電力通信技術在智能電網中的應用分析

馬宏輝

國網江蘇省電力有限公司宿遷供電分公司 江蘇 宿遷 223800

引言

智能化電網的存在不僅降低了因手抄電表所造成的人力損耗，更為居民提供了更多的便捷，而這些主要依靠于智能化電網的重要組成部分（即電力通信、電力控制、調度自動化）在發電、變電、送電及配電等環節的相互協同調度，其中電力通信更是在維持和保護電網穩定性上發揮著不可或缺的作用。基于上述分析和現實情況，智能化電網憑借著自身優勢深得民心，因此，電網企業要想發展迅猛，只能促進電網系統向著科學化、現代化、智能化方向更新，而加大對其的關注力度，轉變傳統的建設方案、合理應用通信技術更是必然趨勢[1]。

1 智能電網運行現狀

造成系統出現故障的因素有很多，目前來看，部分電力系統仍然應用老式繼電器，這種繼電器存在很多弊端，其保護設備的反應速度非常慢，難以對動作可靠性加以保障，無法達到提供快速保護的標準，若電力系統的故障嚴重，極易擴散故障范圍，造成嚴重后果。此外，電網系統配電自動化終端也容易出現一些故障，如接線錯誤、上下線不穩定或離線等狀況，導致配電自動化終端無法正常進行在線工作，對主站故障識別造成嚴重影響。電力系統電網故障處理中，配電自動化所發出的通信信號，會對配電自動化與繼電保護配合產生直接影響，也是造成兩者配合不和諧的主要原因之一。例如：光纖受外力破壞斷掉、無線模塊受損、無線信號差和光纖接線不穩定等。因此，要基于配電自動化與繼電保護配合的原則，來實施對電力電網故障的處理方法。

2 智能電網運行優勢[2]

電力行業既是我國社會基礎產業，也是國家規劃未來重點發展的產業之一。同時，電網工程的建設密切關系著國家中長期能源資源結構和經濟發展規劃。在我國電力需求不斷增長的背景下，我國基礎電力工業的現代化建設進入了關鍵時期。為了適應國家現代化發展的戰略部署，需要建立具有中國特色的大規模智能電網。輸變電設備維護技術的智能化已經逐漸成為國家電網系統運行和管理不可或缺的核心環節。作為電網企業重要的能源構成要素，智能輸變電技術在線路發生電氣故障時起著關鍵作用，及時引入智能輸變電技術，不僅能有效避免潛在的電力經濟損失，還能減少因電力系統故障造成的社會影響，對保證國家電網線路的正常高效運行至關重要。隨著當前社會的發展和科技的進步，電網的負荷需求不斷增加。高耗能電力資源的需求大幅增加，電網常面臨諸如“功率倒流”和“功率繞送”等問題。

3 加強智能電網運行措施

3.1 質量優化措施

在城市智能電網工程的初期投資建設管理中，通常通過優化配置技術系統來進行質量評價。該技術系統合理區分電能功率水平，并在開展各種功能的電能評估匹配方面發揮積極的支撐作用。為了確保供電系統的安全和穩定運營，在綜合考慮實際建設情況的基礎上，采用更科學、合理的配置方法。這種方法既能提高供電線路的質量和性能，也能建設更完善、節能高效的供電線路系統。通過優化配置，確保供電運營工作長期保持協調有序和穩定進行。此外，在智能電網開發建設運行過程中，為保證每種技術都發揮出自身優勢，滿足企業日常工作的技術需求，有必要從生產技術和經濟效益等整體層面對智能電網產品的關鍵特性進行分析和評價。

3.2 IDS系統應用措施

IDS系統在配電自動化中扮演著重要的角色，由主站、子站和FTU單元構成。該系統主要用于對配電系統中的終端數據信息進行統計、分析、設備狀態信息的檢測和評估，同時實現主系統和子系統之間的數據共享。隨著配電自動化與智能電網的融合，電網系統的數據信息得到了充分的采集和管理，從宏觀方面提高了信息的控制水平，提高了數據的準確性。為了實現智能化控制，IDS系統采用了大量的遠程控制開關，實現了對區域內電網運行的遠程智能控制。同時利用傳感器技術、智能開關控制技術等實現了對配電的智能化控制，使企業的工作人員能夠快速對電網的運行狀態進行掌控，保證了電網系統運行的安全性和穩定性。配電自動化與智能電網的融合是電力企業發展的必然趨勢，通過統一規劃和建設，能夠更好地管理電網系統，提高管理水平和效率，同時也為企業經濟效益的提高奠定了堅實的基礎。在未來的發展中，IDS系統將繼續發揮重要作用，不斷推進電網系統的智能化建設，為人們提供更加可靠、安全、高效的電力服務。

3.3 健全作業安全機制

智能電網背景下，雖然可以依托現代科技減少一些不必要的人工付出，但是在推進配電運維一體化的過程中也要健全工人作業時的安全機制來保障運維的安全水平。整個電網在運行過程中難免會出現一些不同程度的故障，此時電網的穩定性會受到一定的負面影響，甚至可能會發生難以控制的電力事故。為了避免這一問題，要派遣專業人員對于電網進行定時定期定點的安全巡護以及檢查。在這一過程中要選擇合理的故障檢測方式來排除電網運行中的安全隱患，同時保障工作人員自身的安全性。在當下的運維一體化過程中，常會用到的檢測方法是電子檢測法以及狀態檢測法。工作人員在進行檢測時，由于會接觸大型電力設備，為了避免出現安全事故，在進行作業之前相關電力公司要健全安全機制，對于工作環境進行審核或者是派遣輪轉小組對于工作進行排班，同時明確不同檢查工作的安全要點。對于安全機制而言，可以采用分段檢測以及整體化檢測，在保障工作人員安全的基礎上排除電網運維一體化中的隱患，提升工作的安全性能和故障排除率。

