能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信關(guān)鍵技術(shù)綜述

刁首人

（國網(wǎng)河北省電力有限公司信息通信分公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

信息通信技術(shù)，主要包括了：對于信息數(shù)據(jù)處理中的編碼技術(shù)，對信息數(shù)據(jù)處理的解碼技術(shù)，這其中還主要包括了信息數(shù)據(jù)的采集、整理、轉(zhuǎn)換、存儲、分析、處理、傳輸、檢索以及具體的應(yīng)用。事實上，我們這里所說的信息通信技術(shù)，主要是指信息、數(shù)據(jù)的無限傳播，其內(nèi)部具體的技術(shù)程序有，信息傳輸技術(shù)、接入技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)替代技術(shù)、移動通信技術(shù)、無線通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)、特種通信技術(shù)等。能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信的關(guān)鍵技術(shù)主要有，新能源發(fā)電技術(shù)、大容量、遠距離電網(wǎng)傳輸技術(shù)、電力技術(shù)、電子技術(shù)、存儲技術(shù)、信息技術(shù)等。能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信技術(shù)，同樣也是能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信關(guān)鍵技術(shù)的核心組成部分。

1 基于大數(shù)據(jù)的能源通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型構(gòu)建的重要性

在當(dāng)今社會，各種產(chǎn)業(yè)幾乎都已經(jīng)實現(xiàn)了與能源通信網(wǎng)的有效連接，因此，要想更好地提高數(shù)據(jù)采集的有效性，能源通信網(wǎng)必須把電子信息工程和計算機技術(shù)有效結(jié)合起來，才能提高整個數(shù)據(jù)優(yōu)化的效率。電子化工程和計算機技術(shù)的有效結(jié)合，已經(jīng)成為很多行業(yè)實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的有利工具，也是提高整個信息管理效率的重要保證。在深入應(yīng)用電子信息工程后，實際上可以更好地增強產(chǎn)業(yè)發(fā)展的行動力，同時它通過不斷的技術(shù)優(yōu)化，越來越方便人們的生活和生產(chǎn)。能源通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，可以為現(xiàn)代軟件的發(fā)展打下良好的技術(shù)基礎(chǔ)，因為能源通信網(wǎng)絡(luò)所涉及的使用場景比較多，但是它具有網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量傳輸?shù)牟环€(wěn)定性，在比較偏僻的地區(qū)會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息中斷的現(xiàn)象，從而對通信數(shù)據(jù)的傳輸造成不利。因此，在實際應(yīng)用中，建立一個良好的能源通信網(wǎng)絡(luò)模型，就是根據(jù)人們的實際需要，通過調(diào)節(jié)發(fā)送功率和發(fā)送方向，使網(wǎng)絡(luò)信號處于穩(wěn)定狀態(tài)，從而保證信息傳遞的安全、穩(wěn)定。

能源互聯(lián)網(wǎng)能夠解決新能源電力系統(tǒng)可控性差、與其他系統(tǒng)協(xié)調(diào)合作能力差的問題。所以新能源電力系統(tǒng)的運營模式，還應(yīng)該引入能源供需協(xié)調(diào)優(yōu)化規(guī)劃模式，這樣的運營模式主要面向過去和未來兩個層面。

由于此前的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的規(guī)劃存在一定的問題，降低了新能源電力系統(tǒng)的可控性，利用能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了供需協(xié)調(diào)和供電單元模塊之間的協(xié)調(diào)性，讓新能源供電系統(tǒng)整體的可控性得到了提升，消除了傳統(tǒng)電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計給新能源電力系統(tǒng)帶來的弊端。

而對未來層面來講，在接下來以新能源電力系統(tǒng)作為供應(yīng)核心的電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和設(shè)計工作中，要架設(shè)可控性更強、更加經(jīng)濟、高效的電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，這就離不開對城市環(huán)境的開發(fā)計劃的熟悉、利用軟件進行實際情況的模擬等工作，利用模擬找到最優(yōu)的設(shè)計方案，以此來進行設(shè)計和規(guī)劃工作，就能夠極大地提升新能源的可控性和工作效率，節(jié)約資源和成本，同時兼顧環(huán)保性和經(jīng)濟性。對于新能源電力系統(tǒng)來講，除了位于用戶側(cè)的自平衡分散發(fā)電單元模塊之外，為了維護新能源電力供應(yīng)系統(tǒng)的整體性，提高可控性，還建立了集中供電模塊，不同于分散模塊中常用的小型光伏發(fā)電、小型風(fēng)力發(fā)電機組等，集中供電模塊使用的能源類型則更為豐富，石化能源、水利、大型風(fēng)機和光伏發(fā)電都是它的選擇，這樣就組成了廣域能源供需網(wǎng)絡(luò)，為了提高這個網(wǎng)絡(luò)的運行效率，在能源互聯(lián)網(wǎng)的背景之下，實現(xiàn)了分散模塊和集中發(fā)電模塊之間的交互性和協(xié)同性，包括它們之間的信息傳遞和交互，以此來實現(xiàn)以分散單元更強的可控性彌補新能源整體可控性差的劣勢，以集中發(fā)電單元的穩(wěn)定性來彌補分散單元穩(wěn)定性差的劣勢，實現(xiàn)了整體運營模式的優(yōu)化。

