试论智能电网时代电力信息通信技术的应用和研究郭新伟

试论智能电网时代电力信息通信技术的应用和研究郭新伟

(内蒙古电力(集团)有限责任公司乌海电业局内蒙古乌海市016000)

摘要:智能电网的构建与运行是以电力通信网络为基础,智能电网系统的发展必然需要电力通信技术的创新,可以说,电力信息通信技术是智能电网建设与发展的核心技术,是实现电力系统智能化的根基,贯穿于发输电、变配电、用电和调度等各个环节中。但智能电网的到来必然会对电力信息通信技术提出了新的要求和挑战,梳理和探讨智能电网视角下电力信息通信技术的新要求、新标准及新体系具有重要的价值。

关键词:智能电网时代;电力信息;通信技术;应用和研究

导言:智能化的电网就是智能电网(smartpowergrids)。将现如今双向、高速的网络基础与多种技术的应用(如决策支持系统技术、设备技术、传感技术、测量技术、控制方法)等相结合,使电网变得更加安全、可靠、经济、高效。但智能电网的到来必然会对电力信息通信技术提出了新的要求和挑战,梳理和探讨智能电网视角下电力信息通信技术的新要求、新标准及新体系具有重要的价值。

1电力通信与智能电网

安全与稳定的电力系统是电力通信网的目标,而安全与稳定的电力系统有三个主要支柱:自动化调度系统、电力系统的安全与稳定控制系统以及电力信息网。而确保电网稳定、安全运行的一大重要手段就是电力通信网,电力通信网是实现现代化管理、市场化网络运营、自动化电网调度的重要基础,是组成电力系统的重要基础设施。

电力通信网与电网二者紧密结合,不可分离。在市场化运作和迅速发展的电网的不断要求下,通信技术发展与社会发展对推动电力通信网的作用就必须充分考虑。需要形成规模效益,规划一个能更好的服务社会与电网的具有完整体系,齐全功能的电力通信网络。

电力通信在我国有数十年的历史。采用电力线载波、电缆等通信方式是早期电力系统通常用来处理事故,调度指挥的方式,规模小是其特点。电话指挥运行随着电力负荷的增长,电力系统的不断壮大的现在已不能确保安全供电。

我国电力系统在20世纪80年代的不断扩大使得调度管理也逐渐变得复杂,电子计算机为基础的调度自动化成为要求。与此同时,卫星通信,光纤通信等多种现代的通信技术在这个时期也得以发展应用。

2电力通信的现状

电力系统通信网在我国是一种专用的通信网,由发电厂、变电所、电力部门的终端设备、交换系统、传输系统连接组成,其中运行的指挥中枢就是电力通信网。

通信网的发展阶段经历了从同轴电缆和明线电缆到光线运输的转变,由纵横交换向程控交换的转变,由对硬件技术向对软件技术的转变,由定点通信向移动通信的转变,由模拟网向数字通信网的转变几个阶段。随着技术的发展电力通信网也得以发展,在技术竞争越来越激烈的现在,电力通信已成为了电力系统重要的基础设施、神经中枢。成为了引领电力科技向高科技发展的先驱。

我国的发电量、发电设备装机容量、电网规模在经过近年来的努力后以跻身于世界前列。形成了大规模的电力系统,以中心城市与发电厂为核心,各区域的电力系统通过不同电压等级的输电线路骨架连接起来,是适应于现代电网的发展的。我国电力通信进步的成就主要表现在:良好学术氛围的形成、建立起了一定规模的通信机构、提高了装备技术水平、电力通信综合业务网也覆盖全国,各项技术规范与管理标准的完善。这使得电力通信的作用越来越重要,尤其是在现代经营管理与电力生产方面。

3智能电网与电力信息通信技术发展特点简析

3.1智能电网与电力信息通信技术发展的基本概念

就一般情况下而言,所谓智能电网指的是从整合电力系统中发展演变而来的电力管理系统,以整合电力系统为基础,对电网系统之中的变电、输电、用电等各个方面的相关数据进行统一化的管理和风险。智能电网能够很大程度上满足现阶段电力系统系统化和自动化的相关需求。电网数据安全性是现阶段制约智能电网智能化发展的主要因素,而智能电网运行的基础便是电网数据。而电网发展的重点以及核心便是安全运输电力,同时电力通信技术能够将发电、输电、用电等各个环节中产生的数据进行集中化统一化的管理。以便于实现推动电力系统稳定发展的目的。综合以上而言,电力通讯技术能够在很大程度上决定电力系统是否能够正常运行。

