電力通信技術在智能電網的應用研究

吳奕鍇，姜黛琳，蔣瑩瑩

（國網上海市電力公司黨校培訓中心，上海 200438）

0 引 言

將電力信息與電力通信技術相融合，可以幫助電力企業擺脫傳統經營模式，提高電力系統穩定性[1]。因此，電力系統能否健康穩定運行關系到國家經濟是否健康發展。隨著社會的進步和科技的發展，電力系統慢慢開始使用了高級的傳感和測量技術、電力控制技術、電力設備及其配套設備。這些技術和設備可以提升我國電力系統使用過程中的安全程度，有利于加快我國智能電網的建設腳步。要想進一步發展電力通信技術，首先要做的就是將電力信息與電力通信技術進行有效融合[2]。

智能電網大大提高了電網系統的安全程度，這是因為其具有自我激勵、自我修復以及防御入侵的能力，同時還提供了多種形式的能源發電方式，緩解了國內的能源短缺情況。電力通信技術是實現電網市場運營、電網配電自動化以及電網升級管理的基礎技術，對推動電網智能化程度具有十分重大的作用。隨著我國電力領域技術的高速發展，電力通信技術將繼續更新，為智能電網的有效應用提供最佳條件。

智能電網就是一個自動化程度很高的供電系統[3]。從某種意義上說，對智能電網的進步與成長提出了較高的要求和標準。因此，電力通信技術在智能電網上的推廣，對國家發展和企業成長來說，有著愈發關鍵的意義。電力通信網絡可以真正確保國家電網系統的安全、供電的平穩和發電的穩定，讓智能電網有了較好的發展趨勢和發展基礎。

1 電力通信技術與智能電網概述

1.1 智能電網的概念

智能電網本質上是一個自動化供電網絡系統，具有很高的科技含量[4]。當前智能電網給人類的生產和生活帶來了很大的便利，已發展為人工智能領域比較經典的使用范例。通過正常采用計算機技術和人工智能技術可以智能監測和控制電力網絡的整個過程，包括了配電過程和用電過程。大多數電力公司已經開始在全電力系統推動智能化的轉型，這標志著智能電網在國內已經推廣應用于電力行業中。

智能電網的使用過程并不復雜，其系統布局具備科學性與規范性，在日常使用過程中需要更多的智能化因素參與。用模擬人類的思維方式提升智能電網的智能化水平，改進傳統電網在數據整理、分類、分析和處理等方面的不足，從而促進電力企業的長遠與健康發展。

智能電網在當前的應用是為了幫助電力在傳輸過程中得到更精準的電力信息，并對獲得的數據和信息進行系統化的整理與分析[5]。一是電力企業可以進一步改善自己的電力服務品質；二是電力企業可以精準地掌控和監督自身的電力系統，確保其正常運行。因此，智能電網對于國內能源資源短缺等方面有著關鍵的緩解作用。

1.2 電力通信技術的概念

電力系統與人們的日常生活有著密切的聯系，是現代化建設的重點內容[6]。在電力系統的組成中，電力通信是非常重要的部分，在電力傳輸和使用中都存在電力通信技術的運用[7]。作為我國國民經濟的重要產業，電力企業如果想做到長遠發展，就必須要適應現代化市場的需求[8]。與歐美國家相比，電力通信技術在我國的發展時間并不早。雖然當前的電力通信技術跟最早之前相比已經有了很大程度的提高和改進，但是隨著城市化程度的加深，社會經濟進一步發展，國內的電力企業數量越來越多，電力領域的競爭也越來越劇烈。在這樣的情況下，電力通信獲得了較好的發展機會，但電力通信技術卻無法滿足目前智能電網的發展情況。

智能電網的更新速度非常快速，但一些智能電網設備很難和目前的電力設備匹配，所以電力通信技術還存在非常大的成長空間，覆蓋面也很廣，是推動國家電力系統升級的重要力量。電力通信屬于電力系統的重要組成部分，如果對電力的管理與調配不能協調一致，那么就會對電力系統的正常運行產生不利影響。因為電力通信技術可以提升電力系統的自動化能力和運行效率，所以電力公司必須努力加強對電力通信技術的探索。

2 電力通信技術在智能電網中的應用概述

2.1 應用現狀

電力通信技術是智能電網中非常重要的組成成分，在確保智能電網平穩發展過程中起到了關鍵作用。但在電力通信的使用過程中，必須按照企業的真實需要來選擇適合自己的通信技術。智能電網的信息化程度比較高，電力通信的應用可以讓智能電網更加穩定和靈活。特別是在傳輸數據和收集數據方面，可以讓電力傳輸的時間變得更長。不過電力通信技術受到諸多因素的影響，在智能電網中的使用率還不高，跟智能電網最初設定的目標及運行標準還有一些距離，因此需要努力提高電力通信技術在智能電網的使用率。在電力通信系統的日常運行中，應改進技術和管理方面，努力提高電力通信系統運行的安全程度，保障信息傳輸的完整性、安全性以及準確性，防止病毒攻擊和犯罪分子的侵害，確保智能電網的平穩運行。

