大電網安全穩定對信息通信技術的需求

劉喆 時代 徐競輝

摘? ?要：在當前新時期，大電網建設已經成為電力行業重點。大電網是一個互聯互通互供的統一電網，在這張“網”中任何一個環節出現問題，都可能導致“大停電”，因此必須要依托信息通信技術來保證大電網的安全穩定。這就需要對大電網中的信息通信技術展開研究，找到有效的方法模式。因此文章當中思考了電力專網通信的需求問題，并簡單探索了國網電力提出的泛在電力物聯網，給出了一些建議策略，希望可以給有關人士提供參考，推動電網建設工作的發展進步。

關鍵詞：大電網? 電力專用通信? 泛在電力物聯網

中圖分類號：TM712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）11（c）-0135-02

電力通信網是服務電力系統的專用通信網絡，在協調電力系統發電、送電、變電、配電、用電的聯合預裝和保證電網安全、經濟、可靠、穩定運行方面發揮了巨大作用。

1? 電力專網通信的發展狀況

我國的電力專網通信發展了幾十年，目前已經初具規模，衛星、微波、載波、光纜等多種通信技術手段構造了目前以北京為中心覆蓋全國30個省市區的例題交叉通信網。現在的電力專網通信已經不再僅僅是最初的程控語音聯網、調度時控信息傳輸等窄帶業務，而是同時承載客戶服務、營銷、地理信息、人力資源管理、辦公自動化、視頻會議、IP電話、抄核收等多種數據業務。

我國現在的電網是一個互聯互通互供的統一大電網，在大電網之下還有微電網（各種新能源下的獨立電網，可自給自足）。根據相關專業人士介紹，現在我國的功率要大于整個歐洲電功率的綜合，未來我國電網的發展模式必定是超大型骨干電網和分布式微電網的結合體。我國的互聯電網規模居世界首位，設備數量以百億計，大電網是一個動態系統，故障牽一發而動全身，如果不能及時解決問題，就會出現大停電。電力專網通信存在的目的就是為了保證大電網的安全穩定，特別是微電網接入大電網時，如何去協調電力專網通信成為了一個關鍵點。現在已經過渡到以負荷為調峰的主體，讓需求側來主動響應電力系統的經濟運行和經濟控制的需求。

2? 智能電網背景下的電力專網通信需求思考

2.1 智能電網要求必須升級電力專網通信

在電力專網通信行業領域，國家電網、發電企業、用電企業以及其他能源投資企業等在該行業當中屬于下游市場。電力行業作為國家重要支柱行業，下游市場的需求變化和發展狀況將直接決定電力信息通信的發展前景。從2010年國家電網發布的國家電網智能化規劃總報告來看，到2020年要投資3.45萬億元來構建智能化電網，其中智能化投資3.841億元，在總投資當中占比11.1%，這拉開了我國建設智能化電網的序幕，后續智能電網更是成為了國家戰略，要求在發電、輸電、變電、配電、用電和調度的各個環節都實現智能化、數字化。這就需要對原有的電網調度通信設備進行改造升級，使其實現自動化數據傳輸，遠程視頻監控和維護，靈活調控，建立安全可控的電力信息網。

2.2 智能電網必須要有可靠的通信網絡作為依托

從供給和需求來說，智能電網應該是涵蓋了供給側和需求側所有信息的。但是從現在的情況來看，信息孤島問題也是一個比較大的問題，比方說用電側的實時信息由采集和監控系統收集并存儲，GIS則主要收集和存儲設備信息，用戶信息則主要依靠CIS系統，而這三個系統實際上是分屬不同部門的，主觀上來說，現在正在探索執行抄核收和賬務一體化營銷管理，也是為了解決信息孤島問題。更深層次上講，目前大電網安全穩定需要電力專網通信實現電力系統的萬物互聯，并且要保證更高的數據傳輸效率。

總體上來講，早些年的電力通信網絡主要表現為區域性的網絡，帶寬也不足，無法滿足對大電網的實施數據的監控，現在的大電網要求電力專網通信要能夠承擔SCADA系統的高速數據傳輸，要能夠滿足檢測和計量的表計自動化，要能實現更高的帶寬，更開放的通信規約，以及可擴展的監測。

為了滿足需求，可以在骨干網當中利用工業級冗余環網交換機夠成冗余光纖環形網絡，使用工業以太網產品，用光纖鏈路來構造環狀網絡拓撲結構，可滿足電力系統持續數據傳輸的需求，安全性高，方便擴展。在接入層可以使用數字工業級配電載波設備夠成樹形或者是鏈形網絡結構，當然現在可以利用無線接入網來實現電力系統測控點的接入，LTE是一種不錯的方案，后續可以從LTE的4G無線接入演化為5G接入，速率會更快。一個典型的無線接入網絡實際就是將所有的無線終端均接入到通信網絡當中，在無線接入網的演進當中無線接入邏輯框架始終是沒有變化的，簡單說就是終端到接入網到承載網再到核心網然后向另一端分發，即端到端。事實上隨著芯片技術的進步LTE基帶與射頻識別基帶已經實現了基本的整合集成，這對異構網絡結構數據融合產生了非常顯著的影響，對于保證這種數據融合的穩定以及準確性，同時提高數據傳輸速度，并對大量數據的存儲、控制以及處理來說具有更高的可行性。

3? 大電網安全穩定對信息通信技術需求思考

在2019年兩會上國家電網提出要建設世界一流能源互聯網企業，而其中物質基礎就是要建設并運營好“兩張網”，即堅強智能電網和泛在電力物聯網。為了滿足大電網安全穩定，必須要保證電力專網通信能夠以更高的速率，更快的響應時間，更高的容量來滿足智能電網對電網的實時監控要求。按照國網公司在兩會上的報告看，泛在電力物聯網可能是理想的解決方案。

所謂泛在電力物聯網，是運用云物大智移五大基數，實現電力系統各環節萬物互聯，人機交互，增強電力系統狀態感知，增強信息處理效率，更加靈活的一種智慧服務系統。

為了滿足泛在電力物聯網，需要對通信網絡進行優化，一方面要優化升級骨干網絡，增強骨干網的容量，完善骨干光纖網架結構。可采取PTN+SDH的形式來打造網絡。另一方面要在無線接入網上進行優化，主要方向是要研究滿足5G接入的技術手段，實現更快的接入速率、更低的業務傳輸時延，以及更加巨大的接入容量。

同時還需要結合大數據分析技術來打造統一的數據分析平臺，強化泛在電力物聯網的智能性。大量數據保存在電力系統的數據庫當中，實時采集的數據、離線數據均呈現出指數化增長的趨勢，從數據挖掘開始，基于科學的數學模型，并添加相應的最新數據進行綜合分析，進而對未來走勢進行預判。而數據的來源則非常的廣泛，不僅僅是電力系統的數據，還包括交通部門、住建部、氣象部門等的數據。當然基本的數據類型可以歸納為設備空間信息數據、通道基礎地形數據、基礎臺賬數據、運行維護專題數據、氣象部門氣象信息數據、林業部門的林業數據等等。基于這些數據通過挖掘算法挖掘出關于輸電線路薄弱環節的數據，識別危險源。

4? 結語

綜上所述，我國的電網規模是非常大的，而且是一個互通互聯互供的統一電網，在這一電網結構當中如果出現問題，將出現大停電，影響巨大，在保障大電網安全穩定方面，電力專網通信是非常關鍵的一環。因此需要從需求側的角度去分析電負荷，以電力專網通信系統來實現電力系統負荷的自動調度。

參考文獻

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