電力通信中的智能化技術(shù)應(yīng)用

國網(wǎng)張家界供電公司 張宏明

1 引言

在國家改革開放的發(fā)展形勢下、在信息數(shù)字化日新月異大潮的驅(qū)動(dòng)下，電力通信企業(yè)必須創(chuàng)新思維站在強(qiáng)化研發(fā)新技術(shù)的高度，積極致力于用高科技智能化電網(wǎng)取代傳統(tǒng)人工為主的運(yùn)行模式進(jìn)程[1]。電力系統(tǒng)智能化技術(shù)必須以加強(qiáng)電力控制、資源調(diào)配自動(dòng)化為基礎(chǔ)，以電力通信終端服務(wù)為導(dǎo)向，構(gòu)建電力企業(yè)最佳的智能化電網(wǎng)建設(shè)方案，實(shí)現(xiàn)從發(fā)電廠站建設(shè)和變電站建設(shè)，到輸電送電以及用戶端的全過程、各環(huán)節(jié)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，維護(hù)電網(wǎng)運(yùn)行安全，保障電力通信系統(tǒng)穩(wěn)定，為業(yè)主提供滿意的電力通信智能化務(wù)服務(wù)。

2 電力通信系統(tǒng)與電網(wǎng)智能化概述

2.1 電網(wǎng)智能化主要內(nèi)容

電網(wǎng)智能化是電力系統(tǒng)科技發(fā)展、理念創(chuàng)新的必然結(jié)果。電網(wǎng)智能化其核心要義，是采取統(tǒng)籌技術(shù)，將包括現(xiàn)代通信、數(shù)據(jù)信息、機(jī)電工程在內(nèi)的多種科技成果進(jìn)行集成，實(shí)施技術(shù)優(yōu)化整合，借助高智能傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化管理。其最大技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在能夠進(jìn)一步強(qiáng)化傳統(tǒng)電網(wǎng)管理模式在站點(diǎn)檢修、巡線維護(hù)、電業(yè)服務(wù)大廳收費(fèi)等領(lǐng)域的人員配置、技術(shù)水平和工作狀態(tài)，建設(shè)具有自身完整性、智能性鮮明特征的新型服務(wù)，提高勞動(dòng)效率，保障電力運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行順暢。在此基礎(chǔ)上，圍繞用戶價(jià)值需求取向開展“一體化”研究，為優(yōu)化電力通信系統(tǒng)流程，減少電網(wǎng)冗余環(huán)節(jié)，節(jié)省人力資源，減輕日常巡線、站點(diǎn)巡檢勞動(dòng)強(qiáng)度，建立風(fēng)險(xiǎn)故障排除運(yùn)行機(jī)制做好前期準(zhǔn)備[2]。

2.2 電力通信智能化內(nèi)涵

國家電網(wǎng)建設(shè)的核心目標(biāo)，是保障國家電力能源供應(yīng)安全，發(fā)揮電力在國家能源供給中支柱性產(chǎn)業(yè)的地位和作用。由此決定了電信網(wǎng)絡(luò)智能化建設(shè)戰(zhàn)略的主要內(nèi)容涵蓋智能電子網(wǎng)絡(luò)、智能化功能網(wǎng)格、聰明網(wǎng)格及未來超智能概念網(wǎng)格等組成內(nèi)容。隨著網(wǎng)絡(luò)科技和電力通信概念創(chuàng)新，上述戰(zhàn)略目標(biāo)已經(jīng)由抽象概念逐漸過渡成了成型的設(shè)計(jì)模式，落實(shí)到了實(shí)踐意義的實(shí)施階段，充分體現(xiàn)了電信網(wǎng)絡(luò)智能化的時(shí)效性。與此同時(shí)，智能化電網(wǎng)已經(jīng)出現(xiàn)在海上風(fēng)能發(fā)電、新能源光伏發(fā)電等新型清潔能源發(fā)電領(lǐng)域。隨著能量采集、轉(zhuǎn)換、貯存、傳輸技術(shù)的成熟，智能化電網(wǎng)的覆蓋范圍、效率配置會(huì)越來越完善，也因此成為國家未來能源發(fā)展計(jì)劃戰(zhàn)略的重中之重。智能化電網(wǎng)將展示出更加廣闊的前景，在可再生資源利用分布與新技術(shù)結(jié)合上更加合理。與此同時(shí)，也將帶來與智能化電網(wǎng)建設(shè)相匹配的輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)、用戶側(cè)，以及太陽能、風(fēng)能等新能源領(lǐng)域創(chuàng)新風(fēng)暴，在電纜電線等基礎(chǔ)材料研究，架設(shè)電網(wǎng)等相應(yīng)技術(shù)也將引發(fā)生革命性改變[3]。

