信息通信技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

蘇紀(jì)臣

（國網(wǎng)寧夏電力有限公司，寧夏 銀川 750001）

0 引 言

隨著5G時(shí)代的到來，信息通信技術(shù)得到了全面發(fā)展。無論是帶寬和帶速的增加，還是信息通信質(zhì)量的提高，都顯示了信息通信技術(shù)對人們生活的巨大改變。在智能電網(wǎng)建設(shè)方面，信息通信技術(shù)具有先天性優(yōu)勢，能保障智能電網(wǎng)建設(shè)工作的順利進(jìn)行，使智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)低時(shí)延保護(hù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化。因此，本文將重點(diǎn)探討信息通信技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用，希望能為我國智能電網(wǎng)建設(shè)事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

1 智能電網(wǎng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)

智能電網(wǎng)相對于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，采用更加先進(jìn)的信息通信技術(shù)，使用新型能源和材料，在信息通信技術(shù)上應(yīng)用新時(shí)代的傳感技術(shù)、信息技術(shù)以及控制技術(shù)等高新科技，從而形成了新的電力系統(tǒng)。智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化，減少運(yùn)行過程事故發(fā)生率，提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率和質(zhì)量[1]。在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，信息通信技術(shù)能更好地實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)控和信息采集等功能，從而更好地完成智能電網(wǎng)的建設(shè)。智能電網(wǎng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面。

1.1 可靠性強(qiáng)

智能電網(wǎng)體系能通過網(wǎng)絡(luò)預(yù)警功能自我修復(fù)系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障，同時(shí)能通過安全評估提高電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性，更好地開展自我保護(hù)。即使是在斷電情況下，智能電網(wǎng)也能夠正常運(yùn)行一段時(shí)間，有效減少停電帶來的危害。智能電網(wǎng)能有效適應(yīng)各種不良環(huán)境，具備極強(qiáng)的可靠性。

1.2 開放性與兼容性較好

隨著分布式能源和可再生能源使用越來越普遍，傳統(tǒng)電網(wǎng)和新型能源兼容性差的問題越來越受到人們的關(guān)注。使用智能電網(wǎng)能有效解決這方面問題，通過更加有效的方式利用能源，從而更好地滿足相關(guān)的用電需求。

1.3 更強(qiáng)的互動(dòng)性能

智能電網(wǎng)擁有更好的用戶交互功能，能通過電力企業(yè)和用戶互動(dòng)，更好地滿足用戶的用電需要，提高服務(wù)水平。用戶通過與企業(yè)交流，可更好地了解電力企業(yè)的相關(guān)政策，從而規(guī)范自身的用電行為。

1.4 使電網(wǎng)系統(tǒng)高效運(yùn)行

智能電網(wǎng)由于較高的工作效率，使電網(wǎng)信息的處理過程更加充分和完善，提高了電力資源的使用效率，優(yōu)化了電力相關(guān)配置，從而使電力資源能夠得到有效利用，促使電網(wǎng)運(yùn)行過程更加順利。

2 面向服務(wù)的電力智能調(diào)度系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)在發(fā)展相應(yīng)的客戶終端機(jī)過程中，需了解相應(yīng)的功能分布結(jié)構(gòu)。通過構(gòu)建和執(zhí)行相應(yīng)的管理環(huán)節(jié)，從而更好地落實(shí)電網(wǎng)建設(shè)?；陔娋W(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度運(yùn)行模式，在相應(yīng)函數(shù)下調(diào)度電網(wǎng)基本信息系統(tǒng)單元，從而以更有效的方式促進(jìn)開發(fā)環(huán)境統(tǒng)一化，降低程序設(shè)計(jì)的難度，使得相關(guān)工作人員能更加專注于自身工作。此外，多個(gè)平臺(tái)分工合作，可大大降低智能電網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)工作的難度。智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 電力智能調(diào)度系統(tǒng)架構(gòu)

從圖1可以看出，參與調(diào)度工作的相關(guān)單位需先進(jìn)行服務(wù)中心的注冊工作。圖1中每個(gè)組成部分對信息通信有不同的要求，通過統(tǒng)一的通信接口工作能增強(qiáng)通信單元間的交互能力，從而加快電力智能調(diào)度系統(tǒng)的效率。

