智能電網信息與通信技術分析范文

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隨著人們生產生活水平的提高，對于電網的運行要求更加嚴格。經過多年電網系統的發展，智能電網技術也逐漸趨于完善。所謂智能電網就是以發電設備、輸配電網絡、用電設備和儲能設備的物理電網為基礎，把先進的傳感測量技術、通信技術、計算技術、自動化與智能控制技術等與物理電網進行融合，形成可觀測、能控制、自動化和系統綜合優化平衡的新型電網，從而更加清潔、高效、安全、可靠。

1分析智能電網其特性

1.1可融合多種數據智能電網涉及的數據信息數量較大，基于此數據，可以實現對智能電網的控制，確保電網有效運行，將多種傳輸渠道提供給智能電網使用者。同時也可直接交互，保證電網使用者獲得更多增值服務。

1.2提升經濟效益電力企業要想提高經濟效益，就要對生產成本進行管控。例如，智能電網中運用通信技術，傳輸更多數據流量，以合理配置資源，降低電網損耗，有效提升資源利用率，節約企業生產成本。

1.3確保電網平穩運行如果遇到不良天氣，智能電網仍然可以穩定供電，從而有效避免了大范圍停電而對企業運行產生影響。傳輸信息數據時，能夠有效避免信息被盜取或者篡改，如圖1所示。

1.4有效評估與預防電網安全受到各種影響因素的干擾，可以對智能電網自動進行分析，對網絡結構問題予以及時性解決。智能電網還具有故障診斷隔離、系統自動恢復、安全評估以及預警防控等功能，確保互聯網運行通暢。

2智能電網信息通信網絡的技術問題及解決措施分析

2.1通信技術

2.1.1光纖以太網通信技術理論上而言，借助MPLS（多協議標簽交換），光纖通信可將傳統的2M帶寬擴展為1000M，在數字融合簡化、成本降低等方面均有著重要的應用。在智能電網的建設中，常用電力特種光纜包括OPGW、OPPC、ADSS等（詳見表1）。其中，OPGW的優點主要體現在兩個方面：①OPGW是通過與地線直接復用所架設的，在成本方面能夠節省下重復建設地線的巨大開支。②其信號傳輸的損耗較小，能夠在電力系統的長距離通信中保障較高程度的通信質量。但缺點在于在雷雨天氣易遭受雷擊導致嚴重損壞。ADSS光纜的優勢在于其材料采用絕緣介質，避免了雷擊的影響，且所使用材料密度較低，同等情況下比OPGW光纜具有更輕的重量，對智能電網信息通信網絡中輸電線路的影響較小。同時由于其安裝形式為桿塔添加型，相關的維修及優化工作可以獨立進行，降低了因停電修復帶來的經濟損失。但其不可避免的缺陷在于會與化學物質產生電腐蝕現象。故在新建線路或是更換線路時，OPGW光纜往往具有更高的應用價值。但在對老線路加掛光纜時，ADSS光纜將會更為出色。值得一提的是，部分發達國家在電力線路桿塔架設中，還會采用OPPC型光纜，其能夠與相導線復合所保持的高電壓狀態無疑成了天然的防盜器，故隨著我國光纖以太網通信技術的不斷成熟，當無法找到合適的ADSS和OPGW的敷設空間時，OPPC型光纜亦有著不可忽視的應用價值。

2.1.2電力線通信技術電力線通信技術在電力通信網的主干網絡中已有了廣泛的應用，并正逐步向用戶端推進。但在智能電網的建設中，電力線通信技術還存在兩方面的缺陷：①電力線自身存在射頻干擾、載波頻率低等弊端，考慮到電力線通信技術所使用的電力線短期內難以找到合適的替代品，故材料因素引起的通信質量下降短期內還難以消除。②TCP/IP通信協議與電力線的通信技術不兼容，使得在通信網絡的層次結構中，電力線通信技圖1智能電網自愈功能架構運行圖術難以得到有效應用。概括而言，這兩方面：①技術方面的缺陷；②體制方面的缺陷。在技術方面，未來的新型材料將承載著解決電力線材料弊端的期望。在體制方面，隨BPL標準開發進程的不斷深入，電力線的通信技術將可能實現即插即用的使用模式，從而與以太網網絡相兼容。如果未來20年內，因材料因素引起的通信質量問題能夠得到克服，與BPL標準相兼容的電力線通信技術將有著極其廣闊的發展前景。

