試論電力通信在智能電網(wǎng)中的運(yùn)用

【摘要】智能電網(wǎng)將是未來(lái)電力的通用形式，作為其中三大支柱之一的電力通信，是現(xiàn)今非常關(guān)注的問(wèn)題。如何在實(shí)際的電網(wǎng)智能化中運(yùn)用好電力通信，是實(shí)現(xiàn)高效、綠色的使用電力資源的關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】電力通信;智能電網(wǎng);應(yīng)用;措施

1.概念辨識(shí)

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，電力通信就是為電力公司與相關(guān)部門建立的專門的通信。由此將各個(gè)地區(qū)與相關(guān)電力單位聯(lián)系起來(lái)，最終形成一個(gè)專門的電力通信網(wǎng)絡(luò)與電力通信系統(tǒng)。世界眾多電力公司都建立了相應(yīng)的電力通信系統(tǒng)，以保證各個(gè)地區(qū)的發(fā)、輸、配電的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，協(xié)調(diào)各個(gè)地區(qū)的電力輸送。

智能電網(wǎng)，實(shí)際就是電力網(wǎng)絡(luò)的智能化。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)、通信、電子元器件、以及新材倆新技術(shù)的發(fā)展，智能電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。智能電網(wǎng)是建立在三大系統(tǒng)之上的新型電力系統(tǒng)。其三大基礎(chǔ)是：高端綜合信息集成網(wǎng)絡(luò)、、及時(shí)高效的雙向通信技術(shù)與通信系統(tǒng)以及先進(jìn)的決策與自動(dòng)化管理系統(tǒng)。為保證電網(wǎng)的綠色、安全、高效率的運(yùn)行，將先進(jìn)的控制方法與控制技術(shù)、尖端的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、高效的管理系統(tǒng)、先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)、傳感技術(shù)等融為一體，整合成自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)式的電力系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化是大勢(shì)所需，同時(shí)是技術(shù)發(fā)展帶來(lái)的一大進(jìn)步。智能電網(wǎng)的建立可以打破傳統(tǒng)的電力市場(chǎng)的固化狀況，實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放，促使有上網(wǎng)意向的發(fā)電企業(yè)實(shí)現(xiàn)電力上網(wǎng)，創(chuàng)造公平的市場(chǎng)環(huán)境。同時(shí)，用戶可以較大的自由權(quán)去選擇質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的電力，滿足消費(fèi)需要，打造個(gè)性化供電。智能電網(wǎng)的應(yīng)用大大的提高了電能的配置率，減少了浪費(fèi)，提高了能源使用效率。發(fā)電、輸電、變電和配電的整個(gè)電力流程，統(tǒng)一納入智能電網(wǎng)系統(tǒng)，將推動(dòng)電網(wǎng)向自動(dòng)、精細(xì)的方向發(fā)展。高效、低碳的智能電網(wǎng)的發(fā)展及其大規(guī)模的應(yīng)用，將是全世界的福祉。

2.電力通信網(wǎng)的現(xiàn)狀與在智能電網(wǎng)中應(yīng)用的必然性分析

2.1 電力通信網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

電力通信網(wǎng)的建設(shè)與使用涉及到發(fā)電廠、輸配網(wǎng)絡(luò)、電力部門、變電所等，即凡是電力涉及到的相關(guān)單位，都在電力通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍內(nèi)。作為電網(wǎng)的三大基礎(chǔ)之一，電力通信網(wǎng)儼然成為維系電網(wǎng)正常運(yùn)行的“大腦神經(jīng)中樞”。在整個(gè)的電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)轉(zhuǎn)中，居于指揮中心的地位。我國(guó)電力通信的發(fā)展經(jīng)過(guò)了不同階段，總結(jié)起來(lái)有五個(gè)突出的變化：一是通信建設(shè)實(shí)現(xiàn)光纖傳輸，擺脫老舊的明線傳輸;二是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化自動(dòng)化的程控交換;三是電力通信建設(shè)以面向軟件為主，從而取代主要面向硬件的建設(shè)階段;四是突破固定限制，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信;五是建成數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬網(wǎng)絡(luò)通信的跨越。電力通信在建設(shè)的過(guò)程中取得積極的成效，有巨大成就。首先就是建立了健全的管理標(biāo)準(zhǔn)，使得電力通信在標(biāo)準(zhǔn)化與效率方面有巨大優(yōu)勢(shì)。其次，電力通信已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一定的規(guī)模效應(yīng)，在技術(shù)方上相對(duì)專業(yè)，新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用走在前列，科研投入較大。再者，電力網(wǎng)絡(luò)里實(shí)現(xiàn)電力通信業(yè)務(wù)的全覆蓋，基礎(chǔ)設(shè)施完備。

2.2 電力通信在智能電網(wǎng)中應(yīng)用的必然性

（1）電力通信在智能電網(wǎng)中的“神經(jīng)中樞”地位

電力通信系統(tǒng)是智能電網(wǎng)三大系統(tǒng)中的中樞指揮系統(tǒng)，在智能電網(wǎng)中起著協(xié)調(diào)調(diào)度的作用。調(diào)度中心的建設(shè)關(guān)乎電力最終調(diào)度使用狀況，而專門的通信系統(tǒng)與調(diào)度系統(tǒng)是，智能電網(wǎng)的建設(shè)中必不可少的。