3 建立服務(wù)監(jiān)聽型自適應(yīng)代理模型

Agent是SOA設(shè)計(jì)中的重要工具，能實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)交互功能。在收到請求信號時(shí)，根據(jù)電網(wǎng)建設(shè)中的協(xié)議內(nèi)容，將請求信號通過Agent發(fā)送給相關(guān)用戶，并向用戶報(bào)告該工作項(xiàng)目的完成情況，使工作交流更加方便快捷。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的面向服務(wù)的多重代理電力調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

以往的SOA系統(tǒng)中，Agent發(fā)揮的功能和作用有限。通過添加具有自適應(yīng)性的服務(wù)模式和服務(wù)監(jiān)聽功能，使SOA系統(tǒng)能更好地完成相應(yīng)的工作。添加的2個(gè)模塊主要包括2個(gè)部分，且改進(jìn)過程如下。

（1）在一般Agent模塊基礎(chǔ)上增加服務(wù)發(fā)現(xiàn)模塊。該模塊能夠長久保持一種偵聽狀態(tài)，并且分析聽到的信息，發(fā)現(xiàn)服務(wù)需求。通過激活該模塊功能，能使該模塊更好地開展相應(yīng)的信息交換。

（2）通過建立服務(wù)器間的信息交換渠道，使服務(wù)器能識(shí)別符合原始相互識(shí)別協(xié)議的交互信息，能達(dá)成服務(wù)器間的信息交換工作，從而建立起Agent模型中信息識(shí)別的有效通道。通過減少運(yùn)行環(huán)節(jié)中的工作量，大大提升服務(wù)器響應(yīng)的速度，從而加快電網(wǎng)運(yùn)行的效率。

上述工作的完成能使基于SOA和Multi-Agent的智能電網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠，并能以較快的速度完成相應(yīng)的電網(wǎng)任務(wù)。

4 信息通信技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

信息通信技術(shù)采用大規(guī)模天線架構(gòu)的方式完成信號傳輸工作。雖然5G網(wǎng)絡(luò)正在興起，但是目前使用最廣泛的還是4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。150 Mb/s的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度能滿足智能電網(wǎng)用戶各方面的用網(wǎng)需求。

4.1 智能自動(dòng)化配電

隨著配電技術(shù)的發(fā)展，智能配電技術(shù)成為電網(wǎng)發(fā)展的主流趨勢。結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等多種技術(shù)，融合各種先進(jìn)設(shè)備，使電能在傳輸過程中通過智能自動(dòng)化方式進(jìn)行配電。配電系統(tǒng)運(yùn)行過程中，智能自動(dòng)化配電能有效提高配電的效率和質(zhì)量，減少配電成本，使電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定供電。通常情況下，智能自動(dòng)化配電可采用自動(dòng)化開關(guān)完成配電動(dòng)作，并能有效解決由短路導(dǎo)致的電網(wǎng)事故，在事故發(fā)生時(shí)自動(dòng)隔離。同時(shí)，智能自動(dòng)化電網(wǎng)還能自動(dòng)監(jiān)控電網(wǎng)的運(yùn)行，從而有效完成相關(guān)的調(diào)度工作[2]。

4.2 精準(zhǔn)負(fù)荷控制

開展電力負(fù)荷控制過程中，需要事先精準(zhǔn)設(shè)定電網(wǎng)所能承受的電力負(fù)荷。發(fā)生電力超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可以在報(bào)警裝置的幫助下自動(dòng)跳閘，從而保護(hù)電路，是電網(wǎng)系統(tǒng)管理的重要方式。傳統(tǒng)電網(wǎng)管理過程中，由于信息通信方面效率不高，一旦發(fā)現(xiàn)電力負(fù)荷超標(biāo)情況，需切除整體配電線路，嚴(yán)重影響用戶的正常生活。隨著電力企業(yè)在用電負(fù)荷精準(zhǔn)度的把控上越來越精確，用戶能免受超負(fù)荷電力帶來的影響。在精準(zhǔn)負(fù)荷控制的作用下，發(fā)生超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能通過及時(shí)切斷充電樁或非連續(xù)性電源降低電荷，從而有效減少由電力負(fù)荷超標(biāo)帶來的損失。通常情況下，信息通信技術(shù)能有效幫助企業(yè)迅速找到故障源，使電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。用戶能在信息通信技術(shù)的幫助下有效控制電網(wǎng)中的超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，從而穩(wěn)定電網(wǎng)系統(tǒng)的工作，使電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的負(fù)荷降到最低。