2.2層次模型的構建以及標準體系的設計智能電網系統的建設對于技術的要求較高，且其自身構造也比較復雜，如圖2所示，要實現智能電網與信息技術和通信技術順利結合，就必須構建合理的層次模型和設計標準體系。①應用層主要是各應用平臺的運行，包括現有電力平臺和用戶互動平臺。通過應用層，管理者可以在電力應用管理平臺上，管理電力生產、傳輸，營銷等各項事務，實現電力生產有效管理；在感知互動平臺上，用戶可以登錄系統管理自己專屬賬戶，核查自己的賬戶信息，了解電力的政策、運營狀況，查詢反饋意見，管理當前的個人電力需求等，從而實現電網企業與用戶的雙向交流。②網絡層主要是涉及傳輸中的網絡，即電力通信主干網、電力接入專網以及具體應用的電力光纖網和寬帶無線網，互聯網和以太網。電力通信主干網用來遠距離傳輸各城市間電力調度信息，生產、行政管理命令等信息。電力光纖網和寬帶無線通信用來傳輸各類信息，包括行政管理、調度控制、狀態監測、繼電保護、安全防護等多種信息。通信傳輸主干網主要使用光纖，遠距離傳輸光纖具有明顯的優勢。互聯網和以太網則主要用來查詢信息，了解當前的電力政策，跟蹤市場前沿動態，學習最新電力技術知識等，當然感知延伸層部分信息數據也可通過互聯網傳輸。③感知延伸層向上連接各專業網絡，向下連接感知使用對象，主要用來采集狀態信息、圖像信息、電表度數等基礎數據，傳輸智能家居、水、氣、熱等控制指令，實現智能管理。該層主要利用PLC短距離無線通信、多功能傳感器、紅外通信、射頻、網絡路由等技術的應用實現對各智能設備的感知。通過這些技術，提高其感知水平，擴展智能電網的覆蓋范圍，使智能電網的物理網絡得到極大的拓展。

2.3安全防護智能電網相對傳統電網而言，其距離跨越長、設備類型多特點體現的更為明顯，一旦某個設備的元件出現故障，極有可能造成整個電網的癱瘓。故在智能電網信息通信網絡的建設過程中，安全防護工作亦有著不可或缺的重要價值。筆者認為，智能電網信息通信網絡的安全防護工作相較于傳統電網偏向于電網物理安全的特點而言，更傾向于保障整個信息安全的系統化。因此，智能電網信息通信網絡的安全防護工作應包含幾下幾個方面的內容：

2.3.1安全機制配備安全機制配備工作可謂是我國智能電網信息通信網絡安全防護工作的最薄弱環節，雖然在電網的建設過程中，大至工作站、服務器、小至路由器，都會給網絡傳輸配備相關的安全機制。但就實際情況而言，大部分個人用戶并不能對安全機制進行有效配置，即使是具備頂級IT維護團隊的大型企業，這種情況也并不少見。根據中國信息安全網公布的數據，約有80%以上的信息系統入侵是由于服務器和相關網絡設備的安全機制配備不完善所造成的。故在未來智能電網的建設過程中，加強安全機制的配備工作有著重要意義。

2.3.2威脅應對能力威脅應對能力的提升是智能電網信息通信網絡的安全防護工作的重要環節，當信息系統攻擊發生時，電網的安全系統應當具有及時啟動相應的應對和報警機制能力。當故障產生時，安全系統也應當具有產生聯動響應的能力，從而及時應對突發性威脅。

2.3.3重要系統的可靠性智能電網信息通信網絡的重要系統包括電力數據采集與監控系統、變電站自動化系統、配電自動化系統、微機繼電保護和安全自動裝置、廣域相量測量系統等等。這些系統一旦被外部邊界發起的攻擊侵入，往往會對整個信息通信網絡產生致命的影響，故提升這些重要系統的可靠性，尤其是防止黑客攻擊造成系統事故的產生，對智能電網信息通信網絡的安全防護工作有著重要意義。

3結束語

綜上所述，社會經濟的發展對于電網事業的發展有著促進作用，研究智能電網逐漸受到更多人的重視，智能電網以銅芯技術與信息技術為重點與核心技術。針對當前形勢下的電網事業，應用智能電網信息通信技術，建立雙向、實時、集成通信系統，不僅可以提升電網實際應用效率，還可以促進我國電網智能化發展達到國際趨勢，具有積極意義。

作者：劉卓 單位：國網湖南省電力公司邵陽供電分公司