電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

布洪銘

【摘要】智能電網(wǎng)是我國(guó)電力系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展的重要體現(xiàn)，電網(wǎng)在功能和技術(shù)水平等方面有了大幅的提升。電力通信是協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)發(fā)、送、變、配、用電等部分聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保障之一，在電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行方面發(fā)揮了重要的作用。電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，促進(jìn)了電網(wǎng)智能化發(fā)展的步伐。文章首先闡述了電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，然后對(duì)電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，為促進(jìn)電力通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供參考。

【關(guān)鍵詞】電力通信;智能電網(wǎng);數(shù)據(jù)傳輸;安全性

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的時(shí)代背景下，對(duì)電能的需求越來(lái)越大，所以電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)逐漸應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，有效提升了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，促進(jìn)了我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展。智能電網(wǎng)具有自愈、激勵(lì)和抵御攻擊的功能，在保證電網(wǎng)安全性方面有了很大程度的提升。智能電網(wǎng)還容許各種不同發(fā)電形式的接入，為緩解我國(guó)能源緊張發(fā)揮了重要的作用。電力通信技術(shù)是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)化及管理現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)，在促進(jìn)電網(wǎng)的智能化發(fā)展中發(fā)揮了重要的推動(dòng)作用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，電力通信技術(shù)還會(huì)不斷的完善，為智能電網(wǎng)的高效運(yùn)行創(chuàng)造有利條件。

1. 電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

電力通信技術(shù)作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，在保障智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行中發(fā)揮了重要的作用。電力通信主要包括電力線載波通信和光纖通信，每種通信方式都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，所以在實(shí)際應(yīng)用中，還需要根據(jù)需求選擇適宜的通信方式。與其他網(wǎng)絡(luò)形式相比，電力通信網(wǎng)絡(luò)在智能電網(wǎng)中的可靠性和靈活性更強(qiáng)，在數(shù)據(jù)信息收集和傳輸中也更為穩(wěn)定，傳輸?shù)臅r(shí)效性也較強(qiáng)。但是受到各種因素的影響，電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的覆蓋范圍仍沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)智能電網(wǎng)的運(yùn)行和管理目標(biāo)還存在的一定的差距，還需要逐步提升電力通信技術(shù)的覆蓋范圍。在電力通信系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，在技術(shù)和管理上還需要有所改善，進(jìn)一步提升電力通信系統(tǒng)的安全性，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴⑼暾院途_性，有效規(guī)避病毒的攻擊以及不法分子的入侵，切實(shí)保證智能電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

2. 電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

2.1 電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用

電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在電力市場(chǎng)交易、水情預(yù)報(bào)、水庫(kù)調(diào)度、運(yùn)行監(jiān)控和新能源的接入等方面。其中在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用較為重要，尤其是在我國(guó)傳統(tǒng)資源日益緊缺的背景下，加強(qiáng)對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)和利用可有效緩解能源緊缺問(wèn)題。而在新能源開(kāi)發(fā)利用后如何優(yōu)質(zhì)高效的接入到電網(wǎng)中是關(guān)鍵問(wèn)題，智能電網(wǎng)的特點(diǎn)就是能夠廣泛并主動(dòng)消納新能源，其中電力通信技術(shù)發(fā)揮了重要的作用。在新能源并網(wǎng)接入智能電網(wǎng)的過(guò)程中，電力通信技術(shù)的作用主要表現(xiàn)在如下兩個(gè)方面。第一，對(duì)新能源并網(wǎng)接入進(jìn)行相關(guān)研究，制定通信接口的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)接入電網(wǎng)后的電能質(zhì)量、功率、電壓等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。第二，對(duì)新能源發(fā)電控制進(jìn)行技術(shù)層面的研究，主要包括新能源的啟動(dòng)、停機(jī)、有功功率控制、無(wú)功/電壓調(diào)節(jié)、低電壓穿越能力等方面的控制。新能源接入只是電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)發(fā)電領(lǐng)域中應(yīng)用的一個(gè)方面，在其他方面的有效應(yīng)用，也為促進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造了有力條件。

2.2 電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)輸電領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著我國(guó)用電需求的增加，智能電網(wǎng)的規(guī)模和范圍不斷擴(kuò)大，特高壓骨干網(wǎng)架的建設(shè)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離、大容量和低損耗的電能傳輸。智能電網(wǎng)在電能上的跨區(qū)域調(diào)配，對(duì)促進(jìn)電力資源的優(yōu)化配置起到了重要的作用，同時(shí)也推動(dòng)了我國(guó)電力工業(yè)布局的優(yōu)化調(diào)整。智能電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)保障，在智能電網(wǎng)規(guī)模和覆蓋里程增加的背景下，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能電網(wǎng)的安全保護(hù)至關(guān)重要。電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)輸電領(lǐng)域中主要用于繼電保護(hù)和安穩(wěn)裝置等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸、調(diào)度控制、應(yīng)急、可視化監(jiān)測(cè)和巡檢、輸電監(jiān)測(cè)和安全預(yù)警等，在狀態(tài)監(jiān)控功能中，主要是通過(guò)信息收集、分析以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題異常后通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行異常的監(jiān)測(cè)和控制，從而確保智能電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