2 能源通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化現(xiàn)狀及存在問題

能源通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型構(gòu)建的方式是多種多樣的，其中常見的主要有快速鄰區(qū)規(guī)劃、單基站性能評估、能源通信網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)評估等方式，但在實際優(yōu)化的過程中依然存在著一系列的問題，以下將對其進行分析：

2.1 單站性能評估

單站性能評估主要是對一個基站的信號發(fā)射頻率進行分析，由此對其信號的發(fā)射范圍有更加清晰的認識，在此基礎(chǔ)上利用一個信號模擬器進行函能源通信場景的測試，由此檢驗其信號傳輸是否符合是信號強度的標(biāo)準(zhǔn)，而當(dāng)沒有達到通信傳輸質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時，就需要對其單站性能進行優(yōu)化設(shè)計，由此實現(xiàn)對能源通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化模型的構(gòu)建。

2.2 能源通信網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)評估

能源通信網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)評估方法，將其運用于能源通信網(wǎng)絡(luò)中能夠更好地對其運行的科學(xué)合理性進行檢驗，同時對兩個基站之間存在的縫隙進行評估，使得能源通信網(wǎng)絡(luò)的弱點能夠展現(xiàn)出來，進而對能源通信網(wǎng)絡(luò)進行針對性的模型優(yōu)化，通過構(gòu)建完善的直放站、微基站，使得異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建能夠得到優(yōu)化，避免能源通信網(wǎng)絡(luò)在偏僻的區(qū)域出現(xiàn)信號中斷的風(fēng)險。

2.3 快速鄰區(qū)規(guī)劃

快速鄰區(qū)規(guī)劃主要是通過現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工具的運用，使得臨近區(qū)域?qū)ζ渲械穆┒催M行批量的檢驗，由此發(fā)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)中存在的弱點。在當(dāng)前情況下，傳統(tǒng)的能源通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)存在一定的單一性，對數(shù)據(jù)進行優(yōu)化中主要對其中一個指標(biāo)進行控制，由此難以實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)全面的信號質(zhì)量把控，對其中產(chǎn)生的各類型無覆蓋或弱覆蓋問題難以進行優(yōu)化解決，從而不利于全面提升能源通信網(wǎng)絡(luò)性能。

3 能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信的具體結(jié)構(gòu)分析

從全球化的角度來看，首先，能源互聯(lián)網(wǎng)信息和通信技術(shù)是當(dāng)今社會一些最先進的信息和通信技術(shù)、電子技術(shù)、電力技術(shù)以及及時的智能化、自動化管理和控制的集合。同時，分布式能源收集設(shè)備設(shè)施、儲能設(shè)備設(shè)施和多樣化負荷可實現(xiàn)互聯(lián)，一同構(gòu)成全新的、實用的電力網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成節(jié)點，通過利用各種先進的信息通信技術(shù)，以及其內(nèi)部節(jié)點的連接、協(xié)調(diào)，最終進一步的實現(xiàn)各種能量的交互流動，令這些能源都可以互相的形成，或者說是盡可能的實現(xiàn)平等的互換，以及網(wǎng)絡(luò)通信信息資源的共享。所以從這個角度來說，能源互聯(lián)網(wǎng)，實際上就是集合了人、能源、負荷、資源一同協(xié)調(diào)，以此來進一步實現(xiàn)互聯(lián)的一種基礎(chǔ)性平臺，將能量、信息進行雙向?qū)Φ鹊慕换?、流動，以此來從一定程度上盡可能的實現(xiàn)信息資源與能量資源之間的交流、互動的共享，實現(xiàn)所有涉及的能源的互相連接，與此同時，還可以通過信息之間的融合、對等流動，實時共享來為社會各行各業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益與社會價值。