4.3 低壓用電信息采集

采用低壓用電信息采集技術(shù)能有效整理和收集各類用戶信息，同時(shí)監(jiān)測用戶在用電過程中的異常情況，有效分析用戶在用電活動(dòng)過程中的情況。目前，低壓用戶信息采集工作通過上行和下行兩個(gè)渠道開展信息傳送，采用終端信息集中處理的方式部署用戶信息，使用戶信息得到完善處理，從而順利完成低壓用電信息采集。

智能電網(wǎng)建設(shè)在信息通信技術(shù)的幫助下，能實(shí)現(xiàn)對用電信息的實(shí)時(shí)上報(bào)。隨著用電用戶數(shù)量的增加，用電信息上報(bào)的規(guī)模也越來越大，從而獲取更全面的用戶信息，并制定更全面的用電階梯制度，能使智能電網(wǎng)在用電管理方面效率更高。

4.4 分布式電源的控制

隨著分布式電源在各類用電行業(yè)中的大量使用，它的發(fā)展越來越廣闊。相比于傳統(tǒng)的能源使用，分布式電源節(jié)約成本，提高電力使用效率。分布式電源在傳統(tǒng)電網(wǎng)中使用時(shí)需要對傳統(tǒng)電網(wǎng)進(jìn)行一些改變，把并行網(wǎng)絡(luò)改為單電源輻射網(wǎng)絡(luò)，使用雙向運(yùn)行的電流運(yùn)行方式。在信息通信技術(shù)使用過程中，能實(shí)現(xiàn)分布式電源處理的自動(dòng)化，從而更好地開展相應(yīng)的電源分布工作。

4.5 電力一次網(wǎng)與通信網(wǎng)的兩網(wǎng)融合

電力一次網(wǎng)在通信建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。智能電網(wǎng)建設(shè)的各項(xiàng)設(shè)備都隨著科技的發(fā)展不斷凈化，目前變電站已經(jīng)逐步趨于數(shù)字化。通過簡化電力二次接線，使大量的級聯(lián)設(shè)備能同時(shí)使用，加大了設(shè)備的使用效率。在智能電網(wǎng)信息化和數(shù)字化建設(shè)過程中，通過嚴(yán)格執(zhí)行IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，使智能電網(wǎng)建設(shè)早日實(shí)現(xiàn)變電站在數(shù)據(jù)獲取和繼電保護(hù)等方面的自動(dòng)化，使電力一次網(wǎng)與通信網(wǎng)融合得更加充分，更好地發(fā)揮信息通信技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的作用，保證通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作的順利進(jìn)行。

4.6 電網(wǎng)相關(guān)的增值業(yè)務(wù)

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)技術(shù)越來越成熟，電力光纖與電力線路的結(jié)合成為電網(wǎng)建設(shè)的主要方向，加快了電網(wǎng)和信息網(wǎng)之間的融合速度，能很好地實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，有效利用電網(wǎng)資源和信息資源。通過開發(fā)多種增值業(yè)務(wù)，使雙網(wǎng)建設(shè)過程中的信息交互更加方便，從而更好地實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)建設(shè)的精細(xì)化管理。通過發(fā)展智能小區(qū)、階梯電價(jià)以及智能充電等電網(wǎng)建設(shè)增值業(yè)務(wù)，更好地落實(shí)電費(fèi)征繳、電網(wǎng)商業(yè)信息推廣以及用電安全等服務(wù)，從而更好地促進(jìn)與電網(wǎng)相關(guān)的交通、物流以及金融行業(yè)的發(fā)展[3]。通過發(fā)展電網(wǎng)相關(guān)的增值業(yè)務(wù)，能更好地完成電網(wǎng)建設(shè)工作。

5 結(jié) 論

智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，通過提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率，能更好地發(fā)揮智能電網(wǎng)的作用，使智能電網(wǎng)在人們的工作和生活中發(fā)揮更加重要的作用。信息通信技術(shù)能有效幫助智能電網(wǎng)在建設(shè)過程中發(fā)揮自身作用，通過應(yīng)用各種新型技術(shù)，使智能電網(wǎng)技術(shù)在配電自動(dòng)化、負(fù)荷控制、采集用電信息以及控制分布式電源等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用效果。