2.3 電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)變電領(lǐng)域的應(yīng)用

智能變電站作為智能電網(wǎng)的核心環(huán)節(jié)，對(duì)智能電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有重要的作用。在智能變電站中，為了更加安全可靠的實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的升降，使用了很多先進(jìn)的智能化設(shè)備，主要包括智能變壓器、智能高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、電子式互感器等。在對(duì)系統(tǒng)終端進(jìn)行自動(dòng)化和智能化控制的過(guò)程中，需要通過(guò)對(duì)各種數(shù)據(jù)信息的收集與分析。智能變壓器與控制系統(tǒng)之間主要是依靠通信光纖相連，通過(guò)傳感器收集變電運(yùn)行中的各種數(shù)據(jù)信息，包括電壓、電流等技術(shù)參數(shù)，再利用通信系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)中，控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息的分析能夠?qū)崟r(shí)掌握變壓器以及其他設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)。如果變電運(yùn)行中出現(xiàn)異常狀況，控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)際情況制定出調(diào)整決策，再利用電力通信系統(tǒng)向運(yùn)行終端發(fā)出控制指令，運(yùn)行終端按照接收到的信息調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)，從而減少安全事故的發(fā)生，提高智能變電站運(yùn)行的可靠性和安全性，進(jìn)而促進(jìn)智能電網(wǎng)的安全高效運(yùn)行。

2.4 電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)配電領(lǐng)域的應(yīng)用

配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)與用戶直接相連的環(huán)節(jié)，通過(guò)配電系統(tǒng)直接向用戶配送電能，所以配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的供電質(zhì)量。智能配電網(wǎng)利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)配電網(wǎng)中的各種信息數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，包括在線數(shù)據(jù)、離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、地理圖形等。通過(guò)對(duì)各種數(shù)據(jù)的收集、傳輸和處理，能夠?qū)崟r(shí)掌握配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，保證配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為配電系統(tǒng)的智能化管理提供有力的技術(shù)支持。在智能配電網(wǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng)中主要由主站、通信系統(tǒng)和自動(dòng)化監(jiān)控終端設(shè)備組成，通過(guò)這三個(gè)部分能夠?qū)χ悄茈娋W(wǎng)中信息的傳輸和處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程運(yùn)行管理。其中電力通信系統(tǒng)是數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮诵沫h(huán)節(jié)，主站是控制終端運(yùn)行的主要部分，而電力通信系統(tǒng)是負(fù)責(zé)將主站的控制命令傳送到遠(yuǎn)方終端的重要系統(tǒng)，同時(shí)將終端設(shè)備運(yùn)行狀況的數(shù)據(jù)信息收集到控制中心，在主站、用電終端和控制中心實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的高效傳輸，從而確保智能電網(wǎng)中各個(gè)環(huán)節(jié)都能夠處于數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)共享狀態(tài)，提高智能電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和安全性。

2.5 電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)用電領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用電需求不斷增加，在智能電網(wǎng)控制下，利用自動(dòng)化和智能化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)用電的智能化管理，同時(shí)為供電調(diào)整提供有力的參考依據(jù)。用電端與控制系統(tǒng)之間主要依靠電力通信連接，通過(guò)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的收集和傳輸，能夠?qū)崿F(xiàn)指令的發(fā)送以及智能管理。電力通信在智能電網(wǎng)用電領(lǐng)域中的應(yīng)用，主要包括用電信息的采集、高級(jí)計(jì)量管理、互動(dòng)營(yíng)銷管理、智能小區(qū)、智能化需求側(cè)管理等等。電力通信的形式直接影響到數(shù)據(jù)信息收集和傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率，所以在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該合理選擇適用的通信方式，以確保數(shù)據(jù)信息收集和傳輸?shù)耐暾院途珳?zhǔn)性。在智能電網(wǎng)背景下，電力通信經(jīng)歷了從明線、同軸電纜、光纖傳輸，從橫交換發(fā)展到程控交換，從模擬網(wǎng)發(fā)展到數(shù)字通信。電力通信在電能采集中的技術(shù)種類較多，其中光纖技術(shù)具有較多的優(yōu)點(diǎn)，由于光纖本身體積小、重量輕、容量大，所以便于運(yùn)輸和鋪設(shè)，信息傳輸和保存的容量較大。光纖的抗干擾能力強(qiáng)，掩埋在地下還能夠避免雷擊威脅，保密性也較強(qiáng)，投入成本低。除此之外，還有微功率無(wú)線通信技術(shù)，主流微功率無(wú)線通信技術(shù)等，這些優(yōu)點(diǎn)都為光纖通信在用電端的應(yīng)用發(fā)揮了重要的作用，從而為智能電網(wǎng)對(duì)用電信息的采集、電網(wǎng)與用戶的互動(dòng)服務(wù)創(chuàng)造了良好的條件。

3. 結(jié)語(yǔ)

智能電網(wǎng)是我國(guó)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)行與管理的重要體現(xiàn)，與傳統(tǒng)的電網(wǎng)運(yùn)行和管理方式相比，智能電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在電力流、信息流和業(yè)務(wù)流的高度融合。在智能電網(wǎng)中，應(yīng)用的技術(shù)和設(shè)備都較為先進(jìn)，其中電力通信技術(shù)發(fā)揮了重要的作用，通過(guò)電力通信技術(shù)能夠?qū)⒏鱾€(gè)設(shè)備與控制系統(tǒng)之間建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的收集、傳輸、分析和處理，確保智能電網(wǎng)的安全高效運(yùn)行。通過(guò)傳感器技術(shù)對(duì)終端設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和收集，然后利用電力通信系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳輸，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。各個(gè)控制系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)狀態(tài)通過(guò)電力通信系統(tǒng)發(fā)出控制指令，通過(guò)資源的優(yōu)化配置，可降低電網(wǎng)的能源損耗，減少故障的發(fā)生幾率，提高電網(wǎng)運(yùn)行和管理的效率。

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