3 電力通信智能化應(yīng)用優(yōu)勢

在信息技術(shù)應(yīng)用的情況下，電力通信智能化的應(yīng)用具有十分明顯的優(yōu)勢，電力通信智能化應(yīng)用的優(yōu)勢如圖1所示。

圖1 電力通信智能化應(yīng)用的優(yōu)勢

3.1 有利于抓住電源支撐關(guān)鍵

電信覆蓋范圍作用影響無處不在，已經(jīng)滲透到社會(huì)生產(chǎn)生活、居民日常行為的各個(gè)方面。發(fā)揮電網(wǎng)智能化的應(yīng)用優(yōu)勢，要做好電力系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行正?；c外部用戶應(yīng)用智能化上的協(xié)同發(fā)展，實(shí)現(xiàn)輸出、接收、應(yīng)用以及反饋等平穩(wěn)有序，保持本地內(nèi)部監(jiān)測和外部遠(yuǎn)程運(yùn)行監(jiān)測的結(jié)合協(xié)同。重點(diǎn)抓住電源支撐這個(gè)關(guān)鍵、處理好機(jī)電機(jī)械設(shè)備與電網(wǎng)協(xié)調(diào)匹配的關(guān)系，強(qiáng)化電網(wǎng)系統(tǒng)的資源配置，為發(fā)揮智能化電網(wǎng)作用打下基礎(chǔ)。通過加強(qiáng)本地電源控制，提升舊有網(wǎng)、無線局域網(wǎng)高效率傳輸能力，運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)手段推進(jìn)電網(wǎng)自我功能優(yōu)化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化的特色技術(shù)與火電廠機(jī)組數(shù)據(jù)自由傳輸交換。

3.2 有利于智能化用電管理監(jiān)測

電力通信智能化的優(yōu)勢要體現(xiàn)在解決電源傳輸效率以及能源消耗方面的劣勢情況，將先進(jìn)的光纖維電力傳輸方式應(yīng)用于海底光纜、新能源清潔能源開采、太空航天等全新領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)本地與外部監(jiān)控的有效連接，與遠(yuǎn)程通信及不同系統(tǒng)之間的無縫連接。在水庫智能化調(diào)度電網(wǎng)建設(shè)中，要立足水庫水電資源占全國電網(wǎng)發(fā)電總量的比例越來越高，加大水庫發(fā)電輸送智能化建設(shè)投入，合理實(shí)現(xiàn)豐水期與枯水期發(fā)電量的有機(jī)調(diào)節(jié)，根據(jù)水利工程發(fā)電現(xiàn)狀理性分析水資源的潛力。要發(fā)揮電力通信智能化與傳統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)管理的比較優(yōu)勢，通過技術(shù)輸入成果輸出、數(shù)據(jù)及時(shí)查詢，為用戶免除傳統(tǒng)電力供應(yīng)使用過程中審批環(huán)節(jié)、電量限制、夏季錯(cuò)峰供電等諸多制約，增強(qiáng)用戶選擇供電網(wǎng)點(diǎn)、選擇運(yùn)營商交費(fèi)方式，以及享受優(yōu)惠政策方面的自主權(quán)，幫助用戶樹立用電計(jì)劃意識(shí)，形成節(jié)約用電的良好習(xí)慣。

