智能電網(wǎng)時(shí)代電力信息通信技術(shù)的應(yīng)用分析

蘇奇焰，凌創(chuàng)輝

（三峽大學(xué) 電氣與新能源學(xué)院，湖北 宜昌 443000）

0 引 言

電力通信技術(shù)是當(dāng)今時(shí)代發(fā)展背景下的一項(xiàng)高新技術(shù)，在智能電網(wǎng)構(gòu)建中也起到了一定的作用。探索如何將電網(wǎng)時(shí)代的電力信息技術(shù)作為中心技術(shù)產(chǎn)業(yè)在電網(wǎng)的構(gòu)建環(huán)節(jié)發(fā)揮自身的價(jià)值是整個(gè)行業(yè)發(fā)展過程中的重要課題。本文將從智能電網(wǎng)的基本內(nèi)涵、電力信息通信技術(shù)應(yīng)用的重要性以及實(shí)際應(yīng)用狀況展開論述探究。

1 智能電網(wǎng)以及電力信息通信技術(shù)的內(nèi)涵

1.1 智能電網(wǎng)的基本內(nèi)涵

智能電網(wǎng)運(yùn)行過程相比較于傳統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)用了相關(guān)的電力通信技術(shù)，在此過程中會(huì)涉及到很多先進(jìn)設(shè)備及相關(guān)技術(shù)控制方法，使得整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行過程實(shí)現(xiàn)更加高效和更加環(huán)保經(jīng)濟(jì)的安全目的，對(duì)于全國企業(yè)用電及客戶用電都有著十分重要的保障意義[1]。此外，智能電網(wǎng)的構(gòu)建有利于我國電力行業(yè)的發(fā)展得到優(yōu)化與轉(zhuǎn)型，使得我國電力系統(tǒng)的運(yùn)行更加高效便捷。

1.2 電力信息通信技術(shù)

電力信息通信技術(shù)主要包括光纖電力通信技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及智能電力技術(shù)。這3種技術(shù)在使用和研究過程中表現(xiàn)出相互關(guān)聯(lián)和相互促進(jìn)的關(guān)系，對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系技術(shù)構(gòu)建有著重要的影響。

1.2.1 光纖電力通信技術(shù)

光纖電力通信技術(shù)是整個(gè)信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要組成部分，其主要物質(zhì)載體是光纖，信息通過相應(yīng)的信號(hào)處理轉(zhuǎn)化為光信號(hào)之后，再通過光導(dǎo)纖維中的全反射原理使得相應(yīng)的信息能夠順著光纖運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)的地區(qū)，然后在解壓方通過相關(guān)的技術(shù)將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為可以被電腦識(shí)別的數(shù)字信號(hào)[2]。這種傳播方式的優(yōu)點(diǎn)是傳播速度較快，所含有的信息量較大，十分有利于信息的傳播和接收，極大程度地提高了相關(guān)信息傳播的效率，對(duì)于智能電網(wǎng)的構(gòu)建有著十分重要的意義。

1.2.2 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展在人們的日常生活中主要依靠智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)。在電力系統(tǒng)信息傳遞過程中，往往需要依靠計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)展開網(wǎng)絡(luò)通信連接，進(jìn)行相應(yīng)信號(hào)的傳遞與接收。近年來大數(shù)據(jù)時(shí)代已然到來，各行各業(yè)都逐漸趨向于信息化，在各個(gè)行業(yè)認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)軟件能帶來極大生產(chǎn)力的潛能后都開始著手大力引進(jìn)和開發(fā)使用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)[3]。

1.2.3 智能電力技術(shù)

智能電力技術(shù)的發(fā)展主要依靠互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是逐漸建立起來的能夠滿足電力智能化服務(wù)的通信技術(shù)。智能電力設(shè)備的發(fā)展對(duì)于智能電網(wǎng)的構(gòu)建起著關(guān)鍵性的作用，在實(shí)際的電力輸送環(huán)節(jié)經(jīng)過相應(yīng)的技術(shù)數(shù)據(jù)計(jì)算之后得出相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果，減少人為干預(yù)，使得行業(yè)的運(yùn)行服務(wù)更加方便便捷[4]。

2 電力信息通信技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)之中的重要性

2.1 保障信息傳遞的安全性

信息數(shù)據(jù)每時(shí)每刻都在大量刷新，信息量極大的互聯(lián)網(wǎng)無可避免地出現(xiàn)了安全問題。病毒木馬對(duì)電腦設(shè)備及手機(jī)的攻擊隨處可見，信息的傳輸也極有可能被半路截獲攔截，被人復(fù)制利用，導(dǎo)致重要信息丟失，對(duì)個(gè)人甚至集體社會(huì)國家造成無可估量的損失和影響?；谶@一點(diǎn)，通信技術(shù)的飛速發(fā)展使得網(wǎng)絡(luò)安全問題也得到了高度重視，信息在傳輸過程中不能僅僅重視其高效性還要重視起信息傳輸?shù)陌踩?，信息安全技術(shù)的開發(fā)和發(fā)展也就應(yīng)運(yùn)而生[5]。如USB端口管理和控制技術(shù)是通過對(duì)信用卡USB端口的控制管理來保護(hù)信用卡主人的信息安全，防止有關(guān)信息的泄漏和他人的惡意盜取。其中的各項(xiàng)權(quán)限都可以由管理員進(jìn)行管理，將設(shè)計(jì)安全隱私的權(quán)限設(shè)置為“阻止”，這就能極為有效地保護(hù)用戶的安全隱私。

