信息技術和云計算、大數據處理技術在電網中的運用

龍志國

（中國電信股份有限公司武漢分公司，湖北 武漢 430071）

0 引 言

電網智能化是時代發展的必然趨勢，與傳統電網相比，智能電網的優勢明顯，可以滿足人們的用電需求，使電力資源得到充分利用。相關人員要重視信息通信技術、云計算、大數據處理等技術的應用，適應智能電網的建設需要，不斷調整信息通信技術、云計算、大數據處理等技術的應用方式，加快智能電網的建設速度。

1 國家智能電網概述

智能電網是將智能技術引入電網建設，以通信網絡為基礎，借助傳感技術、云計算、信息網絡技術等創新電網的控制模式，并搭建決策支持系統，利用智能技術控制電網的運行狀態，穩定性更強，電網運行中發生故障的可能性小。智能電網結構如圖1 所示。自愈性、激勵性以及安全性是智能電網的主要特征。通過智能技術實時檢測電網的運行狀態，及時發現電網故障，并自動分析故障成因，由控制系統做出響應，及時處理電網故障，維持電網的最佳運行狀態，同時保護電網信息傳輸的安全性[1]。

圖1 智能電網結構

2 智能電網建設關鍵技術

2.1 信息處理和云計算技術

信息處理和云計算技術是智能電網建設的基本技術，用于管理和處理信息，在智能電網建設中發揮重要作用。其具體內容如下：一是空間信息技術，包括地理信息系統、定位系統、遙感技術、云計算以及大數據處理等，能夠整合地理信息、確定故障位置以及監控電網；二是云計算技術，數據處理能力極強，基于該技術建成云平臺，可同時處理海量數據，并保護數據安全；三是信息安全技術，加密處理智能電網傳輸的數據，防止傳輸的數據被篡改，抵御病毒入侵。

2.2 通信技術

智能電網建設應用了通信技術中的通信網絡，該網絡能夠滿足用戶的通信需要，借助光纖技術完成信息的采集，通過網絡向系統傳輸信息，以便利用信息技術處理收集的數據信息，確定智能電網的運行狀態。同時，通信技術可作為電網調度的通道，智能電網站點之間應設置2 條通信通道，其中一條是移動通信網絡，與電力專用網相互獨立，當專用網出現問題時，該通信通道不受影響，保證信息及時傳輸，從而維持智能電網穩定運行[2]。

3 智能電網中信息通信、云計算、大數據處理等技術的應用

3.1 電力調度

電力調度系統是智能電網的主要組成部分，將信息通信、云計算、大數據處理等技術用于該系統的建設，能夠使系統具備良好的性能，全面采集反映智能電網運行情況的信息，并保證采集的數據信息的真實性，從而為電力調度系統高效運行奠定基礎。為發揮電力調度系統應有作用，應增加信息通信、云計算、大數據處理等技術應用的資金投入，引進先進的技術，采購性能良好的通信設備，增強通信網絡的穩定性，擴充系統運行可用數據信息，方便調度系統做出準確判斷，制定科學的智能電網運行參數調整方案。

由于國外智能電網的建設時間長，技術體系更為成熟，可開展技術交流活動，與國外電力企業建立合作關系，將先進的信息通信、云計算、大數據處理等技術引入電力調度系統，從而優化電力調度系統的性能，使分析結果更加真實可靠，控制智能電網始終處于穩定運行狀態。相關企業需要加大信息通信、云計算、大數據處理等技術的管理力度，規范應用方式，同時相關人員需要依據電力調度需求，正確應用這些技術。

3.2 智能光纖通信網

將信息通信、云計算、大數據處理等技術與智能光纖技術結合，能夠改變智能電網的信息采集方式，強化系統的信息采集能力。智能光纖通信網的信息傳輸量明顯高于傳統通信方式，能夠收集智能電網各處數據信息，且信息傳輸速度快，同時信息的時效性不會受到影響。智能光纖通信結構如圖2 所示。