（2）功能多樣化的電力通信平臺(tái)對(duì)促進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展有積極作用

電力通信平臺(tái)集通信、調(diào)度、雙向自動(dòng)化于一身，具備開(kāi)放性、多功能的特點(diǎn)，在這一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，可以實(shí)現(xiàn)信息傳遞的互聯(lián)互通，使各設(shè)備在同一環(huán)境下實(shí)現(xiàn)直接相連。在統(tǒng)一的平臺(tái)中更便利了通信的標(biāo)準(zhǔn)化，便于集中調(diào)度與統(tǒng)一規(guī)劃。

（3）電力通信手段的可靠性與安全性

就目前而言，我國(guó)的電力通信基本建成，電力通信的手段實(shí)現(xiàn)多樣化，基礎(chǔ)的通信網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的光纖通信，并輔之以微波通信、衛(wèi)星通信等多通道多樣化的通信方式。現(xiàn)階段我國(guó)正在通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中加大投入，化強(qiáng)電力通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性和多樣化建設(shè)，并積極通過(guò)各種手段加強(qiáng)安全建設(shè)。專線專用的電力通信網(wǎng)絡(luò)，相較于一般的通信網(wǎng)，有更高的安全性，智能電網(wǎng)建設(shè)必然會(huì)采用可靠性與安全性較高的專業(yè)電力通信作為指揮中心與調(diào)度中心。

3.電力通信的四大應(yīng)用領(lǐng)域

無(wú)論是智能電網(wǎng)還是普通電網(wǎng)，都涉及到電的發(fā)生和使用的各個(gè)環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)中除用戶使用以外，都有電力通信直接參與，調(diào)度更是電力通信的主要作用環(huán)節(jié)，暫不考慮。因此智能電網(wǎng)中應(yīng)用電力通信應(yīng)關(guān)注四大領(lǐng)域：發(fā)電、輸電、配網(wǎng)、變電。

3.1 發(fā)電領(lǐng)域

發(fā)電領(lǐng)域里涉及到用什么來(lái)發(fā)電的問(wèn)題，而現(xiàn)在非常要關(guān)注的就是新能源發(fā)電的問(wèn)題。智能電網(wǎng)要求建設(shè)綠色、低碳的能源網(wǎng)，加大對(duì)水力、風(fēng)能、潮汐能、生物能、太陽(yáng)能等新能源的關(guān)注是必然要求。這就要求對(duì)發(fā)電領(lǐng)域進(jìn)行深入研究，為可再生能源接入電網(wǎng)提供標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、操作規(guī)范的電力通信接口。并保證電力的功率、輸出電壓、電力效能的穩(wěn)定，因此在發(fā)電領(lǐng)域建立完善的通信系統(tǒng)，是保證基本用電的前提。

3.2 配電領(lǐng)域

電力被生產(chǎn)出來(lái)后，就面臨往哪里配送的問(wèn)題，而在此之前要考慮各地用電需求、發(fā)電狀況以及電網(wǎng)的建設(shè)情況，進(jìn)行合理分配電力及輸送電力的線路等。電力通信網(wǎng)絡(luò)以光線為主，微波通信、衛(wèi)星通信為輔，具有可靠性高，靈活和效率高的特點(diǎn)，電力通信與配電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接，并相互配合，可以自動(dòng)發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)故障并進(jìn)行自動(dòng)診斷自助處理，對(duì)大幅提高電力供應(yīng)質(zhì)量有極為重要作用。電力通信系統(tǒng)接入智能電網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息時(shí)時(shí)搜集、時(shí)時(shí)管理。

3.3 輸電領(lǐng)域

電力在輸送過(guò)程中必然造成損耗，減少損耗是在智能電網(wǎng)中需要考慮的問(wèn)題，怎樣在低損耗的情況下，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離和大容量的電力運(yùn)輸是電力輸送過(guò)程中的難點(diǎn)。加強(qiáng)輸電過(guò)程中的電力通信建設(shè)，需要進(jìn)行輸電線路改造，加強(qiáng)基礎(chǔ)信息的監(jiān)控、管理及預(yù)警。

3.4 變電領(lǐng)域

智能電網(wǎng)的建設(shè)中變電站也是一個(gè)非常值得關(guān)注的問(wèn)題，對(duì)傳統(tǒng)變電站進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)變電站的智能化。智能電站的改造過(guò)程中，對(duì)電力通信也提出較高要求，變電站在智能電網(wǎng)中如同人體的關(guān)節(jié)，是電力調(diào)度的重要信息來(lái)源，雙向的電力通信系統(tǒng)為變電站的建設(shè)提供了積極的解決方案，提高了效率與可靠性。

