電力通信技術在智能電網中的應用

胡 潔

（湖南大學，湖南 長沙 410012）

0 引 言

隨著我國社會經濟的急速發(fā)展，我國居民的用電需求增大，智能電網已經成為了全球電網發(fā)展的共同趨勢，而智能電網的快速應用使得其對電力通信技術提出了全新的要求。現代信息技術的發(fā)展為其構建了更多的技術融合路徑，讓智能電網在穩(wěn)定性、可靠性以及運行效率等方面更上一個階梯，因此為了使電力通信技術在智能電網建設中的應用變得更加明晰，本文以文獻研究法為主，對其應用進行了詳細地探討。

1 相關理論概述

1.1 電力通信

電力通信是電力系統的關鍵組件，相比于傳統電網系統來說，在安全性和穩(wěn)定性方面具有不可比擬的優(yōu)勢。此外，電力通信在奠定電網現代化管理模式基礎上，以最大力度推進電網自動化調度的發(fā)展進程，并推動電網向著功能越加全面的方向發(fā)展。因此，電力通信的重要性使得當前的大多數國家都快速建立起了電力系統專用通信網。

1.2 智能電網

智能電網是電網的智能化，它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、設備技術、控制技術以及信息技術等支持系統技術的應用，從而實現電網可靠安全穩(wěn)定的最終目標。運用智能電網能夠最大程度地滿足當前人們生活的需求，并保證電力市場及電力資產的最優(yōu)化運行。

2 電力通信技術在智能電網中的應用價值

2.1 降低智能電網建設風險

在智能電網建設過程中，會面臨著各種各樣的建設風險，特別是在智能電網建設的一些關鍵階段，如發(fā)電、傳輸以及使用等，對安全度有更高的要求。這些風險無法利用有效措施進行完全避免，但是利用電力通信技術，可以最大程度地降低風險。電力通信技術有其獨特的技術優(yōu)勢，在電網建設精準化、管理動態(tài)化以及實時化方面都有較好的效果，特別是在后期技術維護方面，更是其他技術所不可比擬的[1]。因此，電力通信技術在智能電網建設中的應用，能增強電力電網的自動化功能，從而切實有效降低建設風險。

2.2 加快智能電網建設進度

隨著社會經濟的不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)化速度的加快，人們的物質生活水平逐漸提升，對于美好生活的需求也越來越大，而電力是人們生活的重要保證，基于這種情況，電能的需求量達到了一個前所未有的高度，因此智能電網應運而生，其在發(fā)電效率和覆蓋面等方面的優(yōu)勢，是傳統發(fā)電技術無法可比的。當然，考慮到電力的可持續(xù)性利用和發(fā)展，將電力通信技術應用在智能電網中也有很大的價值。其一，電力通信技術可以更加有效地保證電力系統的穩(wěn)定性，讓其運行效率更高；其二，得益于現代信息技術的發(fā)展，電力通信技術與其進行結合，能夠滿足人們的一些用電特色化需求。總之，當前用戶對電能的需求量不斷增多，智能電網方向發(fā)展的主要目標是更好地為用戶服務，滿足用戶的需求，同時對電力系統的安全可靠運行也起到一定的促進作用。將電力通信技術用于智能電網中，促使智能電網的運行效率更高，而且能夠為用戶提供個性化服務，電力系統的運行也更加安全平穩(wěn)[2]。在智能電網的運行環(huán)境中發(fā)揮電力通信技術的作用，使得電網不斷擴展服務范圍，電力系統的運行更加規(guī)范，發(fā)揮通信技術的連接作用讓各個節(jié)點之間有效連接，同時實現系統化管理，促使電力系統的運行更加安全平穩(wěn)，智能電網的發(fā)展進度也因此不斷加快。

2.3 優(yōu)化智能電網建設管理

智能電網建設中通過強化管理工作促使電力系統更加完善，在此過程中電力通信技術發(fā)揮著重要的作用。當智能電網處于運行狀態(tài)的時候，監(jiān)控系統能夠實現運行自動化，并且電力系統的每個環(huán)節(jié)都能智能化操作，由此提高了管理質量，還增強了管理效能，電力使用效率有所提高。電力通信技術的快速升級，并在智能電網中進行應用，可以保障電網的覆蓋范圍，電力系統建設工作也更加完整。

在電力系統的運行中，首要考慮的問題是安全穩(wěn)定，而電力通信技術能夠有效解決這個問題。在智能電網中應用電力通信技術，可以實現電網自動化運行及智能化，同時智能電網也對電力通信技術的完善起到一定的促進作用，從而促使電力系統的運行具有較高的安全穩(wěn)定性。