2.2 應用要求

2.2.1 提升智能電網的穩定性

電力通信技術可以進一步確保電力系統和通信網絡的穩定運行與安全運行，它已發展為智能電網很難缺少的重要成分。電力通信方式目前分為兩類，一類是電力線載波通信，它具備穩定的傳輸通道，優點是成本比較低；另一類是光纖通信，它使用光纖材質，而光纖的信息載體是光波。在日常運行過程中，信息從一開始就被轉成電信號，并被送到激光器上。利用激光器，電信號的頻率將發生改變。在電力系統的接收端，光信號被接收器慢慢轉換成電信號，并在修改后恢復原始信息。跟其他網絡不一樣的地方是，電力通信網絡具備靈活和可靠的優點，可以給電力系統帶來穩定的傳輸速率，確保電力系統穩定而安全地運行。此外，電力通信技術對于傳輸的數據需求很大，而數據的傳輸對于時間的要求很高。

2.2.2 提升智能電網的安全性

安全性是智能電網發展過程中最關鍵的因素。有關部門和企業要確保智能電網的健康發展，必須創造電力通信網絡的安全環境，追加資金的投入力度，進一步規劃電力通信網絡的安全和建設，保證國家智能電網可以在比較安全的環境中運行，防止不法人員的滲透，避免網絡病毒的入侵，確保電網網絡和信息的整體安全。

3 電力通信技術在智能電網中的具體應用

3.1 在發電過程中的具體應用

現階段，我國越來越重視對生態環境的保護，因此電力企業的工作重心逐漸由不可再生資源的利用向可再生的清潔能源轉化[9]。當前電子通信技術在智能電網的發電過程中主要用于新能源發電。新能源發電的使用非常重要，特別是在國內傳統資源非常緊張的狀況下，需要加強對新能源領域的利用與開發。隨著新能源的開發，可以進一步緩解國內能源比較緊張的情況。新能源發電需要依靠電子通信技術，讓新能源電力接入到國家電力網絡中。

電力通信技術在新能源發展和智能電網的對接過程中可以發揮重要作用。一是統一了電力通信接口的相關標準，對于新能源的開發入網有詳細的研發計劃，并調整了并網后的電力功率、電能質量、電能電壓等具體參數。二是開展新能源發電控制的技術研發，特別是關斷技術、啟動控制技術、控制功率技術，低電壓穿越技術、電壓控制技術等方面。新能源領域使用的電力通信技術除了在新能源領域有了非常重要的作用外，對于其他領域也可以起到非常關鍵的效果，推動了智能電網的發展。

3.2 在配電過程中的具體應用

配電系統是連接電力系統和用戶的重要環節，依靠配電系統電力企業可以向用戶輸送電力。當前智能電網在配電過程中已經廣泛應用了電子通信技術。配電系統能否穩定運行關系到供電系統的整體質量和運行狀況。智能配電網應用了先進的通信技術、電子技術、計算機技術，集中處理配電網中的不同信息和數據，包含了離線用戶數據、在線用戶數據、電力結構數據、配電數據和圖形信息數據等。電力企業對各類數據進行采集處理和傳輸處理，可以得到配電系統的運行數據，確保配電系統的平穩運行，給配電系統的智能化升級帶來了非常關鍵的技術支撐。

3.3 在變電過程中的具體應用

智能變電站是智能電網使用電子通信技術在變電過程中的具體應用，有利于智能電網的正常和健康運行。許多高級的智能設備開始在智能變電站中被使用，可以讓智能變電站運行更加安全和可靠，如智能高壓開關器、智能電子互感器以及智能電子變壓器等。在智能變電站終端的智能控制過程中，可以對各類數據和信息進行整理與分析。智能變壓器可以通過光纖通信連接電力控制系統，依靠傳感器來采集設備運行中的不同數據，包括電流數據、電壓數據等，然后通過電子通信系統把獲得數據傳遞到電力控制系統中。電力控制系統對得到的數據進行加工，得到變壓器設備的運行參數。如果變電設備運行中存在不正常的情況，那么控制系統會依據具體情況做出改變和調整，然后依靠電力通信系統給電力控制終端發出修改指令，控制終端根據收到的指令修改運行數據，進一步降低安全問題發生的概率。最終目的是為了提升智能變電站運行的安全性和穩定性，推動智能電網的健康發展。

3.4 在輸電過程中的具體應用

隨著國內企業和居民不斷增加的電力需求，智能電網的范圍和規模也隨之增長，建設特高壓骨干網可以推動大容量、長距離以及低損害的電力傳輸。通過智能電網可以實現電力資源的跨區域配置，促進國家電力輸送領域的調整和優化。智能電網能否平穩健康運行是關系到國家發展和經濟發展的大事，隨著智能電網覆蓋面的擴大與規模的提升，保障智能電網的安全顯得尤為重要[10]。在智能電網的電力傳輸方面，電力通信技術主要用于電力調度控制、電力數據傳輸、電力可視化監控、電力應急響應、電力安全預警以及電力傳輸監測等，通過分析采集的信息可以有效監控電力的系統狀況，一旦有異常問題發生可以依靠數據傳輸監控異常流量，進一步保證智能電網的安全運行和健康運行。

4 結 論

在智能電網的建設中，電力通信技術是非常關鍵的一項技術，直接關乎到智能電網的穩定運行，是實現電網市場運營、電網配電自動化和電網升級管理的基礎技術，對推動電網智能化程度具有十分重大的作用。本文分析了智能電網和電子通信技術的概念以及電力通信技術在智能電網中的具體應用，包括在智能電網發電過程中的應用、輸電過程中的應用、變電過程中的應用以及配電過程中的應用，有利于補充電子通信技術在智能電網應用的理論研究。