4.提升電力通信應(yīng)用于智能電網(wǎng)的策略

綜合運(yùn)用電力通信系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，已經(jīng)在業(yè)內(nèi)形成共識(shí)，但如何高效的將這一系統(tǒng)高效的鑲嵌于智能電網(wǎng)中，還需要專業(yè)技術(shù)人員、理論研究人員與實(shí)際建設(shè)人員發(fā)揮主觀能動(dòng)性攻堅(jiān)克難，在電力通信系統(tǒng)基礎(chǔ)上打造出適合實(shí)際的智能電網(wǎng)系統(tǒng)。在此筆者從自身實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)提出幾點(diǎn)建設(shè)意見(jiàn)，供專業(yè)人員參考。

4.1 提高電力通信人才素質(zhì)，提升人力資源儲(chǔ)備

人才是技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，是國(guó)家興旺的前提。電力通信技術(shù)的革新與應(yīng)用，以及智能電網(wǎng)的發(fā)展最終要依托于專門的技術(shù)人才。但是擺在我們面前的是，我國(guó)相關(guān)的技術(shù)人才、人才培養(yǎng)方式、人力資源的儲(chǔ)備都跟不上電力通信的建設(shè)，更別說(shuō)引領(lǐng)智能電網(wǎng)的發(fā)展。因此首先就需要增加人才儲(chǔ)備，培養(yǎng)出適合我國(guó)電力通信與智能電網(wǎng)建設(shè)的專業(yè)專門人才，摸索出一條切實(shí)可行的人才培養(yǎng)道路，為培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才、提高專業(yè)人員素質(zhì)、培訓(xùn)相關(guān)人員提供實(shí)際的培養(yǎng)體系。

4.2 全力推進(jìn)電力通信的創(chuàng)新

創(chuàng)新是進(jìn)步的靈魂，在大力發(fā)展智能電網(wǎng)的新時(shí)代背景下，如何從基礎(chǔ)層面推進(jìn)實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)電力通信的發(fā)展，是一線人員必須面對(duì)的重大任務(wù)。這同樣關(guān)乎智能電網(wǎng)的前途，積極創(chuàng)新的同時(shí)要堅(jiān)持引進(jìn)吸收同步，為我所用努力趕超。創(chuàng)新的過(guò)程中需要非常關(guān)注安全問(wèn)題。積極加強(qiáng)安全投入與創(chuàng)新，采取積極主動(dòng)的防范措施，維護(hù)好電力通信網(wǎng)絡(luò)與智能電網(wǎng)的安全，積極革新與應(yīng)用新技術(shù)，結(jié)合實(shí)際的運(yùn)行安全需要，綜合運(yùn)用信息管理技術(shù)、災(zāi)害預(yù)警技術(shù)、遠(yuǎn)程控制技術(shù)等維護(hù)好智能電網(wǎng)系統(tǒng)的安全。在信息時(shí)代，防范黑客攻擊避免整個(gè)電力系統(tǒng)的癱瘓，需要在技術(shù)創(chuàng)新中解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

4.3 技術(shù)層面的建議主要有兩個(gè)方面的建議

第一、是融合電力通信技術(shù)并應(yīng)用于智能電網(wǎng)建設(shè)。新的通信技術(shù)正日新月異，4G、5G、IPV6、無(wú)線WIFI等通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究和應(yīng)用必將給智能電網(wǎng)建設(shè)帶來(lái)新的突破。如以4G、5G為代表的通信技術(shù)可以為智能電網(wǎng)提供即插即用、開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并在傳感器的使用、智能控制方面發(fā)揮積極作用。通過(guò)無(wú)線WIFI技術(shù)的發(fā)展以及IPV6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)協(xié)議的綜合運(yùn)用，可以有效的將電力產(chǎn)出到消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)都納入相應(yīng)的地址管理中，最終進(jìn)入智能電網(wǎng)的雙向通信空間，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的互通互聯(lián)。

第二、是通過(guò)提高電力通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，提升智能電網(wǎng)層級(jí)。建立主干通信的全覆蓋，集合主網(wǎng)、配網(wǎng)和輔網(wǎng)實(shí)現(xiàn)一體化的通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，達(dá)到規(guī)范統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)健全全網(wǎng)覆蓋的電力通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要求。積極推動(dòng)光纖通信入戶，解決主網(wǎng)覆蓋不全，信息傳輸不暢通的問(wèn)題。擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)集成，積極優(yōu)化骨干通信網(wǎng)，進(jìn)行通信容量擴(kuò)容，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，通過(guò)電力通信的全覆蓋，積極推動(dòng)智能電網(wǎng)在信息采集集成、傳輸反饋、自動(dòng)控制等方面的革新，提升電網(wǎng)智能化層次。

5.總結(jié)

作為智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)工程之一，電力通信的變革與否直接關(guān)系到智能電網(wǎng)建設(shè)的成敗。在實(shí)際的智能電網(wǎng)中積極探索和應(yīng)用電力通信技術(shù)，健全通信網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮智能電網(wǎng)在高效、綠色使用能源方面的優(yōu)勢(shì)。

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作者簡(jiǎn)介：鄭志武（1968—），男，廣東湛江人，電力通信工程師，光纖數(shù)字通信技師，主要從事電力通信網(wǎng)絡(luò)、光纖通信、通信運(yùn)行方式等的建設(shè)與運(yùn)行管理工作。