網絡安全埋下隱患。

三、第三次工業革命下電力信息通信網絡的建設方案

第三次工業革命中，電力信息通信網絡不僅承載信息，更承載著能源；不僅處理信息交換，更負責能源分享。因此電力信息通信網絡在建設過程中應該注意以下問題：

推進實體電網建設

作為電力信息通信網絡的實際物理載體，實體電網是實現智能電網的基礎。由于我國能源資源分布不均，經濟發展不平衡, 如何及時、安全、合理地對全國能源進行再分配, 是中國經濟發展必須解決的重大問題。因此，我國今后必須加大對不發達和欠發達地區發展的政策性支持,加大對骨干電網的建設,特別是對特高壓電網的建設,以形成堅強的國家電網體系,為構建智能電網夯實基礎。實現大區域之間電網的互聯, 保證電網的協調發展，同時必須加強對地區間配電網的結構進行優化及升級, 構建靈活、堅固、可靠的配電網絡, 以適應第三次工業革命中分布式電源和微網的柔性電力信息通信。在優化實體電網建設中，必須進行前瞻性的探索和科學系統的規劃，從長遠的利益出發，研究中國電網體系的發展。在技術手段上, 要積極推進技術創新，優先采用成熟的先進技術，使實體電網在結構上、裝備上、技術上滿足第三次工業革命中智能電網對能源共享和信息交換的需求。

優化信息交互平臺

一方面，第三次工業革命對通信及信息技術和電網自動化水平提出了更高的要求，未來智能電網對信息交互平臺的要求會更高，依賴性也會更強。建設支撐全景實時信息的電力信息傳輸系統成為智能電網的一項重要工作。因此，必須從戰略高度重視新型信息、通信網絡交互平臺的設計。

另一方面，優化電力信息通信系統交互平臺的過程中，應重視多層分布、結構扁平、功能可組和布置靈活等方面的設計。必須注重信息平臺與電力系統業務的關聯度，合理設計信息交互與共享的結構層次。盡量避免不必要的、甚至是有害的信息操作。同時, 新型電力通信網絡的信息交互平臺必須是靈活、堅固以及具有抗攻擊和自防御能力的。必須考慮現有通信網絡的改造和新興通信網絡體系的構建并行發展；給予各種新型電力信息通信網絡體系結構更多研究和發展的空間，實現相關研發資源的充分整合。同時結合電網本身的優勢,開展基于綜合能源體系及通信系統網絡結構的研究。積極構建安全、穩定、可靠、具有抗攻擊和自防御能力的智能電網信息交互平臺。

完善電力通信檢測系統

電力信息通信系統服務器采用C/S模式,對整個通信網絡的數據進行儲存和處理。為了提高服務器處理數據的效率, 服務器的數據庫應架設具有數據服務器、應用服務器以及文件服務器功能的數據庫。為了保證電力通信檢測系統的正常運行, 服務器的應采取雙機集群的工作方式。使電力通信檢測系統能夠對機房以及所管轄變電站的防漏、防潮、防火、防塵、防寒等設施進行隨時的監測；檢查檢查傳輸、交換等設備的運行情況和網管系統各項管理功能，確保管轄電路的資料是準確、齊全和調度電話錄音系統、行政電話計費系統以及電源設備告警等系統的正常運行。此外, 為了提高服務器運行的持續性和數據的安全性, 可以采用為主服務器和備份服務器直連的方式, 通過系統軟件來實現兩機互為備份, 一旦主服務器出現故障，備用服務器就會自動切入, 確保整個電力信息通信網絡持續健康運行。

結束語

第三次工業革命的提出，契合了全球能源危機和經濟轉型的變局，對于我國電力企業的發展提供了新的理念和巨大的挑戰，能否建設世界一流的電力信息通信網絡決定了我國通信和電力企業能夠在新的經濟革命中，轉變發展方式，實現新的跨越式發展。 我們應充分吸收國內外智能電網的一些發展思想和技術思路,結合國內特點在第三次工業革命理念的指導下建設先進的電力信息通信網絡。

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