智能電網(wǎng)時(shí)代電力信息通信技術(shù)的應(yīng)用

陶玉剛 葛文偉

（中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二二研究所 湖北省武漢市 430205）

1 引言

隨著我國(guó)的特色社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，促進(jìn)了我國(guó)電力行業(yè)的不斷進(jìn)步，使得傳統(tǒng)的有線(xiàn)電信通訊技術(shù)改變成無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)與智能光纖。目前對(duì)我國(guó)智能光伏電網(wǎng)的基礎(chǔ)建設(shè)依舊在持續(xù)實(shí)施，一直在不斷做出改進(jìn)與優(yōu)化。電力電網(wǎng)信息化和通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在加速建設(shè)我國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)過(guò)程中已經(jīng)占據(jù)了十分重要的地位。

2 智能電網(wǎng)的概念及特點(diǎn)

智能電網(wǎng)主要是通過(guò)融合當(dāng)今社會(huì)不斷發(fā)展的最新信息科技，來(lái)不斷對(duì)智能電網(wǎng)的改造升級(jí)，賦予智能電網(wǎng)更加高效安全的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理能力，滿(mǎn)足人們的日常生活以及電網(wǎng)工業(yè)的持續(xù)發(fā)展需要提供更大的經(jīng)濟(jì)幫助和技術(shù)支持。智能電網(wǎng)發(fā)展包括多個(gè)關(guān)鍵方面，對(duì)于每個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)均需要進(jìn)行相互溝通從而共同促進(jìn)發(fā)展。通常而言，智能化的電網(wǎng)已經(jīng)具有以下幾個(gè)特征：

（1）在中國(guó)電網(wǎng)中已經(jīng)能夠同時(shí)起到業(yè)務(wù)監(jiān)控和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的重要功能，能夠有效避免由于人為因素或自然條件因素可能產(chǎn)生的小面積上網(wǎng)停電停水現(xiàn)象，對(duì)于可能出現(xiàn)的用電故障，能夠及時(shí)進(jìn)行自我保護(hù)檢測(cè)，并及時(shí)嘗試自動(dòng)進(jìn)行恢復(fù)；

（2）由于智能化的電網(wǎng)對(duì)于不同的用電需求能夠提供更多的服務(wù)選擇以及模式來(lái)及時(shí)滿(mǎn)足客戶(hù)用電的不同需要，能夠及時(shí)形成更多定制化和個(gè)性化的用電服務(wù)；

（3）由于在上網(wǎng)發(fā)電服務(wù)環(huán)節(jié)已經(jīng)是完全有別于風(fēng)力、水力、火力等多種智能發(fā)電服務(wù)模式，而對(duì)每一種發(fā)電模式的上網(wǎng)電力系統(tǒng)能夠及時(shí)做到智能的整合，使電網(wǎng)供電效率大大提高；

（4）還具有豐富的技術(shù)升級(jí)和智能拓展空間，能夠更好的兼容中國(guó)電網(wǎng)的各種通信協(xié)議以及網(wǎng)絡(luò)接口，為日后的中國(guó)電網(wǎng)智能升級(jí)和電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺(tái)的接入提供更多的技術(shù)支持。

3 電力信息通信技術(shù)的應(yīng)用原則

從客觀的角度進(jìn)行分析，電力企業(yè)信息化和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有效執(zhí)行，雖然符合智能電網(wǎng)的發(fā)展要求，但是在具體的技術(shù)操作層面上，還是要結(jié)合相關(guān)的原則來(lái)落實(shí)，不可能完全按照單一的想法和極端的策略來(lái)實(shí)施，這樣不僅無(wú)法得到預(yù)期效果，還有很大概率造成嚴(yán)重的損失。結(jié)合以往的電力工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)下的實(shí)際工作標(biāo)準(zhǔn)，掌握電力工業(yè)信息化和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用基本原則，其主要特點(diǎn)是具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)主要方面：第一，技術(shù)方案的創(chuàng)建、擬定過(guò)程中，必須深入考慮到區(qū)域性電網(wǎng)的發(fā)展水平，而且在電網(wǎng)的可靠性方面做出評(píng)估分析，觀察技術(shù)的具體融合點(diǎn)和發(fā)展走向，要對(duì)前期、中期、后期工作的執(zhí)行，有正確的判定，減少極端措施所造成的惡劣后果，維持智能電網(wǎng)的高度穩(wěn)定。第二，電力信息通信技術(shù)的長(zhǎng)久運(yùn)用，必須在各類(lèi)信息反饋方面不斷的增加，總是按照固定的內(nèi)容和方法來(lái)落實(shí)，必定會(huì)陷入到技術(shù)的困境當(dāng)中，從而造成很多的隱患。

