智能電網(wǎng)時代電力信息通信技術(shù)的應(yīng)用

黃俊樺，李 揚，陳 亮，楊雪蓮，鄭啟薇

（國家電網(wǎng)有限公司信息通信分公司，北京 100761）

0 引 言

近年來，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，并發(fā)揮了重要作用。網(wǎng)絡(luò)通信的形式多樣且覆蓋廣，已成為電網(wǎng)發(fā)展的主要趨勢[1]。應(yīng)用光纖、移動及通信無線等技術(shù)可促進電網(wǎng)通信智能化的發(fā)展，而電力信息通信技術(shù)是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需相關(guān)部門加強重視，提升電力信息技術(shù)，有效保證電網(wǎng)順利建設(shè)。隨著國內(nèi)社會和人們用電需求的不斷上升，傳統(tǒng)的電力信息技術(shù)已經(jīng)不能滿足需求，需不斷發(fā)展電力信息通信技術(shù)，將電力信息通信技術(shù)融入智能電網(wǎng)，以滿足各領(lǐng)域的用電需求[2]。

1 智能電網(wǎng)與電力信息通信技術(shù)的概念

1.1 智能電網(wǎng)的概念

智能電網(wǎng)可將輸電和配電等信息數(shù)據(jù)資料整理后進行分析，以便完善信息數(shù)據(jù)，實現(xiàn)資料庫的完美構(gòu)建。同時，智能電網(wǎng)可以促使相關(guān)人員快速掌控電力系統(tǒng)的運行狀況，且對信息的了解具有全面性和依據(jù)性。電力系統(tǒng)的調(diào)控通過智能電網(wǎng)來實現(xiàn)，不僅可保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，使相關(guān)人員盡快解決電力系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，還可提高電力系統(tǒng)的工作效率，保障電力輸送的安全性，滿足國民的用電需求。

1.2 電力信息通信技術(shù)的概念

發(fā)電、輸電和配電環(huán)節(jié)在電力系統(tǒng)中不間斷工作，導(dǎo)致電力在傳輸過程存在較多細節(jié)問題且問題異常復(fù)雜。若相關(guān)人員不對輸電和配電環(huán)節(jié)加以管控，那么電力輸出很容易出現(xiàn)故障[3]。傳統(tǒng)的通信模式已經(jīng)不能滿足配電和輸電等環(huán)節(jié)的監(jiān)控要求，且電力傳輸過程效率低下，而智能電網(wǎng)應(yīng)用電力信息通信技術(shù)則可有效保障電力系統(tǒng)的高效性。

通信系統(tǒng)主要由信息源（發(fā)生裝置）、信道（傳輸裝置）及受信者（接收設(shè)備）組成。由于受到裝置或環(huán)境的干擾，信息在傳輸過程中會產(chǎn)生噪聲，且較大的干擾甚至?xí)l(fā)信息失真，因此應(yīng)對傳輸過程中的信息進行加工編譯[4]。通信模式可分為單通道通信方式、半雙工通信模式以及全雙工通信模式，分別如圖1、圖2和圖3所示。

圖1 單通道通信方式

圖2 半雙工通信方式

圖3 全雙工通信方式

2 國內(nèi)電力信息通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 溝通不及時，工作效率低下

隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)水平的提高和科學(xué)技術(shù)的進步，傳統(tǒng)的電力信息通信模式已逐漸被光纖和無線所取代。相關(guān)部門的技術(shù)人員增強溝通與聯(lián)系，可促進國內(nèi)智能電網(wǎng)的發(fā)展。但是，在傳統(tǒng)的通信模式中，相關(guān)部門人員在解決問題時往往會因溝通不及時出現(xiàn)新問題，嚴重影響工作效率。電力信息通信技術(shù)可加快相關(guān)部門的溝通交流速度，從而有效解決出現(xiàn)的問題，提高工作效率。

2.2 部分地區(qū)供電不協(xié)調(diào)