3.3 有利于規(guī)范電力通信運(yùn)營行為

引入電網(wǎng)智能化建設(shè)理念，在電網(wǎng)、系統(tǒng)、用戶與市場之間形成統(tǒng)一機(jī)制，依托市場的經(jīng)濟(jì)杠桿調(diào)節(jié)作用能夠提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性，減少電網(wǎng)用電價(jià)格的波動(dòng)性，顯示電力通信中的智能化技術(shù)在資源優(yōu)化配置方面的優(yōu)勢，對(duì)于擴(kuò)大智能化電網(wǎng)的覆蓋面、體現(xiàn)智能電網(wǎng)適用性強(qiáng)的特征，實(shí)現(xiàn)不同發(fā)電形式的個(gè)性組網(wǎng)，借助智能化系統(tǒng)軟件緩解輸電用戶之間的矛盾沖突大有裨益。電網(wǎng)優(yōu)化有利于為功能相似的電網(wǎng)提供相近資源支持，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫資源共享方便處理各種故障。有利于對(duì)全系統(tǒng)過程各環(huán)節(jié)工作狀態(tài)實(shí)施動(dòng)態(tài)把控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題隱患，避免大面積停電或信號(hào)傳輸異常等極端情況。有利于立足于現(xiàn)有電網(wǎng)進(jìn)行功能數(shù)據(jù)乃至人力資源等勞動(dòng)要素整合，提升電網(wǎng)的兼容性，提高電能利用率，減少資源消耗。

4 電力通信在電網(wǎng)智能化中的作用途徑

4.1 電力通信在智能化電網(wǎng)發(fā)展中的作用

電網(wǎng)智能化發(fā)展與時(shí)代發(fā)展同步，電網(wǎng)智能化發(fā)展既受基礎(chǔ)設(shè)施、硬件設(shè)施建設(shè)的制約，同時(shí)受理念創(chuàng)新等主觀因素影響。

一是智能化電網(wǎng)發(fā)展必須以業(yè)務(wù)能力達(dá)到系統(tǒng)化要求為基礎(chǔ)支撐，圍繞智能化電網(wǎng)的功能作用，將電網(wǎng)運(yùn)行過程中的信息形成、收集輸送、傳感設(shè)備作為智能化的功能單元，在交互作用相互滲透中發(fā)揮作用。

二是電力通信要在智能化電網(wǎng)發(fā)展中注重電子硬件設(shè)備，高壓電網(wǎng)的作用，以此為基礎(chǔ)通過系統(tǒng)設(shè)置、統(tǒng)籌優(yōu)化、流程管理，實(shí)現(xiàn)智能化電網(wǎng)全方位全過程全環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，建立起智能電網(wǎng)與配套設(shè)備之間的連接橋梁。

三是維護(hù)智能化電網(wǎng)運(yùn)行安全，為早期發(fā)現(xiàn)線路設(shè)備存在故障創(chuàng)造條件。發(fā)揮智能化電網(wǎng)的優(yōu)勢作用，要從以消除計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下不注重節(jié)能環(huán)節(jié)，電力使用缺乏規(guī)劃性，能源浪費(fèi)消耗嚴(yán)重，高能耗電廠、高污染排放的“癥結(jié)”出發(fā)，徹底摒棄以犧牲環(huán)境為代價(jià)換取電力企業(yè)利潤效益的錯(cuò)誤做法，樹立創(chuàng)新意識(shí)、倡導(dǎo)綠色生態(tài)發(fā)展理念，推廣應(yīng)用新型節(jié)能設(shè)備技術(shù)，建立清潔型節(jié)約型電網(wǎng)系統(tǒng)，徹底擺脫我國電網(wǎng)智能化建設(shè)自主知識(shí)核心能力不足、高精尖技術(shù)依賴進(jìn)口的被動(dòng)局面，伴隨科技革命技術(shù)進(jìn)步，不斷健全完善我國電力通信系統(tǒng)智能化技術(shù)應(yīng)用結(jié)構(gòu)。