4 電力信息網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的現(xiàn)狀

4.1 企業(yè)專(zhuān)業(yè)人才的流失

電力工程信息化與通信工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)發(fā)展過(guò)程中，教育教學(xué)理念相對(duì)落后，專(zhuān)業(yè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容相對(duì)明顯匱乏與空洞，對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)點(diǎn)的更新需求速度明顯緩慢,最終直接造成了高校電力通信技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才綜合實(shí)際操作應(yīng)用能力有限。另外，很多的企業(yè)高端技術(shù)人才是在就業(yè)方向選擇上，通常企業(yè)會(huì)直接選擇畢業(yè)去一些科研機(jī)構(gòu)，進(jìn)入電力企業(yè)從事一線(xiàn)科研工作的高端人才比較少，導(dǎo)致很多電力企業(yè)在從事智能水力電網(wǎng)的研發(fā)建設(shè)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中往往缺乏一批高端的工程技術(shù)管理人才。

4.2 通信運(yùn)行系統(tǒng)的融合性達(dá)不到要求

目前，在電力通信信息運(yùn)行系統(tǒng)中仍然存在資源集成效率差的問(wèn)題。換句話(huà)說(shuō)，運(yùn)行模式與通信通道管理不匹配。在電力通信信息系統(tǒng)的實(shí)際實(shí)施中，針對(duì)不同的電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)建立了不同的網(wǎng)絡(luò)模塊，不同的電力設(shè)備也采用了不同的通信技術(shù)。但是，在運(yùn)行工作中，運(yùn)行模式相對(duì)單一，缺乏獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)模塊和通信技術(shù)的特定運(yùn)行模式，導(dǎo)致電力通信信息系統(tǒng)的運(yùn)行效率較差。

4.3 網(wǎng)絡(luò)的整體建設(shè)發(fā)展不均衡

目前，我國(guó)仍是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平和基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展有很大差異，導(dǎo)致各地區(qū)電力開(kāi)發(fā)建設(shè)存在很大差異。經(jīng)濟(jì)實(shí)力強(qiáng)的國(guó)家可以在電力建設(shè)過(guò)程中調(diào)動(dòng)充足的資金，選擇好的施工材料，保證電網(wǎng)在基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行中非常穩(wěn)定。經(jīng)濟(jì)實(shí)力較弱、發(fā)展相對(duì)落后的國(guó)家，電力建設(shè)的資金和技術(shù)有限，無(wú)法選擇理想的建筑材料。在測(cè)試基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，很容易出現(xiàn)電網(wǎng)不穩(wěn)定的情況。不同的地區(qū)在技術(shù)和設(shè)施上是不同的。電力信息通信在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)全覆蓋的道路上遇到了巨大的阻力，最終將嚴(yán)重影響整個(gè)電力行業(yè)的發(fā)展。

4.4 對(duì)通信的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)管理過(guò)于繁瑣

通常，在電力企業(yè)把電力信息的通信系統(tǒng)劃分成多個(gè)等級(jí)，具體分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)，這類(lèi)信息通信的系統(tǒng)在外表上劃分比較明確，但真正的管控工作卻被很多因素制約，例如：變電站數(shù)量增加、管理環(huán)節(jié)待改良、新舊網(wǎng)絡(luò)之間的更替，無(wú)法跟緊管理模式，而且最重要的因素就是網(wǎng)絡(luò)的通信架構(gòu)優(yōu)化工作被阻礙，造成最后的管控工作過(guò)于繁瑣。

5 電力信息通信技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的實(shí)際應(yīng)用

5.1 基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)