目前，國內(nèi)的發(fā)電方式主要包括新能源發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電以及水力發(fā)電。國內(nèi)發(fā)電量已經(jīng)能夠滿足人們基本的用電需求，并保證人們生活的正常運轉(zhuǎn)。但是，因國內(nèi)面積較大、人員分布較廣以及部分地區(qū)存在電力系統(tǒng)資源浪費和不環(huán)保等問題，偏遠地區(qū)存在供電量達不到需求的現(xiàn)象，即供電方案不合理。隨著智能電網(wǎng)電力信息技術(shù)的應(yīng)用與推廣，國內(nèi)已經(jīng)開始解決此類問題，并取得了顯著成效。

2.3 缺少高端專業(yè)人才

國內(nèi)多所高校并不重視培養(yǎng)智能電網(wǎng)及電力信息通信技術(shù)方面的人才，且缺少相關(guān)的人才教育理念。智能電網(wǎng)和電力信息通信技術(shù)知識的落后和人才培養(yǎng)理念的落后，導(dǎo)致學(xué)生未能及時更新最新的知識，使得該技術(shù)在實踐中難以操作[5]。此外，多數(shù)學(xué)生在畢業(yè)后未選擇進入電力企業(yè)工作，使電力企業(yè)在建設(shè)智能電網(wǎng)時缺少高端人才。

2.4 技術(shù)不達標

隨著國內(nèi)社會的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的電力信息技術(shù)已經(jīng)難以滿足人們的用電需求。因此，相關(guān)部門需提高智能電網(wǎng)的自主創(chuàng)新能力，制定新的處理方案，以提高相關(guān)人員處理細節(jié)的效率。目前，國內(nèi)電力系統(tǒng)依舊存在電力資源浪費現(xiàn)象，因此相關(guān)部門需加強重視，宣傳節(jié)能能源和環(huán)境保護的理念，樹立正確的可持續(xù)科學(xué)發(fā)展觀。

3 智能電網(wǎng)與電力信息通信技術(shù)之間的關(guān)系

智能電網(wǎng)在建設(shè)運行過程中呈現(xiàn)出來的可控制性、可觀測性、自愈性及自適應(yīng)性，均離不開電力信息通信技術(shù)的保障和支持[6]。目前，我國正處于快速發(fā)展時期，各項技術(shù)不斷更新?lián)Q代，使得電力信息通信技術(shù)面臨著不同的挑戰(zhàn)和機遇。為了更好地建設(shè)智能電網(wǎng)，促進電力實業(yè)的發(fā)展，需擴大智能電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模，加大電力信息通信技術(shù)的創(chuàng)新力度。在電力信息通信技術(shù)快速發(fā)展的推動下，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為電網(wǎng)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展趨勢。

4 智能電網(wǎng)對電力信息通信技術(shù)的要求

4.1 電力信息通信系統(tǒng)的多樣化

目前，國內(nèi)智能技術(shù)在融合現(xiàn)代化信息通信平臺的同時，開發(fā)了多種應(yīng)用模式，可更好地滿足不同用戶的需求。但是，不同用戶需求存在較大的差異，且應(yīng)用時存在覆蓋或交叉情況，需要對其進行統(tǒng)一規(guī)劃。此外，除了滿足不同用戶的需求，電力企業(yè)還需及時維護和更新通信平臺。

4.2 電力信息通信技術(shù)的保密性

智能電網(wǎng)內(nèi)具有較多關(guān)鍵的數(shù)據(jù)信息，需要加強電力通信系統(tǒng)的保密性，以防信息泄露。電力系統(tǒng)故障會導(dǎo)致出現(xiàn)信息泄露和流失等情況，造成巨大的損害[7]。因此，電力信息通信技術(shù)需存在較強的防護性來防止信息流失，以提高電力通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

5 智能電網(wǎng)與電力信息通信技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用

5.1 用電領(lǐng)域

實際用電客戶是電力輸出的最終端。由于電力用戶的需求存在較大差異，為了滿足不同客戶的需求，相關(guān)人員須在智能電網(wǎng)管理中及時調(diào)動、監(jiān)測及處理相關(guān)數(shù)據(jù)信息。在此過程中，需采用電力信息通信技術(shù)在數(shù)據(jù)庫中分析和研究有用的用電信息來實現(xiàn)智能電網(wǎng)與終端客戶的交流，并有利于促進智能電網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展，建設(shè)高效的運作系統(tǒng)。