2.2 智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展需要通信技術(shù)

在智能電網(wǎng)構(gòu)建的過程中包含著電力生產(chǎn)部門和電力運(yùn)營部門等技術(shù)部門，部門之間工作職能相互聯(lián)通，在后續(xù)的工作中共同承擔(dān)起電網(wǎng)業(yè)務(wù)的運(yùn)營和發(fā)展。雖然在整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中上層供電部門對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)營部門沒有起到直接的幫助作用，但是供電部門生產(chǎn)質(zhì)量較高的電源，對(duì)于后面電力運(yùn)營部門來講有著很大的必要性和貢獻(xiàn)性。通信技術(shù)的發(fā)展在電網(wǎng)發(fā)展和運(yùn)營過程中發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用，它使得電網(wǎng)的運(yùn)營環(huán)節(jié)對(duì)于信息的處理和判斷更加精準(zhǔn)有效，方便相關(guān)電力運(yùn)營工作的開展與進(jìn)行，對(duì)于電力業(yè)務(wù)部門的轉(zhuǎn)型升級(jí)也有著十分積極的意義。

3 電力信息通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的具體應(yīng)用

3.1 電力通信技術(shù)在發(fā)電領(lǐng)域的具體應(yīng)用

發(fā)電環(huán)節(jié)是整個(gè)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的最初環(huán)節(jié)，是整個(gè)輸電系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)力源頭，對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)行起到了基礎(chǔ)性作用?，F(xiàn)在我國發(fā)電環(huán)節(jié)主要依靠火力發(fā)電和水力發(fā)電的方式，隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步更多的發(fā)電方式也逐漸在運(yùn)行生產(chǎn)過程中被發(fā)掘出來。針對(duì)相對(duì)較為傳統(tǒng)的兩種發(fā)電方式，電力通信技術(shù)在相關(guān)參數(shù)的傳輸與調(diào)控方面都發(fā)揮著十分積極的作用，針對(duì)火力發(fā)電環(huán)節(jié)中的電壓狀況及火力狀況通過電力信息通信技術(shù)都可以很快地返回到云端技術(shù)工作人員的手中[6]。風(fēng)力發(fā)電環(huán)節(jié)電力信息通信技術(shù)發(fā)揮信號(hào)傳遞如圖1所示，在對(duì)數(shù)據(jù)分析處理后做出相應(yīng)的決策，最后對(duì)發(fā)電環(huán)節(jié)中的某個(gè)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的改變，保證發(fā)電環(huán)節(jié)的各個(gè)參數(shù)恢復(fù)正常運(yùn)行的水平，保證發(fā)電質(zhì)量的同時(shí)也能夠最大程度地提高容錯(cuò)，整體提高發(fā)電的效率。

圖1 風(fēng)力發(fā)電環(huán)節(jié)電力信息通信技術(shù)發(fā)揮信號(hào)傳遞圖

3.2 電力通信技術(shù)在輸電領(lǐng)域的具體應(yīng)用

輸電環(huán)節(jié)是整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)節(jié)的重要一環(huán)，其平穩(wěn)運(yùn)行能夠保證輸送電力的電壓和電量不會(huì)受到直接影響，保證電力質(zhì)量。輸電環(huán)節(jié)移植是整個(gè)電網(wǎng)發(fā)展和運(yùn)行環(huán)節(jié)的關(guān)鍵部分，對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)質(zhì)量的提升和效率的提高有著十分重要的作用。電力通信技術(shù)在此過程中的發(fā)展使得整個(gè)輸送環(huán)節(jié)電力相關(guān)參數(shù)信息得到監(jiān)控和調(diào)控，其應(yīng)用能夠完美應(yīng)對(duì)電力配送環(huán)節(jié)所出現(xiàn)的各種問題。

電力信息傳播技術(shù)的發(fā)展對(duì)于整個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展有著及其關(guān)鍵的作用，輸電環(huán)節(jié)對(duì)于相關(guān)電力的指標(biāo)特監(jiān)控有著十分重要的意義。通信技術(shù)的發(fā)展可以使得相關(guān)數(shù)據(jù)得到有效地監(jiān)視并且可以通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將數(shù)據(jù)傳送給輸電端，雙方如果在電力參數(shù)上產(chǎn)生了較大的差異，就要派出相關(guān)電力維修人員對(duì)于通信線路上的電線或者是設(shè)備進(jìn)行調(diào)控保證電力輸送工作正常運(yùn)行起來[7]。電力信息通信技術(shù)總線路如圖2所示。