一般來(lái)說(shuō)通信運(yùn)營(yíng)平臺(tái)在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中，所需要支持的營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)主要類(lèi)型就是通信自動(dòng)化業(yè)務(wù)類(lèi)型與其他電信行業(yè)信息數(shù)據(jù)采集類(lèi)的營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)類(lèi)型。在建設(shè)相關(guān)的輸變電網(wǎng)和自動(dòng)化信息通信系統(tǒng)過(guò)程中，需要同時(shí)傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)量和信息量很大，對(duì)相關(guān)信息數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)工作的信息可靠性和安全性等都提出了很高的要求。因此，在實(shí)際通信運(yùn)營(yíng)期間，應(yīng)該嚴(yán)格確保通信主控臺(tái)和通信數(shù)據(jù)中心各種重要數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息的實(shí)時(shí)傳輸連接數(shù)量。由于基礎(chǔ)配電通信信息網(wǎng)絡(luò)位于系統(tǒng)之內(nèi)，具備多層布局密的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，覆蓋面很廣，為有效地提升我國(guó)基礎(chǔ)配電通信信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理水平，可以考慮使用光纖載波通信技術(shù)、寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)與通用光纖無(wú)線(xiàn)技術(shù)結(jié)合進(jìn)行信號(hào)處理。目前在我國(guó)基礎(chǔ)光纖通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)運(yùn)營(yíng)的建設(shè)過(guò)程中，采用新型光纖通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),損耗和功率較低，具有良好的網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力，成本低，優(yōu)勢(shì)十分明顯。此外，在我國(guó)網(wǎng)絡(luò)管理運(yùn)營(yíng)期間還要求可以充分使用寬帶無(wú)線(xiàn)通信接入技術(shù)，保證我國(guó)寬帶無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入通信技術(shù)的性能，并在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程中，篩選最佳的網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)管理措施與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決方式，從而有效地提升各運(yùn)營(yíng)方面的網(wǎng)絡(luò)工作管理質(zhì)量與服務(wù)水平。

5.2 在配電過(guò)程中的使用

電力系統(tǒng)信息化和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在進(jìn)行電力配電的過(guò)程中也被大規(guī)模的使用，不僅可以使得我國(guó)電力安全得到保障，還可以在一定程度上直接實(shí)現(xiàn)我國(guó)電力系統(tǒng)智能化，以此方式來(lái)不斷使得我國(guó)智能電網(wǎng)的安全高效的質(zhì)量服務(wù)得到保障。在電力配電運(yùn)輸過(guò)程中人在使用該安全技術(shù)后就可以有效的找出各種電力安全問(wèn)題并且及時(shí)對(duì)其進(jìn)行應(yīng)急處理，以此方式來(lái)不斷使得我國(guó)用電安全性有所提高。所以說(shuō)在智能動(dòng)力電網(wǎng)信息時(shí)代下的電力網(wǎng)絡(luò)信息無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用在如今的電力信息網(wǎng)絡(luò)通訊中非常重要。

5.3 發(fā)電領(lǐng)域中的應(yīng)用

發(fā)電部分是保證電網(wǎng)電源持續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保障，也是電網(wǎng)后續(xù)發(fā)電傳輸給交變電和電網(wǎng)用戶(hù)持續(xù)使用的重要?jiǎng)恿υ慈Ｒ胝嬲岆娏Πl(fā)電管理過(guò)程更加智能化，必須完善電力發(fā)電管理過(guò)程的相關(guān)電力管理信息以及通信管理工作。而要是設(shè)想能夠讓電力發(fā)電管理過(guò)程中的電力管理信息網(wǎng)絡(luò)通信更加完善，必須在發(fā)電管理過(guò)程中不斷的采用更加先進(jìn)電力網(wǎng)絡(luò)通信管理技術(shù)，這樣就需要運(yùn)用先進(jìn)的電力通信管理技術(shù)對(duì)整個(gè)國(guó)家電網(wǎng)電力發(fā)電管理過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，另外還要在電網(wǎng)發(fā)電管理過(guò)程中積極開(kāi)展先進(jìn)新能源電網(wǎng)接入管理工作。在電網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行過(guò)程中可以采集各類(lèi)電網(wǎng)數(shù)據(jù)運(yùn)行參數(shù)，并將這些參數(shù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信控制技術(shù)，讓電網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行過(guò)程更加安全智能化，有效幫助我國(guó)電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)智能化快速發(fā)展。與此同時(shí)，針對(duì)風(fēng)力發(fā)電而言，更迫切的就是用戶(hù)實(shí)際用電量及需求的價(jià)格波動(dòng)變化情況，通過(guò)更加深入智能化的技術(shù)分析客戶(hù)用電量以及需求波動(dòng)變化，從而提供更優(yōu)質(zhì)的智能電力管理服務(wù)。

