智能電網(wǎng)信息與通信技術(shù)關(guān)鍵問題分析

陳鴻毅

摘 要：本文通過(guò)對(duì)智能電網(wǎng)運(yùn)行特性的分析，探討關(guān)于智能電網(wǎng)信息與通信技術(shù)問題，意在從根本上促進(jìn)智能電網(wǎng)的建設(shè)。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；通信技術(shù)；問題

智能電網(wǎng)是指：依據(jù)發(fā)電設(shè)備和用電設(shè)備、輸配電網(wǎng)絡(luò)與儲(chǔ)能設(shè)備等物理電網(wǎng)，通過(guò)傳感技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及通信技術(shù)的融入，構(gòu)建的新型電網(wǎng)。并結(jié)合系統(tǒng)觀測(cè)與控制、綜合優(yōu)化等手段，彰顯智能電網(wǎng)安全性和可靠性、清潔性與高效性的特點(diǎn)。現(xiàn)階段，基于電網(wǎng)構(gòu)建復(fù)雜化、嚴(yán)格化標(biāo)準(zhǔn)的背景下，智能電網(wǎng)已成為電網(wǎng)發(fā)展的最終結(jié)果。

一、對(duì)智能電網(wǎng)運(yùn)行特性的分析

（一）運(yùn)行特性

經(jīng)濟(jì)性：基于全球化市場(chǎng)背景下，業(yè)務(wù)范圍的拓寬，促使通信業(yè)逐漸重視運(yùn)營(yíng)成本，用以維持自身經(jīng)濟(jì)效益，使其能夠在經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展的氛圍下占據(jù)關(guān)鍵性地位。而在此過(guò)程中，智能電網(wǎng)的衍生，不僅可保證市場(chǎng)秩序與穩(wěn)定交易，還可促進(jìn)能源利用率的提升。總之，通信技術(shù)、智能電網(wǎng)間的有機(jī)融合，能夠在創(chuàng)造效益的同時(shí)，滿足數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。

兼容性：傳統(tǒng)電網(wǎng)漏洞問題，是降低能源使用率的制因。智能電網(wǎng)卻通過(guò)數(shù)據(jù)兼容的方式，為電網(wǎng)長(zhǎng)期運(yùn)行、穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)，以自身綜合性的優(yōu)勢(shì)，保障用戶和企業(yè)間的交流、溝通與互動(dòng)。

自愈性：基于諸多因素的制約，傳統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)行期間常發(fā)生自動(dòng)終止現(xiàn)象，從而使其難以維持穩(wěn)定運(yùn)作。但是，隨著智能電網(wǎng)的運(yùn)用，該類問題得以全面解決，其利用故障自動(dòng)檢測(cè)與處理的形式，結(jié)合自動(dòng)化分析、檢測(cè)等工作的開展，對(duì)故障電網(wǎng)予以實(shí)時(shí)搶修，保證其正常運(yùn)作。同時(shí)，智能電網(wǎng)還具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、及時(shí)評(píng)估的作用。

穩(wěn)定性：智能電網(wǎng)作為智能化與現(xiàn)代化技術(shù)的衍生物，其于集成通信和雙向通信系統(tǒng)構(gòu)建中，發(fā)揮高性能、智能化優(yōu)勢(shì)。和傳統(tǒng)電網(wǎng)相對(duì)比，智能電網(wǎng)以穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)運(yùn)作穩(wěn)定的條件下起到數(shù)據(jù)防盜的作用。若電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行故障，不僅可維持正常供電，降低用戶損失，還可規(guī)避停電事故。而在極端電流的限制下，傳統(tǒng)電網(wǎng)無(wú)法保證系統(tǒng)正常運(yùn)作，但智能電網(wǎng)卻與之相反。

集成性：若要切實(shí)共享電網(wǎng)信息的目的，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)的構(gòu)建，以其規(guī)范性與標(biāo)準(zhǔn)性的特點(diǎn)，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)予以融合，經(jīng)直調(diào)控制的方式，對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行成效彰顯，預(yù)防信息與資料盜取事件的發(fā)生。

（二）意義

生活便捷：伴隨智能電網(wǎng)在人們生活中的運(yùn)用，智能城市與智能小區(qū)如雨后春筍般涌現(xiàn)，對(duì)改善用戶生活質(zhì)量具有顯著優(yōu)勢(shì)。例如：家庭智能電網(wǎng)，以遠(yuǎn)程與實(shí)時(shí)控制的方式對(duì)智能家電進(jìn)行管控；便于互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字電視與電信網(wǎng)等服務(wù)的接入；貫徹落實(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)賬、自動(dòng)抄表等目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

經(jīng)濟(jì)效益：控制電力系統(tǒng)裝機(jī)容量、燃料費(fèi)用和電量消費(fèi)，依據(jù)投資減少與效率提升的優(yōu)勢(shì)，避免線損問題；通過(guò)用戶、企業(yè)間雙向溝通的模式，為其提供更為便捷的電力服務(wù)；節(jié)能減排，推進(jìn)能源開發(fā)，改善土地資源矛盾；促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，帶動(dòng)各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)鏈條的發(fā)展；實(shí)現(xiàn)煤電轉(zhuǎn)換，降低運(yùn)輸壓力。