其次，從能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部調(diào)控結(jié)構(gòu)方面來說，能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信技術(shù)在體系結(jié)構(gòu)的建立，以及智能化、自動化控制管理方面，主要指是以集中式的管理控制模式為主，與此同時，兼顧了分散、合作、自主管理的綜合化模式，能夠令能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部的各種網(wǎng)絡(luò)體系的構(gòu)成的一種物力承載形式，這些都可以使得現(xiàn)代化、智能化的通信信息資源、能源互聯(lián)網(wǎng)路由器，進一步采集需要的多元化形式的實際接口。能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信體系，實際上就包含了信息的交互流動、流量與能量的控制，通過這幾個方面的配合協(xié)調(diào)，能夠進一步實現(xiàn)對能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)信息的了解與掌握。

4 能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信關(guān)鍵技術(shù)分析

4.1 信息數(shù)據(jù)管理技術(shù)

信息與數(shù)據(jù)的管理，實際上就是對信息與數(shù)據(jù)的合理收集、整理、分析、存儲、轉(zhuǎn)換和處理等過程的一種全過程管理。信息和數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容主要包括，各種在線應(yīng)用系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)同步化，以及對網(wǎng)絡(luò)接口信息的數(shù)據(jù)采集、整理的統(tǒng)一化管理。但是對于信息數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制管理來說，主要還是依賴于數(shù)據(jù)處理、測試和控制的系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)，要進一步實施有效的質(zhì)量管理控制，對每一個數(shù)據(jù)信息的檢測過程，形成數(shù)據(jù)信息的多方位應(yīng)用，主要針對廢棄的所有流程，中期的每一個數(shù)據(jù)流程，監(jiān)控質(zhì)量和數(shù)量。數(shù)據(jù)信息的同步性管理，主要還是基于信息數(shù)據(jù)反映關(guān)系，以及數(shù)據(jù)信息模型管理反映關(guān)系的前提與基礎(chǔ)上，通過多元化的數(shù)據(jù)驅(qū)動的應(yīng)用，高效的實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)信息來源之間的互相同步、遷移。

4.2 感知控制技術(shù)

從能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信體系的結(jié)構(gòu)中，我們可以看出，能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，分布式的設(shè)備設(shè)施，可以直接接入的類型是非常多元化的。比如說，針對電網(wǎng)運行系統(tǒng)而言，其數(shù)量、規(guī)模相對來說比較龐大，整個電網(wǎng)運行系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)施所處的環(huán)境相對來說要更加的復(fù)雜，所以從這個角度來說，對于能源互聯(lián)網(wǎng)分布式的設(shè)施設(shè)備的感知控制、實際運行狀況、監(jiān)控狀況等都需要保證其穩(wěn)定性，而且使用的設(shè)備設(shè)施也需要精準(zhǔn)度較高，這樣才能保證其呈理想化的趨勢來運行。這個時候，就需要相對來說比較新型的可靠的傳感器、傳感網(wǎng)絡(luò)體系，以及可以自主、自由控制的相應(yīng)芯片技術(shù)，與此同時，由于設(shè)備的分布式、設(shè)施的分布式，可能還會涉及光學(xué)電流互感器、電壓互感器等類型的傳感器設(shè)備，為了能夠進一步提高能源應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施中，互聯(lián)網(wǎng)信息通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，需要盡量地應(yīng)用低功耗、高精度的電力通信技術(shù)、集成電力設(shè)計技術(shù)以及電網(wǎng)專用的可靠性芯片技術(shù)，通過這些新技術(shù)的交叉、融合，能夠進一步的實現(xiàn)電網(wǎng)運行設(shè)備設(shè)施、電網(wǎng)運行線路、電網(wǎng)運行環(huán)境的實施過程中的精確度監(jiān)控，對電網(wǎng)運行系統(tǒng)進行智能化、自動化的管理控制，最大程度的提升智能化、自動化管理控制的能力水準(zhǔn)。

4.3 遠程監(jiān)控技術(shù)

能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信關(guān)鍵技術(shù)中，遠程監(jiān)控技術(shù)的分析主要是利用油田信息通信管理技術(shù)以此來進行的。數(shù)字化、智能化油田，可以有效實現(xiàn)石油生產(chǎn)開發(fā)過程的遠程、實時監(jiān)控。事實上，在油田生產(chǎn)開發(fā)過程中，遠程監(jiān)控系統(tǒng)利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，進一步實現(xiàn)了對油井內(nèi)部測繪、壓力變化、溫度變化、電流變化、功率變化的實時監(jiān)控和控制，以便進一步監(jiān)測和控制石油的日常生產(chǎn)和開發(fā)。以及對具體開采進度的及時監(jiān)測、診斷、分析、處理。通過利用遠程監(jiān)控技術(shù)，實現(xiàn)對石油開采規(guī)模、產(chǎn)生的計算，利用能源消耗的計算、分析方式，對使用的設(shè)施設(shè)備的參數(shù)信息實現(xiàn)遠程監(jiān)控，以此來保證石油抽油設(shè)備設(shè)施的穩(wěn)定、平衡、順利運行。通過對這些使用設(shè)備設(shè)施參數(shù)信息的遠程監(jiān)控、分析、診斷、處理，能夠更加有效的對油田生產(chǎn)開采工作的實際參數(shù)，展開必要的優(yōu)化與針對性的對比，通過不斷的優(yōu)化完善涉及，以及信息數(shù)據(jù)的診斷，能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的問題展開有效的、有針對性的解決處理。