圖2 電力信息通信技術(shù)總線路圖

3.3 電力通信技術(shù)在變電領(lǐng)域的具體應(yīng)用

電力通信技術(shù)在變電方面發(fā)揮的作用更加顯著。對(duì)于相關(guān)電壓參數(shù)，電力部門如果在變電過程中沒有協(xié)調(diào)好電力信息的溝通，那么極有可能影響發(fā)電環(huán)節(jié)及輸電環(huán)節(jié)的工作效果，對(duì)后續(xù)配電工作也會(huì)造成相應(yīng)的影響。變電即為電力系統(tǒng)中通過一定設(shè)備將電壓由低等級(jí)轉(zhuǎn)變?yōu)楦叩燃?jí)（升壓）或由高等級(jí)轉(zhuǎn)變?yōu)榈偷燃?jí)（降壓）的過程。電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的額定電壓一般為15～20 kV以下。常用的輸電電壓等級(jí)有765 kV、500 kV、220～110 kV以及35～60 kV等，配電電壓等級(jí)有35～60 kV、3～10 kV等，用電部門的用電器具有額定電壓為3～15 kV的高壓用電設(shè)備和110 V、220 V、380 V等低壓用電設(shè)備，想要將各不同電壓分聯(lián)接起來形成一個(gè)整體就需要通過變電[8]。變電站就是電力系統(tǒng)中對(duì)電能電壓和電流進(jìn)行變換、集中以及分配的場所，它是聯(lián)系發(fā)電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié)，同時(shí)通過變電站將各電壓等級(jí)的電網(wǎng)聯(lián)系起來。為保證電能的質(zhì)量和設(shè)備的安全，在變電站中還需進(jìn)行電壓調(diào)整、潮流（電力系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)和支路中的電壓、電流和功率的流向及分布）控制以及輸配電線路和主要電工設(shè)備的保護(hù)。

3.4 電力通信技術(shù)在配電變電領(lǐng)域的具體應(yīng)用

配電環(huán)節(jié)是整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)營的最后環(huán)節(jié)，對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)工作效果起到關(guān)鍵作用。將電力信息通信技術(shù)運(yùn)用到其中使得配電環(huán)節(jié)更加科學(xué)合理，方便配電環(huán)節(jié)整個(gè)運(yùn)行的效率及質(zhì)量。配電網(wǎng)的主要功能是從輸電網(wǎng)接收電能，并逐級(jí)分配或就地消費(fèi)，即將高壓電能降低至方使運(yùn)行又適合用戶需要的各種電壓，組成多層次的配電網(wǎng)，向各種用戶供電。此外，在配電環(huán)節(jié)可以將電力通信技術(shù)與平安運(yùn)維項(xiàng)目聯(lián)合使用，平安運(yùn)維是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的配電房智能化改造及管理[9]。對(duì)用戶配電間相關(guān)的設(shè)備通過智能化改造可以實(shí)現(xiàn)全方位的遠(yuǎn)程監(jiān)控，可輕松實(shí)現(xiàn)電氣數(shù)據(jù)（信號(hào)、電流、電壓、功率、諧波以及電量等）、視頻數(shù)據(jù)、環(huán)境溫濕度、關(guān)鍵設(shè)備溫度、消防煙感探測以及門禁信號(hào)等一體化解決方案。線上通過智能終端采集配電房數(shù)據(jù)，線下平安運(yùn)維團(tuán)隊(duì)通過數(shù)據(jù)分析，為用戶提供針對(duì)性和定置化的專業(yè)服務(wù)。平安運(yùn)維服務(wù)調(diào)度中心設(shè)有獨(dú)立機(jī)房，24 h的值班調(diào)度，配備有數(shù)據(jù)專用服務(wù)器、監(jiān)控站、打印機(jī)、通信設(shè)備及不間斷電源等，實(shí)現(xiàn)配電設(shè)備的遙測、遙控、遙調(diào)、遙視、報(bào)警顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表以及優(yōu)化運(yùn)行控制等功能。協(xié)調(diào)好配電環(huán)節(jié)的各項(xiàng)技術(shù)與電力通信技術(shù)的關(guān)系，方便提高電力配送的整體效率，提高整體電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量[10]。

4 結(jié) 論

電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)的時(shí)代背景下應(yīng)用十分廣泛，從發(fā)電環(huán)節(jié)到輸電及配電環(huán)節(jié)都發(fā)揮著極大的作用。在實(shí)際的電網(wǎng)構(gòu)建環(huán)節(jié)需要各種技術(shù)相互協(xié)作探究，確保智能電網(wǎng)的正常運(yùn)營與維護(hù)。在此過程中，相關(guān)的技術(shù)部門也要繼續(xù)加大對(duì)于電力通信技術(shù)的研究力度，使得電力信息通信技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)與電網(wǎng)的構(gòu)建聯(lián)系更加密切，進(jìn)一步促進(jìn)智能電網(wǎng)的構(gòu)建和完善，為我國的電力供應(yīng)工作做出貢獻(xiàn)。