4 電力通信技術在智能電網中的應用

4.1 電力物聯網技術

5G移動通信技術的應用，滿足了泛在電力物聯網對通信業務的需求，同時也緩解了云端計算壓力，配合云計算，能夠實現云計算處理，邊緣計算節點可對一部分采集數據進行預處理，實現實時控制類業務，將5G切片和邊緣計算結合起來，能夠打造出端到端的切片網絡，為不同的電力業務提供專有網絡通道的同時，實現差異化的數據處理，確保業務之間的安全隔離，切實降低服務響應時延。在電力系統過往運行過程中，物聯網技術可以有效降低電力系統建設成本，尤其是泛在電力物聯網技術，其構建出了一個集成化網絡，讓電網企業、發電企業、電力用戶之間實現數據共享，完成高質量的負荷控制，對配網自動化和狀態檢測工作創造了最優體系。而5G技術的加入讓泛在電力物聯網工作得到更好落實，真正意義上實現了全場景處理，在這個過程中，5G技術應用在網絡層中，主要承擔數據流傳輸工作[3]。另外，5G網絡切片的應用，可以將物聯網技術和不同的電力業務場景相結合，實現靈活的數據支持，打造出定制化的專用網絡。從5G網絡切片總體框架來看，網絡切片包括了核心網、承接網、接入網3個子切片，以5G終端和電力終端為最終的終端用戶，實現通信服務管理、網絡切片管理。現如今，社會對電力行業的要求不斷提高，5G網絡切片在實際發展過程中，在變電站智能巡檢等業務上效果突出，可以實現高速率視頻數據回傳，即便是最惡劣的環境下也可以展開監測和巡檢，電力部門也可以借助這一技術，結合自身應用需求，打造出更加完善的電力安全系統，打造出強智能電網和泛在電力物聯網，滿足國家電網的要求，切實解決安全性問題。

4.2 分層技術

應用分層技術，可以增加電力通信系統覆蓋面。在使用該項技術之前，應該確定使用者群體的位置，科學選取環形、逐層分層等技術，具體使用哪種技術應該結合覆蓋效果來確定。不同地方對覆蓋面的需求有差異，尚未產生相對固定的標準，在使用光通信技術時，應該綜合思考各種情況，主動使用新型傳輸技術，以此保障系統覆蓋面，切實提升系統傳輸效果。分層技術能夠在本地電網中得到應用，常用于格狀組網，在電網運行與保護期間，無須應用多個保護功能便可以完成有關業務。在本地電網運轉期間，需借助電網關聯，確保業務傳輸的安全性與可靠性。電網各個成分之間的關系密切，如某環節發生問題，將影響業務傳輸。為切實保障電網的可靠性與安全性，防止出現業務流失問題，在工作期間，應該充分結合通信技術處理相關問題。

4.3 保護輸電線路[4-5]

①光纖通信技術在繼電保護中高壓測量的應用。繼電保護設施需要經過TA、TV設施，通過在輸電線路上測量電壓、電流，才能夠應用，保證輸電線路的健康運行。為確保測量效果，可以應用光纖通信設備測量輸電線路。其中，要用光纖把TA、TV設備和保護裝置聯系在一起，開展測量工作。在這種情況下，就容易排除外界電磁對測量結果的干擾，保障測量的精準性。由此可見，光纖變流器代替了電磁式TA、TV設備，極大提升了電壓、電流測量水平。而根據電壓、電流數值就可以更好地了解輸電狀態，發揮計算機對輸電線路的保護作用。因此，要積極地使用光纖通信技術測量輸電線路的電壓、電流。②光纖通信系統的復用在繼電保護中的應用。在光纖通信技術快速發展的背景下，使繼電保護應用光纖以數字或模擬形式傳輸多路電流、電壓信號，對于提高電流縱差保護水平具有積極作用。所以，要深入地研究光纖通信技術，加大光纖通信技術在繼電保護中的應用力度，提高電網運行水平。③光纖通信用作于繼電保護的信號通道。在電力系統中，需要光纖通信電纜作為電力傳輸的媒介，進而更好地遠距離傳輸電力，從而確保電力傳輸效果。遠距離電力傳輸相較于近距離電力傳輸要求高。為提高電力遠距離傳輸水平，要每隔一段距離的通道中設置繼電器。而光纖通信則是電力系統繼電保護的通道，為電力傳輸的順利推進奠定基礎。其中，在微博保護中，其則可以作為保護設施和發射塔幾十米甚至幾百米距離間的數據輸送線；在高頻保護中，其可作為繼電保護的載波機和控制室。

4 結束語

電力通信的傳輸技術和通信方式上的創新變革有賴于經濟和科技水平，而智能化電網的普及同樣有賴于電力通信技術的應用，因此要想電網企業和智能化長足進步，認識到電子通信在電網智能化普及中的重要作用舉足輕重。只有如此，電力通信技術才能在大量用電需求、智能化水平不斷提升的大環境之下助力于電網智能化水平的提升，其自身亦擁有廣闊前景。