5.4 在新能源領(lǐng)域中的應(yīng)用

建設(shè)一個(gè)智能化的電網(wǎng)研究過(guò)程中，要充分利用一些新型的現(xiàn)代能源技術(shù)，對(duì)可再生電網(wǎng)能源種類(lèi)進(jìn)行合理劃分，最大化地幫助實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)能源合理配置，這樣才能真正讓我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到一定的保障。在傳統(tǒng)的電力行業(yè)運(yùn)作中是由于使用一種不可再生能源，我國(guó)雖然占有國(guó)土面積大，但是由于我國(guó)的各種不可利用再生能源相對(duì)比較嚴(yán)重缺乏，不能完全滿(mǎn)足其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際需求，因此必須要積極開(kāi)發(fā)并推廣應(yīng)用一種可靠和持續(xù)的再生能源。為了實(shí)現(xiàn)能夠自動(dòng)讓新一代能源順利融入到我國(guó)智能動(dòng)力電網(wǎng)中，必須要建設(shè)一個(gè)能夠與我國(guó)智能電網(wǎng)互相對(duì)應(yīng)的通信技術(shù)接口，讓這些新能源通信技術(shù)順利融入運(yùn)用到智能電力系統(tǒng)中，建設(shè)完善的新一代能源管理服務(wù)體系。

5.5 精準(zhǔn)負(fù)荷控制

在進(jìn)行電力負(fù)荷控制的過(guò)程中，需要事先準(zhǔn)確設(shè)定電網(wǎng)所能承受的電力負(fù)荷。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生超負(fù)荷時(shí)，可借助報(bào)警裝置自動(dòng)跳閘，從而對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行保護(hù)，是電網(wǎng)系統(tǒng)管理的重要方式。在傳統(tǒng)的電網(wǎng)管理過(guò)程中，由于信息通信效率低，一旦發(fā)現(xiàn)用電負(fù)荷超標(biāo)，就需要切斷整個(gè)配電線(xiàn)路，嚴(yán)重影響用戶(hù)的正常生活。隨著電力企業(yè)對(duì)用電負(fù)荷的精確控制越來(lái)越準(zhǔn)確，用戶(hù)可以避免過(guò)負(fù)荷用電的影響。在精確的負(fù)荷控制作用下，當(dāng)發(fā)生過(guò)載時(shí)，可通過(guò)及時(shí)切斷充電樁或不連續(xù)供電來(lái)降低充電量，從而有效降低因電力負(fù)荷過(guò)大造成的損失。在正常情況下，信息通信技術(shù)可以有效地幫助企業(yè)快速發(fā)現(xiàn)故障源，使電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。借助信息通信技術(shù)，用戶(hù)可以有效地控制電網(wǎng)的超負(fù)荷運(yùn)行，從而穩(wěn)定電網(wǎng)系統(tǒng)的工作，將運(yùn)行過(guò)程中的負(fù)荷降到最低。因此，精準(zhǔn)負(fù)荷控制技術(shù)對(duì)于我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展有著重要的促進(jìn)作用。

5.6 在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

電力工程信息化和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在基于智能動(dòng)力電網(wǎng)光纖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的綜合應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)重要方面：一個(gè)就是基于智能電網(wǎng)光纖的綜合應(yīng)用。新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)環(huán)境下，社會(huì)對(duì)于上網(wǎng)電能的需求不斷提高，網(wǎng)絡(luò)信息資訊的數(shù)據(jù)量飛速增長(zhǎng)，也必然使得光纖SDH 組網(wǎng)技術(shù)暴露出很多不足，對(duì)此，相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員就此開(kāi)展了深入研究，以我國(guó)傳統(tǒng)光纖電網(wǎng)信息通信技術(shù)為理論基礎(chǔ)，推動(dòng)了光數(shù)據(jù)傳輸通信技術(shù)和電力網(wǎng)絡(luò)通信智能化組網(wǎng)技術(shù)的有機(jī)融合，打造出了全新的電力光纖電網(wǎng)信息通信技術(shù)，其對(duì)于我國(guó)電力電網(wǎng)信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展而言，有著里程碑式的意義；二是電力通信的介入。對(duì)于多數(shù)大型智能智力電網(wǎng)而言，其必須能夠延伸到電力客戶(hù)應(yīng)用終端并且能夠最大限度滿(mǎn)足不同電力客戶(hù)的不同用電需求。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，國(guó)家電網(wǎng)安全是支撐其正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要基石，因此不斷提高國(guó)家電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理能力和優(yōu)化國(guó)家電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)通訊安全管理，對(duì)于提高國(guó)家電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性都具有很大的幫助。應(yīng)用電子通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠幫助我國(guó)電網(wǎng)更加的智能化，能夠更好的適應(yīng)未來(lái)我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的實(shí)際需要。