二、關(guān)于智能電網(wǎng)信息與通信技術(shù)問題探討

（一）層次模型

智能電網(wǎng)中涉及的層次模型包含設(shè)備層和網(wǎng)架層、管理層與應(yīng)用層等，此環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的通信技術(shù)問題主要為軟硬件問題、信息轉(zhuǎn)換問題。例如：若智能電網(wǎng)設(shè)備層出現(xiàn)硬件問題（計(jì)量表），則難以完成數(shù)據(jù)采集工作，從而對(duì)整體化模型數(shù)據(jù)通信造成影響；若為計(jì)量表軟件問題，則可出現(xiàn)采集數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)不相符的局面；若為計(jì)量表線路故障，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞的目的。由此可見，倘若以智能電網(wǎng)層次模型的層面，解決通信技術(shù)問題，則應(yīng)對(duì)軟硬件、傳輸設(shè)備等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行根本化判斷。

（二）標(biāo)準(zhǔn)體系

從整體上來(lái)看，國(guó)內(nèi)智能電網(wǎng)中采用的傳輸技術(shù)具有多元化和多樣化的特點(diǎn)。將有線通信作為案例，現(xiàn)階段我國(guó)諸多區(qū)域已全面完成光纖通信，但僅少數(shù)區(qū)域仍以銅纜線為主；無(wú)線通信中，微波通信、無(wú)線擴(kuò)頻通信比例基本持平。在此背景下，因通信方式的差異，使其在通信協(xié)議表述中也不盡相同，甚至還易出現(xiàn)傳輸故障，增加企業(yè)和用戶雙向損失。其中，國(guó)內(nèi)智能電網(wǎng)現(xiàn)行通信協(xié)議涉及以下幾類：ANSI C12協(xié)議、BAC net標(biāo)準(zhǔn)、IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)（用于智能電網(wǎng)統(tǒng)計(jì)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，可通過(guò)核對(duì)與計(jì)時(shí)的方式，避免測(cè)量時(shí)間混亂）、IEC 62351標(biāo)準(zhǔn)、SONET標(biāo)準(zhǔn)、TCP/IP協(xié)議。

（三）信息網(wǎng)絡(luò)

智能電網(wǎng)是以雙向互動(dòng)為基準(zhǔn)，結(jié)合企業(yè)自動(dòng)化化管控的方式，對(duì)電網(wǎng)予以標(biāo)準(zhǔn)化且嚴(yán)格化管理。由于電力傳輸具有覆蓋面廣、需求矛盾和投入差異等特點(diǎn)，從而誘發(fā)智能電網(wǎng)、通信技術(shù)間問題的發(fā)生。為夯實(shí)智能電網(wǎng)運(yùn)用基礎(chǔ)，電力企業(yè)通過(guò)資本投入，雖然構(gòu)建主體化智能電網(wǎng)，但因受到各區(qū)域主電網(wǎng)、子電網(wǎng)的限制，使其難以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的目的。譬如：主電網(wǎng)由于供電需求過(guò)大，且傳輸量過(guò)高，若未經(jīng)合理用電協(xié)調(diào)，則可出現(xiàn)傳輸擁堵問題；子電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施相對(duì)薄弱，通信系統(tǒng)常見各類問題。

倘若從根本上解決智能電網(wǎng)主干道和子電網(wǎng)間問題，則可通過(guò)調(diào)度優(yōu)算的形式，即結(jié)合廣域后備的層面，以繼電保護(hù)的方式，提出系統(tǒng)優(yōu)化的構(gòu)想，即若子系統(tǒng)在無(wú)法完成上級(jí)調(diào)度命令時(shí)，結(jié)合繼電系統(tǒng)電力輸出，依據(jù)系統(tǒng)故障前電壓與電流值的變化，并通過(guò)靜態(tài)通信，將其作用于通訊設(shè)備。

（四）通信安全

由通信技術(shù)引起的智能電網(wǎng)通信安全問題，涉及外部威脅和內(nèi)部問題兩個(gè)層面。前者分為外部攻擊、用戶侵入兩種，其中外部攻擊是以高級(jí)技術(shù)者因諸多條件與原因的約束，對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行攻擊，以此產(chǎn)生的安全問題；用戶侵入主要為信息竊取行為。后者包含系統(tǒng)脆弱、數(shù)據(jù)備份問題。其中系統(tǒng)脆弱為系統(tǒng)主觀漏洞、軟件間排斥、運(yùn)作故障；數(shù)據(jù)備份問題，關(guān)鍵在于智能電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、分析與存儲(chǔ)工作，而工作人員由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作環(huán)境，而出現(xiàn)操作失誤或行為誤差，最終造成數(shù)據(jù)丟失。

若要避免該類問題的發(fā)生，筆者建議可從智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)強(qiáng)化的角度入手，通過(guò)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化的形式，優(yōu)化安全監(jiān)測(cè)技術(shù)，以此判斷通信系統(tǒng)是否存在外部威脅與內(nèi)部問題，并經(jīng)數(shù)據(jù)強(qiáng)制備份的手段，以防數(shù)據(jù)丟失與損壞問題。

結(jié)束語(yǔ)：

通過(guò)全文，可知智能電網(wǎng)作為電網(wǎng)發(fā)展的必經(jīng)趨勢(shì)，其信息技術(shù)、通信技術(shù)的融合更是有著更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)此，為切實(shí)智能電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展的目標(biāo)，則應(yīng)加強(qiáng)信息技術(shù)和通信技術(shù)的分析工作，以循序漸進(jìn)的思路，推進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行效率與運(yùn)行質(zhì)量的提升，并通過(guò)電網(wǎng)規(guī)劃和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的手段，構(gòu)建安全化、標(biāo)準(zhǔn)化與嚴(yán)格化智能電網(wǎng)。

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