智能電網時代電力信息通信技術的應用

王志娟

（國網上海市電力公司信息通信公司，上海 200072）

0 引 言

目前，我國已經逐步進入智能電網的新時代，而電力信息通信技術在很多方面都起到一定作用，它具有覆蓋范圍廣、形式多樣等特點，并且在智能電力系統自動化建設方面的應用越來越多。智能電網在電力系統運行中，不但可以顯著地提高通信效率，而且能提高供電的穩定性。但是，在智能電網中，電力信息通信技術是不可或缺的一環，它可以將信息傳送、互動和感知變成一種可能，因此要想成功地實現智能電網的目標，就需要不斷地提高電力信息通信技術水平。目前，社會中的每個用電環節都需要與智能化相結合，傳統的電力信息通信技術已經很難達到這樣的要求。因此，只有在持續發展的電力信息通信技術的基礎上，將其與智能電網相結合，才能滿足社會用電需求。

1 智能電網時代電力信息通信技術的相關概述

1.1 智能電網與電力信息通信技術的概述

智能電網主要包括變電、輸電和用電等方面的詳細信息。在智能電網向智能化方向發展的同時，要考慮到網絡的安全問題。在智能電網的運行過程中，電網數據是最基本的信息，它可以對電網的動態進行實時監控[1]。安全運輸是電力系統發展不可或缺的一部分，也是電力系統的核心和基礎。在對每個步驟進行監控的過程中，電力信息主要是對發電、輸電以及用電的數據進行更深層次的管理和利用，因此電力信息通信技術在智能電網運行中發揮著重要的作用。

1.2 智能電網時代電力信息通信技術的特點

通過當前的發展狀況可以看出，廣泛應用通信技術和無線技術能夠進一步加強電網各部門之間的有效溝通，從而滿足人們的生產生活需求。與傳統電網比較，智能電網擁有著比較大的優點和特點，同時可以在許多方面得到直觀的反映，主要將其歸納為如下幾點，并對其進行詳細的分析。第一，高兼容性。合理運用電力信息通信技術，是實現智能電網穩定運行的必要條件，可以看作主流網絡信息技術的一個融合體，在實際應用中，該協議具有很高的兼容性，可以同時滿足各種信息技術對其的需求，從而促進電網的利用和系統的檢查方式的多元化，保障智能電網的有效運行。第二，強感知力。電力信息通信技術所具有的強大的信息分析處理能力，可以實現對電力系統內部運行狀態的預測評估，還可以在緊急情況下，及時處理問題。當感知系統發生異常時，電力信息通信技術可以自動啟動相應的應急程序，對異常情況做出科學的判斷，同時啟動隔離程序，并向工作人員發出報警信息，讓技術維修部門的技術人員及時處理異常情況，從而確保電力系統的穩定與安全。

2 智能電網時代電力信息通信技術的應用原則

智能電網時代電力信息通信技術與智能電網的發展需求相一致，但在具體的技術操作方面，需要與有關的原理相結合。結合過去的電力工作實踐經驗和工作規范，把握信息化和通信技術的實際應用基本原理，其主要特征如下：第一，在制定技術方案時，要充分考慮當地的電網發展情況，并對電網的可靠性進行評價，要注意技術的具體融合點和發展趨勢，認真完成前、中、后期工作，具有良好的決策能力，能夠將不良影響降到最低，保持智能電網的高穩定性[2]；第二，長期使用的電力信息通信技術，需要建立在各種信息的反饋上，如果是一成不變的執行方式，必然會出現技術上的困難，帶來諸多的安全隱患。

3 智能電網時代電力信息通信技術的應用現狀

3.1 通信運行系統的融合性達不到要求

目前，在我國的電力行業中，各種因素的影響，導致資源整合的效率不高。換而言之，操作方式和通信管理不相適應。在具體的應用過程中，需要根據不同的電力生產過程，設置相應的網絡模塊，對不同的電力設備，需要使用不同的通信技術。然而，在實際操作過程中，由于操作方式比較簡單，缺少具有特殊功能的網絡模塊和通信技術，導致整個電力通信信息系統的操作效率不高。