3.2智能电网与电力信息通信技术发展特点

较之于传统电网发展,智能电网发展具有以下三个方面的特点:①智能电网技术拥有较高的兼容性。因为智能电网技术对现阶段海量的信息网络资源进行了科学有效的综合,并对其展开了有效科学合理的处理,很大程度上满足了检测需求的多样化、个性化。②智能电网技术拥有较强的安全性。智能电网技术的安全性主要体现在能够在很大程度上保障电网数据的安全,在数据的传输和保存的过程中不会出现数据的丢失或者被侵害的问题。③智能化技术拥有较强的感知力,智能化技术能够对各部位产生的诸多数据进行全方位实时的检测,对于系统的异常能够及时的发现。

4电力信息相关通信技术在智能电网这一时代之下的应用探究

4.1无线技术具体应用

站在无线技术这一层面来看,智能电网通常都需要对一些传输数据进行实时收集,而无线技术就是在这期间一种常用的数据传感以及有效运行的状态。就智能电网来说,其中重要地段以及重要部位都需要配备一些传感器,以此来对电网当中各项数据进行实时动态监测。而从传感器方面来看,智能电网进行电力传输期间,通常都会要求有关智能传感相关设备具有较小的体积,并且要求其耗能较低。这就使得无线形式的通信技术在现有通信技术之中具有无法比拟的优势。现阶段,世界常见的一些通信技术类型包含WIFI技术、蓝牙技术以及zigbee技术等。应用zigbee这一技术期间,因为这一技术能耗较低,抗干扰这一能力非常强而且传输飞快等特点,其在小范围的电表之中使用的非常广泛。而WIFI技术以及蓝牙技术当前已经在国内外智能手机当中被当成是标配,并且有着广泛应用。相关人员可以借助手机来对电网运行具体情况进行实时检查,进而实现对电网数据的动态监测,设计智能形式的方案,使得电力系统信息化以及自动化得到更加深入的发展。

4.2光纤技术具体应用

在光纤类型的通信技术之中,一般都包括OPGW,即光纤复合架空地线,和ADSS,即自承式光纤电缆技术。在这其中,OPGW是一种新型特种光缆,而通过把以往相线结构与复合结构进行有效结合这样的形式可以实现协调性以及抵抗电磁这一能力,这一技术在当前智能电网之中主干道上作用十分巨大。而ADSS这一技术在架空施工期间,一定要注意额外设备以及配备挂件,所以在不少应用当中输送电缆都使用这一技术。光纤通信可以对较大负载容量并且高宽带方面数据传输相关要求进行满足。光纤通信这一技术一般在智能电网接入层次以及主干道之中。光纤通信这一技术常常以一种环形为主的形式被应用到智能电网之中,这样可以将智能电网整体事故具有的发生时间进行降低。而通过链形或者树形这样的接入方式则可以对智能电网当中各个层面进行网络方面的有效连接,进而进行有效联动。

4.3提高安全防护

我国的智能电网跨越地域较广,而且智能电网本身就是一个信息互联的过程,如此庞大的信息处理对信息安全防护能力提出了更高的要求,这是信息通信技术应用过程中需关注的重点问题,从信息通信系统出发来提高智能电网信息安全防护能力能起事半功倍的效果。首先是建立信息安全评估机制。据笔者的调查,电力通信网络中服务器、路由器等设备是安全隐患的频发节点,通信安全配置的不足或错误会导致信息系统被入侵,需要构建信息安全评估机制来促进通信系统安全防护能力的改进和提升。其次是注重敏感信息的安全保护。基于电力系统的安全、稳定运行考虑,应从内外全方位的杜绝电网运行数据及调度敏感信息的窃取,特别发、输、配电等重要信息数据。为了预防非法盗用电网信息,最为关键的一点就是解决无线通信网络信息数据安全传输问题,无线通信网络信息传输的脆弱性已得到证实,IEEE曾指出只需一台普通的无线局域网适配器就能利用共享WLAN技术标准IEEE802.llb身份验证的脆弱性来非法窃取数据信息。因此,必须加强智能电网无线通信技术安全机制的改进,以提高整个电网的敏感信息安全防护。最后是提高威胁应对能力。在智能电网通信网络的运行过程中,时常会面临着诸多安全威胁,例如信息的窃取、网络的破坏等。当发生这些威胁时,要求电力通信系统能够做出相应的动作,进而保证电力信息传输的持续性和稳定性,一般通过电力信息通信设备或网络的双平面配置来解决。