4.2 電力通信在智能化變電領(lǐng)域中的應(yīng)用

變電站作為連接發(fā)電站與用戶的關(guān)鍵中間環(huán)節(jié)，在電網(wǎng)系統(tǒng)中起著承上啟下的重要作用，其建設(shè)質(zhì)量如何、效率發(fā)揮怎樣，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起著十分關(guān)鍵的作用。

一是要以變電過程的安全性為主要參考因素，站在電力系統(tǒng)未來發(fā)展、業(yè)主需求逐漸提高的高度，進(jìn)行智能化變電站建設(shè)前瞻性研究分析，針對(duì)傳統(tǒng)電能正在走向海上發(fā)電、光伏發(fā)電等新型清潔能源轉(zhuǎn)型過渡的實(shí)際，未雨綢繆制定將所有形式發(fā)電納總體電網(wǎng)的藍(lán)圖。

二是電力通信智能化變電領(lǐng)域應(yīng)用效率，要以經(jīng)濟(jì)實(shí)用性、技術(shù)可行性以及人員素質(zhì)為基點(diǎn)，因時(shí)而異、因地制宜。電量統(tǒng)計(jì)環(huán)節(jié)要從歷史數(shù)據(jù)分析中找出經(jīng)驗(yàn)性數(shù)據(jù)，從前瞻性產(chǎn)業(yè)發(fā)展中明確方向，合理確定電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息采集過程波動(dòng)范圍，制定電網(wǎng)最高過載數(shù)據(jù)上限管控機(jī)制，提升變電站運(yùn)行維護(hù)安全，豐富變電站管理功能，發(fā)揮變電站的基礎(chǔ)設(shè)施作用。

4.3 電力通信在智能化電網(wǎng)中的支撐作用

智能化電網(wǎng)比傳統(tǒng)電網(wǎng)的傳輸更加高速、效益互動(dòng)響應(yīng)機(jī)制更加準(zhǔn)確、通信信號(hào)的指令性及時(shí)性更加精準(zhǔn)。

一是電力通信系統(tǒng)必須以為智能化電網(wǎng)建設(shè)提供基礎(chǔ)性支撐為目標(biāo)，關(guān)鍵技術(shù)主要以通信終端硬件數(shù)據(jù)支撐、以通信技術(shù)為傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)智能化電網(wǎng)管理。

二是電力通信在智能化電網(wǎng)必然在設(shè)計(jì)運(yùn)行方式、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上加大投入支持。同時(shí)智能化電網(wǎng)建設(shè)考慮投資大、風(fēng)險(xiǎn)高、政策時(shí)效性強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)情況，依靠計(jì)算技術(shù)建立新型模式，依靠信息網(wǎng)絡(luò)共享數(shù)據(jù)庫提高智能化服務(wù)水平。

三是要堅(jiān)持以為用戶提供優(yōu)質(zhì)滿意服務(wù)為導(dǎo)向，制定企業(yè)電力通信中的智能化技術(shù)應(yīng)用長遠(yuǎn)規(guī)劃，建立與智能化電網(wǎng)建設(shè)相適應(yīng)的組織機(jī)構(gòu)，培養(yǎng)智能化電網(wǎng)攻關(guān)人才團(tuán)隊(duì)，保障設(shè)備更新?lián)Q代、科學(xué)技術(shù)研發(fā)，始終保持在依靠水平，保證足額的資金投入。要結(jié)合未來發(fā)展趨勢發(fā)揮電力通信在智能化電網(wǎng)中的支撐作用，開展與不同電網(wǎng)的跨行業(yè)聯(lián)盟建設(shè)、開展互利共贏供電技術(shù)模式設(shè)計(jì)創(chuàng)新，為實(shí)現(xiàn)智能化電網(wǎng)建設(shè)、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)夯實(shí)基礎(chǔ)。