3.2 企業專業人才的流失

在培養和發展電力工程信息化與通信工程技術專業的人才時，其教育和教學觀念比較滯后。專業知識點的內容比較缺乏，專業知識點的更新速度較慢，導致電力信息通信技術專業人才綜合實際操作應用能力較低。此外，在電力企業中從事第一線的研究工作中，缺少一批高級的工程技術管理人才進行智能電網的研發、建設、運營。

3.3 網絡的整體建設發展不均衡

由于我國不同區域之間經濟發展、基礎設施等方面的差距較大，造成不同區域之間的電業發展不平衡，各區域的科技與設備各不相同。經濟實力強大的區域能夠在電力建設中調用足夠的資金，選用好的建筑材料，確保電網的穩定運行[3]。一些經濟實力較弱、發展較慢的區域，在能源、資源等方面存在著技術上的局限性，不能進行合適的選材，在對基礎結構進行測試時，經常會發現電網的不穩定。隨著電網技術的不斷發展，電網信息通信面臨著越來越多的挑戰，對電網的整體發展產生影響。

4 智能電網時代電力信息通信技術分析

4.1 載波技術

載波是最基本的一種通信技術，其利用已有的調制信號進行通信。因此，可以選擇將電力信息轉換成載波進行通信。載波信號能夠依賴于電網，在不同的載波帶中傳輸數據信息。載波技術比較簡單，但缺陷較明顯，載波在傳輸過程中極易受電磁干擾等多種因素的影響，這將對信號的品質造成直接的影響，從而對電力系統的安全穩定造成威脅。載波技術在進行信息通信時，存在著信號損耗大、噪音大、通信帶寬窄等問題，很難滿足更高頻率通信的要求。因此，在電力信息通信技術的不斷發展過程中，越來越多的新型通信方式取代載波通信方式。

4.2 無線技術

無線技術在原有有線技術的基礎上進行改進，是一種可以減少智能電網對信息通信線路依賴的新技術。無線技術拓展智能電網中的信息傳遞通道，使其可以在無線終端的支撐下實現各類電能數據的收集與傳送。在智能電網中，可以添加傳感器設備和無線信號接收設備等，從而在智能電網各個模塊中形成無線關聯路徑。智能電網中，無線傳感器可以根據感知函數獲得電能，并通過無線通道進行傳輸。無線技術的最大優點便是無需鋪設電纜，這不但可以節省電費，還可以減少電纜鋪設對周邊環境的干擾。然而，使用無線技術時，需要考慮感知設備和接收設備的表現。在無線傳送的過程中，需要保證信號質量，以防止信號受到干擾。

4.3 光纖技術

在當前的電力通信中，以光纖技術為核心的通信技術已經得到廣泛的應用。光纖技術主要依靠光纖電纜實現。在電網的實際操作中，光纖電纜的敷設是首先考慮的問題。在光纜基礎設施的建造上，光纖電纜和附屬設備通常采用高架的形式建造。在實現光纖技術的過程中，架空電纜要建立起與智能電網建設相適應的支撐結構，并與電纜、附件等相結合，為光纖信息通信建立起一種傳輸介質。在光纖電纜施工上，也得到持續的優化與改進，由自乘纜線轉變為復合型光纖電纜。同時，根據電網的運行特點，采用光纖技術，還可以根據電網的運行狀況，構建主通道、副通道等多種層次的光纖通道[4]。智能電網可以根據電力系統的運行狀況，對輸配電過程中的數據展開優先次序的判斷，并對其進行路徑分配。在此基礎上，將緊急信息和重要信息智能地納入主路徑，而將其他信息納入次要路徑，從而提升電網的智能運行效果。