圖2 智能光纖通信網絡結構

隨著社會的發展，智能電網覆蓋面積逐漸擴大，需要傳輸的數據信息量大，原有信息傳輸方式不再適用。該背景下，應用信息通信、云計算、大數據處理等技術，建設智能光纖通信網絡，通過無線網絡將信息傳輸至智能終端，可解決該問題。智能光纖通信網絡由待測光纖、光纖連接裝置、測試線連接裝置、光纖檢測儀、芯片以及Wi-Fi 等模塊共同組成，各模塊在通信網絡發揮的作用不同，該通信網路的傳輸能力更符合智能電網建設需要。智能光纖通信網的特點是能夠動態分配網絡帶寬且傳輸容量大。為突出該技術的應用優勢，相關人員需要結合智能電網的建設目標，確定智能光纖通信網的覆蓋范圍，制定科學的通信網建設方案。

3.3 輸電工程

智能電網運行中，輸電工程是最后一環。由于電網用戶較多，用電需求也各有不同，電網的用戶呈現多元化特征。傳統的輸電模式不關注用戶的多元化需求，導致輸送的電能被浪費。在輸電工程應用信息通信、云計算、大數據處理等技術，能夠進一步提高智能電網的建設水平，采集用戶的用電信息，分析用戶的用電習慣與用電量。同時，將該信息反饋給智能電網，實時展現電網的輸電情況，判斷輸電工程的運行方式是否合理。依據不同用戶的用電習慣，動態調整輸電方案，滿足用戶用電需求的同時，避免輸送的電能被浪費。

信息通信、云計算、大數據處理等技術的應用，能夠替代人力完成數據信息的采集與計算，得出準確的分析結果。國家智能電網的控制系統依據數據信息處理結果，充分利用采集的數據信息并做出響應，適當調整電網的運行方式，優化輸電方案，保證電能輸送穩定，從而保護電力用戶的人身安全[3-5]。

3.4 配電工程

將信息通信技術、云計算、大數據處理等技術用于配電工程故障識別，能夠自動檢測電網的運行狀態，根據運行信息，發現電網存在的故障，并采取針對性措施處理故障，將故障的影響降至最低，同時增強電網的兼容性，確保電網穩定運行。

要加強配網工程基礎設施建設。配網工程基礎設施作為信息通信、云計算、大數據處理等技術的應用基礎，能夠賦予配電工程以更強的供電能力。當智能電網出現嚴重故障時，借助信息通信、云計算、大數據處理等技術維持供電，減小電網故障的不良影響，并深入開發采集數據的利用價值，判斷采集信息是否存在異常。最后，基于數據分析結果，評估智能電網的運行狀態，發現電網運行潛在故障，探究潛在安全隱患的成因，自動采取措施阻止故障發生。智能配電網自愈控制體系如圖3 所示。

圖3 智能配電網自愈控制體系

電網故障發生后，通過信息通信技術、云計算、大數據處理等技術，可以快速采集有關數據，調用故障診斷功能，通過全球定位系統（Global Positioning System，GPS）和地理信息系統（Geographic Information System，GIS）技術確定故障位置，實施故障修復。該過程無須人力參與故障的診斷與處理，從而降低了維護難度。

3.5 變電工程

幫助用戶獲取電網信號是變電工程的主要作用。信息通信、云計算、大數據處理等技術的應用，有助于電網掌握并管理電網信號，凸顯變電工程在智能電網中的作用，提升智能電網的建設水平。將信息通信、云計算、大數據處理等技術用于數據檢測，能夠改變數據的獲取、傳輸與分析方式，并分析數據的內在關系，從而開發數據信息的潛在利用價值。智能電網建設人員需要掌握該技術的應用要點，科學設計數據檢測算法，檢驗采集數據的真偽，精準識別電信號。

完善變電工程基礎設置，基于信息通信技術、云計算、大數據處理等技術，加強通信網絡建設。以通信網絡為信息傳輸渠道，將采集的數據輸送至電網控制系統，控制系統接收數據后做出響應，并向變電工程發出指令，由通信網絡傳輸指令。變電工程有關設備接收指令后執行指令，調整變電設備的運行狀態，縮短指令的傳輸時間，迅速調整變電設備運行參數，發揮變電工程在國家智能電網的應有作用。

4 結 論

文章研究了信息通信技術、云計算、大數據處理等技術在智能電網建設中的應用，不僅能夠創新電網的通信方式，而且可以提升智能電網的自動化水平。相關人員需要關注最新技術研究成果，學習并創新先進的信息通信、云計算、大數據處理等技術的應用方式，從而解決建成智能電網存在的問題。