4.4移动技术具体应用

现阶段,在移动类型的通信技术之中,常常借助4G技术来对数据进行有效传输。因为4G技术传输速度快,同时还可以进行远距离的传输,这些特点都在变电站相关数据传输当中有着重要作用。在国内,规模较大的变电站通常都建设在一些距离城市中心有很长一段距离的郊区。而且设计的断路开关、逆变器以及电源都较为分散,所以进行的布线通信通常都存在着成本浪费严重的现象,同时还使得施工量增加许多。此外,在搭建变电站期间,这些地区的建设环境通常较为恶劣,这就阻碍了施工者正常开展人工作业。然而移动通信这一技术恰好对于这一问题进行了解决。伴随国内4G技术逐渐普及以及推广应用,使得移动类型通信技术被大范围的应用到了智能电网相关数据有效传输以及监控系统当中,进而使得变电站这一系统的通信实现了畅通,同时将数据相关传输速度以及传输安全进行了有效提升。

4.5优化网络结构

电力通信网络是各项信息通信技术综合应用的成果,构建安全、高效、稳定的电力通信网络是电力信息通信技术研究和应用的基本目标。智能电网背景下的电力通信网络应能保证数据调度的快捷、行政交换的协调、信息交换的高效等。典型、完整的电力通信网络主要包括传输网、业务网和支撑网三个组成部分。传输网是整个电力通信网络的基础和骨干部分,由传输介质和传输设备组成,承担着电力系统的主要信息数据传输,该部分网络及设备应尽量双重化配置,以保证其可靠性。业务网也是电力通信网络的重要环节,是建立在传输网之上的,属于应用网的范畴,是完成行政交换、调度交换、信息传输交换等任务的重要网络。支撑网是为了保证电力通信网络正常运行而构建的,由同步、网管和信令等系统构成。基于电网的实际差异性,细化的电力通信网络结构会有所区别,而且随着智能电网的发展,整体结构还应进一步优化和改善。

5在智能电网这一时代下电力信息相关通信技术具体要求以及展望

智能电网在今后发展期间,其中的电力信息相关通信技术这一平台必然要向着多样化这一方向进行发展。电力通信这一技术和智能技术的有效结合,必然要根据用户新的需求来开发一些新的应用。同时,智能电网现有保密工作还将会变得更加完善,使得数据信息具有的干扰以及损失进行减少,将智能电网具有的防护性进行提升。在用电这一问题上,工作人员可以对用户信息进行深入采集分析,借助数据监控来对电力通信这一技术进行整改,进而促进智能电网进行安全并且有序的发展。

6结束语

因为电力通信平台是其重要的组成部分,也是重要的通信通道,所以电力通信平台在智能电网中需要与智能电网业务相互配合。电力信息方面技术除了可以借助信息化以及自动化来对传统电网之中一些缺陷进行弥补之外,同时还会将数据传输具有的准确度以及高效性进行提升,进而可以促使人们对人力以及物力方面资源进行有效节约,同时促进生产效率的提升。所以,对电力信息方面通信技术进行深层次的研究,促进国家电网相关建设更加完善,进而促进国内智能电网整体进行稳定并且高效的向前发展。

参考文献:

[1]刘蕾,李思逸,王凤敏,何成峰.浅谈电力通信技术在智能电网中的应用[J].通讯世界,2014,02(3):75~76.

[2]武侠,战捷.电力通信在未来智能电网中的应用[J].中国新通信,2012,21(2):54~55.

[3]钱烨.智能电网中电力通信技术的应用挑战[J].中国新通信,2016(1)10:46.

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