第三次工業(yè)革命視角下電力信息通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)問題反思

程淼海

【摘要】充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把電網(wǎng)轉(zhuǎn)化成為能源共享網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)能源的上傳和下載，是第三次工業(yè)革命構(gòu)想中保障電力能源穩(wěn)定供給的重要手段。而電力信息通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是構(gòu)建智能電網(wǎng)的前提和重要環(huán)節(jié)。本文從第三次工業(yè)革命的相關(guān)理念談起，深入剖析了當(dāng)前我國電網(wǎng)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)存在的主要問題，最后從第三次工業(yè)革命的理論視角出發(fā)，提出了第三次工業(yè)革命下電力信息通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方案設(shè)計(jì)。旨在為我國電力系統(tǒng)構(gòu)建智能電網(wǎng)，迎接第三次工業(yè)革命的挑戰(zhàn)提供理論指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】 第三次工業(yè)革命電力信息通信網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：TN915.853 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

近年來，石油資源趨緊，生態(tài)環(huán)境惡化和大自然對人類報(bào)復(fù)的加劇，引發(fā)了人們對自身該向何方的思考和尋求新的能源出路的探索，由此催生了新的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命。第三次工業(yè)革命就是要將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和可再生能源結(jié)合起來，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)綠色能源共享網(wǎng)絡(luò)。然而由于設(shè)計(jì)理念的局限性，我國傳統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足時代發(fā)展的新需求，因此，充分利用電力信息技術(shù)建設(shè)智能電網(wǎng)具有十分重要的意義。

一、第三次工業(yè)革命基本理念

歷史上每一次新的工業(yè)革命都是通過新的通信技術(shù)和能源體系相結(jié)合而產(chǎn)生的。第三次工業(yè)革命也不例外，它基本理念是將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和可再生能源結(jié)合起來。后工業(yè)時代的能源窘境要求我們必須向可再生能源轉(zhuǎn)型，而可再生能源分散式的本質(zhì)更需要扁平化，合作性的組織機(jī)構(gòu)，因此第三次工業(yè)革命將每個建筑轉(zhuǎn)化為微型發(fā)電廠，廣泛收集可再生能源。同時，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將電網(wǎng)轉(zhuǎn)化為能源共享網(wǎng)絡(luò)，使用氫及其他存貯技術(shù)實(shí)現(xiàn)間歇式能源的存儲，這種能源模式通過互聯(lián)網(wǎng)把分散的可再生能源形成一個系統(tǒng)的共享網(wǎng)絡(luò)促成供應(yīng)者和使用者的合作和利益共享。

二、當(dāng)前我國電網(wǎng)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)存在的主要問題

電力信息通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是構(gòu)建智能電網(wǎng)的前提和重要環(huán)節(jié)，當(dāng)前我國電網(wǎng)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)仍然存在的許多問題，對于嚴(yán)重阻礙了智能電網(wǎng)的建設(shè)主要體現(xiàn)在一下方面：

（一）通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不合理

我國電力信息通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，基本上都是由樹型或者星型結(jié)構(gòu)構(gòu)成。因而造成電力信息通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在可靠性低、資源共享能力差的問題。一般情況下電力通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理分為一級通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、二級通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和三級系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò), 電力線路的結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜。一旦電力信息網(wǎng)絡(luò)中心或者其站點(diǎn)出現(xiàn)故障，整個電力信息通信系統(tǒng)都有可能因此癱瘓。經(jīng)過長期的持續(xù)運(yùn)行許多通信設(shè)會進(jìn)入護(hù)理期或者老化期，直接阻礙著電力信息通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定和發(fā)展。

（二）電力信息通信網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量差

電力信息通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)線一般為單股銅線，相對而言比較容易斷裂；由于沒有屏蔽層，網(wǎng)線就無法防止共模產(chǎn)生的干擾；線徑太細(xì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸距離的降低及可掛接設(shè)備的減少；由于不同地區(qū)的電力需求不同，電力信息通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)也會比較復(fù)雜，與此同時，各個地區(qū)變電站數(shù)量的不斷增加,各個變電站中新增的設(shè)備節(jié)點(diǎn)也隨之不斷串入原有的SDH環(huán)網(wǎng)中,導(dǎo)致電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由于缺乏優(yōu)化而越來越復(fù)雜。不少電力通信業(yè)務(wù)需要跨環(huán)甚至是跨多環(huán)進(jìn)行傳輸, 導(dǎo)致無法滿足傳輸時的要求。原有通信網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)數(shù)量過多，容易使得電網(wǎng)抵抗失效事件的能力降低，從而影響電力信息通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量。

（三）標(biāo)準(zhǔn)不一致、管理不嚴(yán)謹(jǐn)

目前，電力信息通信網(wǎng)絡(luò)中用戶多采用基本輸入模擬信號式接口，對經(jīng)過調(diào)整后的信息難以傳輸，接口的多樣化也給管理方面帶來了巨大困難。在新技術(shù)發(fā)展日新月異的今天，企業(yè)如若不能跟上技術(shù)發(fā)展的腳步，及時制定嚴(yán)格的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范用戶的行為，就可能為網(wǎng)絡(luò)安全埋下隱患。

三、第三次工業(yè)革命下電力信息通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方案

第三次工業(yè)革命中，電力信息通信網(wǎng)絡(luò)不僅承載信息，更承載著能源；不僅處理信息交換，更負(fù)責(zé)能源分享。因此電力信息通信網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)過程中應(yīng)該注意以下問題：

推進(jìn)實(shí)體電網(wǎng)建設(shè)