3 電力通信技術在智能電網中的發(fā)展現狀

電力通信屬于智能電網的基礎設施，是其安全穩(wěn)定運行的重要保證，將電力通信運用在智能電網中，對人們生活水平的提升具有重要作用。

當前，我國電力通信在智能電網中的應用深度方面還有所欠缺，雖然從各方面來看，我國在人力和物力上都不遺余力，但是最終只是在微波通信和力線載波通信等技術的簡單應用為主[3]。由于之前我國的電力系統覆蓋面小，建設結構也較為單一，所以這兩種技術即使只是簡單的運用，也足以應付以前國內用電系統的需求。然而當前隨著社會經濟的迅速發(fā)展，電力系統的覆蓋面早已大大擴充，智能電網系統的規(guī)模也得到了極大地擴展。在這種情況下，智能電網對于電力通信的技術要求上升到了一個全新的層次，微波通信和力線載波通信這兩種技術已經落后于時代發(fā)展，而且人工調度方式也相對陳舊，這些都是制約著電力通信在電網中有效應用的因素。

相比于電力通信技術上的研究瓶頸，我國在電力通信應用形式上，隨著現代信息技術的發(fā)展已經有了較大的提高。由于光纖光纜等器材設備的研發(fā)，使得我國從很早以前就進行了骨干通信網的布局，這為我國智能電網的建設奠定了堅實的基礎。此外，我國已經完成了較大規(guī)模的國內電網主網架構建，保證了各地各級的用電需求[4]。總之，目前我國已經將電力通信智能化和網絡化，并且在電網監(jiān)管上實現了自動化。

4 智能電網背景下對電子通信提出的新要求

4.1 通信網絡全覆蓋

在通信網絡覆蓋面上，即使我國正在不斷地采取措施保證一定程度的智能電網覆蓋率，但是根據相關數據表明，我國在智能電網傳輸介質全面光纖化的前提下，在電網延伸的用電、配電以及送電方面仍舊存在著覆蓋率低的問題。這就導致很多地區(qū)在用電效率及配電規(guī)模方面有較大的差異，影響人們生活的整體水平。

例如，寬帶屬于現代信息社會每家每戶必備的網絡設備，當前在寬帶接入試點實驗運行中，我國大部分的城鎮(zhèn)都已進行了相關設備安裝，不僅大大提升了人們生活幸福滿意度，還能通過這種方法對用戶的用電信息進行采集，雖然此時并沒有很大的規(guī)模，但已逐漸成體系[5]。隨著時代的發(fā)展，智能電網目前屬于一小部分人群的福利現狀必將被改變，智能電網的普及會對發(fā)電、變電以及用電等數據準確性和真實性提出更高要求，而這個要求進一步對電力通信網絡覆蓋率的大小有嚴格地限制。因此，智能電網要想進一步發(fā)展，必須以電子通信網絡覆蓋率為基礎。

4.2 通信手段多樣化

當前，隨著我國綜合國力的提升，科學技術也得到了長足的進步，技術與技術之間也進行了大規(guī)模的交叉應用，將滲透效應發(fā)揮到了極致，但是這種交叉應用大都層次較淺，深度不高。例如，在智能電網領域，衛(wèi)星和微波等技術在智能電網領域雖然得到了有效滲透，但是相比于光纖通信的應用廣度還有很長的路要走，目前這兩種技術仍舊處于輔助性組件階段。因此，要想將電力通信高效應用在智能電網中，從而達到通信容量不斷增加的目的，就必須對通信手段的多樣化提出新的要求，需要電力通信具有更加靈活性的方式[6]。總之，電力通信手段多樣化和靈活化，是其應用于智能電網的必要條件。

4.3 通信體系可管理

智能電網的有效發(fā)展并不僅僅具有滿足人們美好生活需求的功能，在針對電網管理體制完善方面，智能電網的建設也具備較大的作用。智能電網建設時，在結合現代信息技術的基礎上引入網絡控制，但由于網絡具有跨時空性、便捷性以及全面性等特征，因此電力通信也必須利用互聯網結構才能產生較大的效果。當然，網絡結構同樣具有很多劣勢，在網絡監(jiān)管問題上更加凸顯，這就要求電力通信必須有統一標準的運行模式，這樣才能在一定程度上彌補互聯網結構的劣勢。在此基礎上，網絡優(yōu)勢將徹底地發(fā)揮出來，讓整個電網的運行都處于網絡的實時監(jiān)控下，從而更高地提升設備可操作性。此外，由于網絡監(jiān)管體系的不完善，其安全性大大降低，而電力通信的易管理性對安全性方面有了全新的要求，因此將電力通信數據同步在網絡上時，應當采取若干措施保障數據的私密性，這樣才能最大程度地降低智能電網的建設風險。