4.4 信息數(shù)據(jù)收集技術(shù)

目前，全球化能源互聯(lián)網(wǎng)的全面覆蓋范圍，相對來說是比較廣泛的，所以從這個大環(huán)境背景來說，也對信息數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，各項資源配置，以及數(shù)據(jù)存儲保護工作、分析處理等具體程序，提出了愈來愈高的具體要求，需要進行全面的大規(guī)模數(shù)據(jù)信息的收集、分析、處理和應(yīng)用，所以就需要在不同的硬件和軟件平臺上進行一個集成的管理模式，通過對通用信息和數(shù)據(jù)的集成，可以逐步實現(xiàn)全面信息和數(shù)據(jù)的實時共享。實際上，這種全過程信息與數(shù)據(jù)的全面、實時共享，其實是需要云計算、云存儲，以及高度化集成的信息等技術(shù)的大力支持。系統(tǒng)一般采用分布式存儲方式，來存儲必要的信息數(shù)據(jù)。為了進一步提高信息數(shù)據(jù)存儲的可靠性，經(jīng)常使用冗余存儲。所以說，在云儲存這類技術(shù)的支持下，建立能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺，不僅能夠提升信息數(shù)據(jù)儲存的穩(wěn)定性、可靠性，還能夠以一種更加公開、透明的方式來為用戶提供相應(yīng)的儲存服務(wù)、計算服務(wù)，對信息數(shù)據(jù)進行必要的實時、有效的監(jiān)控，為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

4.5 能源通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)技術(shù)

為了更好地提升能源通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的完整性和真實性，就需要對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行調(diào)節(jié)，并采用輔助智能決策系統(tǒng)進行優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)體系，從而確保網(wǎng)絡(luò)信息能得到更科學(xué)合理地處理。對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行調(diào)節(jié)是未來能源通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的趨勢之一，其能更好地實現(xiàn)對通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的整體性提升。其優(yōu)化方式主要有是在OMC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中設(shè)置功能單元中增加第三方技術(shù)，對通信網(wǎng)絡(luò)中心環(huán)節(jié)進行忽略，并調(diào)節(jié)OMC系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)組織參數(shù)，以此降低外界信息對通信網(wǎng)絡(luò)的干擾，從而確保通信網(wǎng)絡(luò)能夠順暢地進行運行，以此優(yōu)化語音通話效果。在當(dāng)下階段，對能源通信網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化主要從三個軟件著手，其一是OMC系統(tǒng)軟件，其可以通過對系統(tǒng)內(nèi)部的信息進行調(diào)整和整合，從而實現(xiàn)對通信信號傳輸效率的有效控制，從而使信號傳輸更具有穩(wěn)定性。其二是無限調(diào)頻規(guī)劃軟件，其主要是對無線網(wǎng)絡(luò)的頻率進行調(diào)節(jié)，以此確保頻率的穩(wěn)定性，優(yōu)化整體的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)質(zhì)量。其三是第三方服務(wù)軟件，而由于第三方軟件具有類型上的不同而呈現(xiàn)出不同的性能，在此對其中的兩種軟件進行分析說明。第一種是路測軟件，其主要功用就在于對能源通信網(wǎng)絡(luò)中繁雜的數(shù)據(jù)進行整理，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有序性，第二種則是OMC系統(tǒng)軟件，其主要功用在于對能源通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行安全維護，以此可以精準(zhǔn)地構(gòu)建一個能源通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型。

5 結(jié)束語

總的來說，如今的社會，信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，能夠為各行各業(yè)各領(lǐng)域提供以往從未有的幫助支持。能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信的關(guān)鍵技術(shù)，是各種類型先進新技術(shù)的交互融合。能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信技術(shù)，可以為現(xiàn)有的能源基礎(chǔ)設(shè)施，提供更好的改進與補充，這部分主要體現(xiàn)在分布式能源的接入上。能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信關(guān)鍵技術(shù)的大力應(yīng)用，可以進一步推動能源互聯(lián)網(wǎng)在社會市場層面的高速發(fā)展。只有抓住這些關(guān)鍵的核心技術(shù)，才能更好地將其應(yīng)用于社會各行各業(yè)的發(fā)展和進步中。