4.4 電力系統(tǒng)智能化在輸電領(lǐng)域中的應(yīng)用

智能化電網(wǎng)建設(shè)的終極目標(biāo)，是為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、民眾生產(chǎn)生活，提供滿意的服務(wù)。

一是電力系統(tǒng)智能化要在前期發(fā)電站建設(shè)、輸變電建設(shè)運(yùn)行維護(hù)的基礎(chǔ)上，抓好末端輸電領(lǐng)域的應(yīng)用工作。對(duì)傳統(tǒng)供電模式進(jìn)行改革，以建立超高壓、特高壓，以及民用、工用綜合配套的電網(wǎng)骨干網(wǎng)架為智能化電網(wǎng)建設(shè)的主線，滿足不同區(qū)域、不同用戶的差異化要求。

二是為節(jié)約電源降低消耗，要根據(jù)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求，進(jìn)行輸電計(jì)劃布局、合理控制輸電總量，強(qiáng)化輸電能力和監(jiān)控水平。

三是電力系統(tǒng)要構(gòu)建智能化輸電機(jī)制，采取多制式、兼容性強(qiáng)的接入并網(wǎng)方式，確保不同電網(wǎng)模塊之間切入轉(zhuǎn)換。與電力系統(tǒng)改革進(jìn)程形勢相適應(yīng)，多方面多渠道開展輸電外輸功能，完善安全預(yù)警機(jī)制，突出可視化監(jiān)控優(yōu)勢，降低電網(wǎng)故障率，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化輸電領(lǐng)域核心技術(shù)新突破。

4.5 實(shí)施電網(wǎng)智能化故障檢測管控

我國電力通信系統(tǒng)實(shí)施電網(wǎng)智能化技術(shù)應(yīng)用，要立足于力電力總資源不充分、人口分布不密集、輸電線路穩(wěn)定性差、輸出損耗率高等情況。

一是要從提高供電運(yùn)行安全，保證用戶使用環(huán)境出發(fā)，為準(zhǔn)確實(shí)施電網(wǎng)智能化技術(shù)、開拓新型技術(shù)空間，加強(qiáng)各種應(yīng)急演練，打破時(shí)空的局限性，有針對(duì)性解決電網(wǎng)輸出效率延后給用戶帶來的不便。

二是要借助智能化電網(wǎng)的優(yōu)勢開展電網(wǎng)常見故障率排查，開展遠(yuǎn)距離輸電線路環(huán)境檢測，克服天氣、風(fēng)氣、風(fēng)向、桿塔振動(dòng)等各種不利因素的影響。

三是要將遠(yuǎn)程視頻排查作為監(jiān)控的重要依據(jù)，借助天氣預(yù)報(bào)、預(yù)警防控機(jī)制，開展電網(wǎng)智能化安全隱患故障檢測排查，減少人為因素對(duì)智能化電網(wǎng)安全的影響，充分發(fā)揮智能化電網(wǎng)的綜合技術(shù)優(yōu)勢。

5 結(jié)語

為推動(dòng)我國電力系統(tǒng)更好地發(fā)展，發(fā)揮好電信系統(tǒng)在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活中的重要作用，國家電力企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)，必須加強(qiáng)電力通信中的智能化技術(shù)應(yīng)用研究，挖掘智能化電網(wǎng)在未來電信系統(tǒng)發(fā)展中的潛力，加大技術(shù)研發(fā)資金投入力度，培養(yǎng)專業(yè)智能化技術(shù)人才，不斷提高智能化電網(wǎng)運(yùn)行效率，降低輸送過程中的電能損耗，減少高能耗發(fā)電對(duì)環(huán)境的污染破壞，實(shí)現(xiàn)電力通信技術(shù)和智能電網(wǎng)建設(shè)的有機(jī)融合。