5 電力通信技術在智能電網中的具體應用

5.1 新能源方面

當前，電力通信技術在智能電網中的具體應用中，新能源方面比較凸顯。新能源是當代最新提出的一個能源概念，環(huán)保和可持續(xù)利用的能源特征使其成為了當代科學界研究的熱點，如風能和熱能等都屬于比較典型的新能源。智能電網與新能源息息相關，其主要特征就是主動接收新能源，從而大大提升電力運用效率[7]。因此，進一步深度研究智能電網及新能源發(fā)電控制并解決新能源電力接口問題十分有必要，不僅能大大提升國民生活水平，而且對于我國電力的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃也具有較大的促進作用。

對于智能電網及新能源研究方面，研究工作主要集中在以下幾點。其一，新能源是一種范圍較廣和應用較廣泛的新型能源，針對電力通信技術應用智能電網提升新能源利用效率方面，科學界主要在細分新能源并網方面做了較為深入地研究，并對通信協議標準進行了統一規(guī)范，使得智能電網能夠依據實際情況自動調節(jié)功率和電壓等各種參數。其二，要想智能電網進行直接有效地轉化新能源，對新能源發(fā)電控制技術進行研究是必要環(huán)節(jié)，因此主要針對新能源發(fā)電的啟停機、有功功率調節(jié)、電壓電流穩(wěn)態(tài)控制以及低壓穿透等方面進行一定的技術創(chuàng)新，并結合網絡技術實現對智能電網的統一調配[8]。

5.2 配電方面

智能電網在配電方面具有較高的要求，首先是必須要以可靠靈活的電網網架結構為基礎，不然就無法充分發(fā)揮智能電網的功效。其次是以可靠的通信網絡為條件，只有比較可靠的通信網絡才能實現電網系統的電力智能分配，實現配電方面的高效化。最后在以上兩者的基礎上還需接入故障自處理功能，這種功能與智能電網有較佳的適應性，從而提高電力部門的電能質量[9]。

智能電網得益于現代技術的高速發(fā)展，在技術融合方面做的較好，如智能配電網技術與網絡通信技術和傳感測試技術等互相融合，令其配電效率得到了進一步提升，并隨著越來越多的相關技術進行融合，智能配電網在集成度、互動性以及自診斷能力方面會更加成熟和先進。

5.3 輸電方面

智能電網在輸電方面主要受到輸電線路的技術限制，而我國對輸電線路的優(yōu)化改善做出了較大的努力，其技術研發(fā)主要針對以下幾方面。其一是輸電能力拓展方面，通過采取科學合理的電力通信方案，并對電力通信網絡進行技術創(chuàng)新，從而保障不同單位和機構實現電力監(jiān)測信息的實時接入，完成電力數據信息統計，因此輸電能力的拓展主要就是體現在智能輸電的形式創(chuàng)新研發(fā)上。其二是狀態(tài)實時監(jiān)控方面，相關研究人員主要進行電力基本運行參數的信息收集、電力運行管理調控以及突發(fā)事故的應急處理等相關探討[10]。總之，只有不斷深度探索這兩個方面，智能電網才能徹底實現遠距離、大容量以及高效率的電能輸出，并在此基礎上完成國家對于電能的環(huán)保要求，實現電能的最優(yōu)配置和可持續(xù)化發(fā)展。

5.4 變電方面

智能變電站屬于智能電網中非常關鍵的一部分，在一定程度上決定了智能電網在變電領域的主要發(fā)展目標，從另一方面來說是智能電網的物理基礎，為智能電網提供精確而實時的數據，從而明確控制對象。總之，當前我國將電力通信技術應用在智能電網中，在變電方面的具體應用主要是在利用相關技術減少運營成本，提升電網運行的穩(wěn)定性。當前，我國的智能變電站不僅擁有了傳感器、信息通信控制模塊以及自動控制等單元，而且同時可以實現多種功能一體化，如全站檢測和自動糾錯等，這些功能都為我國居民的用電提供了較大的支撐。

6 結 論

電力通信技術在我國的發(fā)展十分迅速，但是發(fā)展速度過快就伴隨著理論技術根基不穩(wěn)和應用深度嚴重不足等問題。這些問題導致電力通信技術在智能電網中的應用受到較大的局限，無法真正的實現智能電網的全部優(yōu)勢。因此，本文在分析了新時代下智能電網對電力通信技術新要求基礎上，對當前智能電網的現狀做了闡釋，研究內容具有可借鑒的價值。