4.4 移動技術

近年來，移動通信技術的迅速發展，為智能電網的管理帶來新的挑戰。移動技術改變傳統的固定線路空間，突破空間的局限，提高電力信息通信的靈活性。隨著4G 向5G 方向的快速發展，智能電網的通信服務水平將得到明顯提升。在智能電網的建設過程中，移動技術為其提供強大的支撐。例如，為了滿足大規模的輸配電要求，變電站都要進行網點布局，導致在用電不多的地區也要建立變電站，從而導致大量的電力資源被浪費。在此基礎上，利用移動技術，僅需建設少量的骨干基站，即可實現對電網的通信需求，使電網的運行更加高效。

5 智能電網時代電力信息通信技術的應用途徑

5.1 基礎通信系統的運營

在相關的輸變電網和自動化信息通信系統的建設中，需要同時傳輸的信息和數據的量很大，這就對有關的信息數據傳輸系統工作的信息的可靠性和安全性等方面提出了很高的要求。因此，在實際的通信操作過程中，需要保證通信主控臺和通信數據中心的各種重要數據的實時傳輸效果?；九潆娡ㄐ判畔⒕W絡處于系統內部，具有多層、密集的網絡特征，其覆蓋范圍非常廣泛[5]。為提高我國基礎配電通信信息系統的網絡管理水平，在信號處理上，可考慮采用光導載波通信技術、寬頻帶無線電通信技術、一般的光導無線電通信技術并進行結合。目前，在國內的基礎光纖通信網絡系統的開發和運營的建設中，使用一種新型的光纖通信網絡系統，它的損耗和功率都比較低，并且具備很好的網絡抗干擾能力，有著非常顯著的優勢。

5.2 在發電方面的應用

在智能電網發電的過程中，要以電力信息通信技術為基礎，將電力需求狀況轉換為數據信息，并根據智能電網的判斷，對發電量進行控制。利用信息通信技術，可以在智能電網中，將發電與用電之間的信息互動介質構建起來，更好地協調發電與用電之間的關系，不僅能防止因發電量低而造成的停電現象出現，還能防止因發電量過大而造成的電力資源的浪費。在電網的運行過程中，要以實際情況為基礎，對各個參數進行調節，在調節參數時，系統要以信息通信反饋為基礎，對其展開分析和計算，最后得到準確、可靠的結論，然后系統可以根據這個結論來調整參數的數值，以保證智能電網的運行過程與需求相一致。

5.3 在用電方面的應用

用電環節是智能電網運行的重要組成部分，在用電環節要積極運用信息通信技術，高效地收集并分析電力用戶的狀況。電力用戶的數量較多，在對電力用戶的實際用電狀況進行收集的過程中，會生成很多的數據，因此如何將海量的數據實時地傳送給智能電網，實現對電力供應的大規模、高質量、高可靠性的電力供應，是亟待解決的問題。在此基礎上，通過分析智能電網，用戶能夠更好地與電能實現互動，從而提高智能電網提供的優質服務。

5.4 在配電方面的應用

在配電網中應用電力信息通信技術，主要是實現對配電網的靈活運行。在電網供電中，配電網是影響用戶最終用電的一個關鍵因素，只有通過配電網才能得到有效的供電，從而滿足用戶的多種用電需求[6]。在智能電網的配電系統中，要充分了解電網的類型、用電量以及配電系統的分布，而這一切的實現都離不開信息通信技術。在智能電網的配電系統中，要充分了解電網的類型、用電量以及配電系統的分布，而這一切的實現都離不開信息通信技術。在智能電網中，利用信息通信端口和線路的接入，以智能元件為基礎，完成電網運行中的配電功能的集成、交互等，對于拓展配電網，提高電力分配效率十分重要。

6 結 論

電力信息通信技術將成為國家電網未來發展的一個重要方向，對其在智能電網中的應用進行深入的研究，有著重要的實際意義。在智能電網下，電力信息通信技術不但用自動化和信息化來彌補傳統意義上的電網不足之處，還可以更好地提高傳輸數據的高效性和準確性，有效節省人力、物力資源，從而提高生產效率。因此，需要在電力信息通信技術的層次上進行深入的研究，力爭在智能電網的應用上取得更大的突破，從而推動國家在智能電網方面的高效穩定發展。