作為電力信息通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際物理載體，實(shí)體電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。由于我國能源資源分布不均，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡, 如何及時、安全、合理地對全國能源進(jìn)行再分配, 是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須解決的重大問題。因此，我國今后必須加大對不發(fā)達(dá)和欠發(fā)達(dá)地區(qū)發(fā)展的政策性支持,加大對骨干電網(wǎng)的建設(shè),特別是對特高壓電網(wǎng)的建設(shè),以形成堅(jiān)強(qiáng)的國家電網(wǎng)體系,為構(gòu)建智能電網(wǎng)夯實(shí)基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)大區(qū)域之間電網(wǎng)的互聯(lián), 保證電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，同時必須加強(qiáng)對地區(qū)間配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化及升級, 構(gòu)建靈活、堅(jiān)固、可靠的配電網(wǎng)絡(luò), 以適應(yīng)第三次工業(yè)革命中分布式電源和微網(wǎng)的柔性電力信息通信。在優(yōu)化實(shí)體電網(wǎng)建設(shè)中，必須進(jìn)行前瞻性的探索和科學(xué)系統(tǒng)的規(guī)劃，從長遠(yuǎn)的利益出發(fā)，研究中國電網(wǎng)體系的發(fā)展。在技術(shù)手段上, 要積極推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，優(yōu)先采用成熟的先進(jìn)技術(shù)，使實(shí)體電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)上、裝備上、技術(shù)上滿足第三次工業(yè)革命中智能電網(wǎng)對能源共享和信息交換的需求。

優(yōu)化信息交互平臺

一方面，第三次工業(yè)革命對通信及信息技術(shù)和電網(wǎng)自動化水平提出了更高的要求，未來智能電網(wǎng)對信息交互平臺的要求會更高，依賴性也會更強(qiáng)。建設(shè)支撐全景實(shí)時信息的電力信息傳輸系統(tǒng)成為智能電網(wǎng)的一項(xiàng)重要工作。因此，必須從戰(zhàn)略高度重視新型信息、通信網(wǎng)絡(luò)交互平臺的設(shè)計(jì)。

另一方面，優(yōu)化電力信息通信系統(tǒng)交互平臺的過程中，應(yīng)重視多層分布、結(jié)構(gòu)扁平、功能可組和布置靈活等方面的設(shè)計(jì)。必須注重信息平臺與電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)的關(guān)聯(lián)度，合理設(shè)計(jì)信息交互與共享的結(jié)構(gòu)層次。盡量避免不必要的、甚至是有害的信息操作。同時, 新型電力通信網(wǎng)絡(luò)的信息交互平臺必須是靈活、堅(jiān)固以及具有抗攻擊和自防御能力的。必須考慮現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)的改造和新興通信網(wǎng)絡(luò)體系的構(gòu)建并行發(fā)展；給予各種新型電力信息通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)更多研究和發(fā)展的空間，實(shí)現(xiàn)相關(guān)研發(fā)資源的充分整合。同時結(jié)合電網(wǎng)本身的優(yōu)勢,開展基于綜合能源體系及通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究。積極構(gòu)建安全、穩(wěn)定、可靠、具有抗攻擊和自防御能力的智能電網(wǎng)信息交互平臺。

完善電力通信檢測系統(tǒng)

電力信息通信系統(tǒng)服務(wù)器采用C/S模式,對整個通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存和處理。為了提高服務(wù)器處理數(shù)據(jù)的效率, 服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫應(yīng)架設(shè)具有數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器以及文件服務(wù)器功能的數(shù)據(jù)庫。為了保證電力通信檢測系統(tǒng)的正常運(yùn)行, 服務(wù)器的應(yīng)采取雙機(jī)集群的工作方式。使電力通信檢測系統(tǒng)能夠?qū)C(jī)房以及所管轄變電站的防漏、防潮、防火、防塵、防寒等設(shè)施進(jìn)行隨時的監(jiān)測；檢查檢查傳輸、交換等設(shè)備的運(yùn)行情況和網(wǎng)管系統(tǒng)各項(xiàng)管理功能，確保管轄電路的資料是準(zhǔn)確、齊全和調(diào)度電話錄音系統(tǒng)、行政電話計(jì)費(fèi)系統(tǒng)以及電源設(shè)備告警等系統(tǒng)的正常運(yùn)行。此外, 為了提高服務(wù)器運(yùn)行的持續(xù)性和數(shù)據(jù)的安全性, 可以采用為主服務(wù)器和備份服務(wù)器直連的方式, 通過系統(tǒng)軟件來實(shí)現(xiàn)兩機(jī)互為備份, 一旦主服務(wù)器出現(xiàn)故障，備用服務(wù)器就會自動切入, 確保整個電力信息通信網(wǎng)絡(luò)持續(xù)健康運(yùn)行。

結(jié)束語

第三次工業(yè)革命的提出，契合了全球能源危機(jī)和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的變局，對于我國電力企業(yè)的發(fā)展提供了新的理念和巨大的挑戰(zhàn)，能否建設(shè)世界一流的電力信息通信網(wǎng)絡(luò)決定了我國通信和電力企業(yè)能夠在新的經(jīng)濟(jì)革命中，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，實(shí)現(xiàn)新的跨越式發(fā)展。 我們應(yīng)充分吸收國內(nèi)外智能電網(wǎng)的一些發(fā)展思想和技術(shù)思路,結(jié)合國內(nèi)特點(diǎn)在第三次工業(yè)革命理念的指導(dǎo)下建設(shè)先進(jìn)的電力信息通信網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)：

[1]聶正璞 萬瑩. 信息通信融合在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].新應(yīng)用，2011(4).

[2]辛鵬駿. 期待第三次工業(yè)革命的通信機(jī)會[J]. 電力系統(tǒng)自動化，2012，(5).

[3]周世毅. 電力信息通信技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用[J]. 硅谷，2011，(8)