5.2 輸電領(lǐng)域

在輸電領(lǐng)域中，國內(nèi)電網(wǎng)盡力實現(xiàn)大范圍的覆蓋。但是，由于我國國土面積較大，電力輸送距離較遠，導(dǎo)致在輸送過程中易產(chǎn)生較多損耗。因此，如何降低損耗和運輸成本成為目前需首要解決的問題。相關(guān)部門應(yīng)結(jié)合實際情況，靈活運用電力信息通信技術(shù)，分析不同距離輸電產(chǎn)生的問題，采用先進的創(chuàng)新技術(shù)和制定合理的解決方案，達到減少能源損耗的目的[8]。此外，需加強監(jiān)控輸電過程的管理工作，及時解決輸電過程中的問題，提高工作效率，以實現(xiàn)成本和損耗的降低。

5.3 新能源領(lǐng)域

近年來，國內(nèi)存在新能源浪費現(xiàn)象，一定程度上遏制了國內(nèi)社會的發(fā)展。根據(jù)能源性質(zhì)，能可以分為不可再生能源和可再生能源。目前，國內(nèi)的不可再生資源較為匱乏，已經(jīng)難以滿足電網(wǎng)發(fā)展的需求。因此，建設(shè)智能電網(wǎng)過程時需利用可再生能源逐步取代不可再生能源，有效劃分再生資源，從而實現(xiàn)能源配置的最大化，以保證國內(nèi)社會的快速發(fā)展。不可再生資源主要應(yīng)用在傳統(tǒng)的電力運作中，且不能滿足國內(nèi)社會發(fā)展的需求，因此開發(fā)并應(yīng)用可再生資源成為目前的趨勢方向。為了保障新能源順利應(yīng)用于智能電網(wǎng)，需搭建相應(yīng)的電力通信接口，使新能源進入電力系統(tǒng)，以實現(xiàn)電壓和功率的自動調(diào)節(jié)功能，完善新能源的管理體系。

5.4 變電領(lǐng)域

智能變電站是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，屬于智能電網(wǎng)建設(shè)的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)。相關(guān)部門通過智能變電站可收集分析控制對象和監(jiān)控設(shè)備等數(shù)據(jù)，為智能電網(wǎng)的建設(shè)提供了數(shù)據(jù)依據(jù)，可保障智能電網(wǎng)的順利建設(shè)。在建設(shè)智能變電站中，為了實現(xiàn)實時監(jiān)控，需提高相關(guān)的科學(xué)技術(shù)。一般情況下，電力公司通過變電站控制電力傳輸對象，搜集相關(guān)數(shù)據(jù)信息反饋給智能電網(wǎng)并進行統(tǒng)一規(guī)劃。在普及智能電網(wǎng)和電力信息通信技術(shù)時，相關(guān)人員需學(xué)習(xí)國外成功的案例及管理經(jīng)驗，取其精華，去其糟粕。此外，應(yīng)不斷創(chuàng)新相關(guān)技術(shù)，提高信息技術(shù)及傳感技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)變電站的自動化管理和智能調(diào)節(jié)。

6 結(jié) 論

電力信息通信技術(shù)可有效促進和推動智能電網(wǎng)的建設(shè)，而智能電網(wǎng)建設(shè)的效果取決于信息通信技術(shù)的運用。為了更好地擴大智能電網(wǎng)的規(guī)模并普及電力信息通信技術(shù)，相關(guān)部門需不斷革新其技術(shù)，根據(jù)國內(nèi)實際情況制定合理的電力建設(shè)方案，并進行針對性的改革和調(diào)整。智能電網(wǎng)應(yīng)用電力信息通信技術(shù)不僅可以減少人力、物力和能源損耗，還可以提高電網(wǎng)的傳輸效率，使信息通信在智能電網(wǎng)時代的傳輸更加方便快捷，促進國內(nèi)電力事業(yè)的快速發(fā)展。此外，需全面了解并掌握智能電網(wǎng)及信息通信技術(shù)的原理，使電網(wǎng)能夠科學(xué)合理地應(yīng)用通信技術(shù)，以保障電網(wǎng)向智能化快速發(fā)展。