國(guó)網(wǎng)永州供電公司 吳雅征 唐夏生

1 智能電網(wǎng)及電力信息通信簡(jiǎn)介

1.1 智能電網(wǎng)

電力作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、居民生活需要最重要的基礎(chǔ)能源之一，其網(wǎng)絡(luò)環(huán)境穩(wěn)定性如何、電信服務(wù)質(zhì)量好壞，直接影響著企業(yè)能否形成核心競(jìng)爭(zhēng)力，能否為用戶提供多元化需求。開(kāi)展智能電網(wǎng)建設(shè)，要緊緊依托電力通信技術(shù)發(fā)展的實(shí)際，在信息技術(shù)的支持下以構(gòu)建完整電力運(yùn)行系統(tǒng)為方向，借助數(shù)據(jù)信息控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全平穩(wěn)運(yùn)行目標(biāo)[1]。智能電網(wǎng)在傳統(tǒng)電網(wǎng)基礎(chǔ)上，更加凸顯智能控制和信息技術(shù)保障，通過(guò)電力信息通信技術(shù)的運(yùn)用，在全系統(tǒng)各組成單元之間形成運(yùn)行數(shù)據(jù)收集反饋數(shù)據(jù)庫(kù)，建立全面準(zhǔn)確掌握電網(wǎng)運(yùn)行狀況的工作格局，以此提升電力行業(yè)總體服務(wù)水平、提高市場(chǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

智能電網(wǎng)最大特征有幾點(diǎn)，一是智能性特征。完全擺脫了傳統(tǒng)電網(wǎng)依賴人工操作的方式，借助感應(yīng)傳感器、動(dòng)態(tài)監(jiān)控體系、故障危險(xiǎn)預(yù)警，以及運(yùn)行維護(hù)程序，圓滿完成電力目標(biāo)任務(wù)。比如，在高低壓配置、線路巡檢、故障檢修方面，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人化、智能化操作。二是高科技特征。智能電網(wǎng)建立在系統(tǒng)數(shù)據(jù)之上，借助智能邏輯分析運(yùn)算，計(jì)算機(jī)軟件分析技術(shù)，對(duì)各系統(tǒng)指令執(zhí)行進(jìn)行決策。因此，信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)代背景下的智能電網(wǎng)建設(shè)，更加強(qiáng)調(diào)優(yōu)化完善電力運(yùn)行能力，更加注重從技術(shù)角度挖掘智能潛力，推進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)平穩(wěn)有效運(yùn)行。

1.2 電力信息通信

電力信息通信隨著大數(shù)據(jù)信息技術(shù)不斷成熟，其內(nèi)涵形式勢(shì)也在不斷豐富發(fā)展。通常意義的電力信息通信，泛指應(yīng)對(duì)電網(wǎng)配電、輸電，以及發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的、難以發(fā)現(xiàn)的細(xì)小苗頭性問(wèn)題開(kāi)展“診斷”，免除小隱患對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全構(gòu)成的巨大風(fēng)險(xiǎn)。電力通信技術(shù)的工作機(jī)理是借助先進(jìn)的載波技術(shù)、光纖等手段，建立故障預(yù)警機(jī)制，借助高敏傳感器擺脫傳統(tǒng)的人工操作監(jiān)控方式，借助智能化技術(shù)優(yōu)勢(shì)早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題隱患、早采取預(yù)防修復(fù)措施，確保整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)順暢[2]。

2 電力信息通信技術(shù)分析

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力信息通信技術(shù)的類型不斷地增多，電力信息通信技術(shù)如圖1所示。

圖1 電力信息通信技術(shù)

2.1 光纖通信技術(shù)

光纖通信技術(shù)作為電力通信技術(shù)中的核心技術(shù)之一，經(jīng)過(guò)多年研究發(fā)展實(shí)踐，因其在深海、太空，乃至極端特殊環(huán)境下，在電力傳輸過(guò)程中表現(xiàn)出的成熟穩(wěn)定特性而廣泛普及和應(yīng)用。光纖通信技術(shù)應(yīng)用于智能化電力系統(tǒng)建設(shè)，要從光纖通信傳輸?shù)奶厥庑猿霭l(fā)，線路敷設(shè)通常借助架空方式構(gòu)建纜線及輔助設(shè)施支撐框架，通過(guò)智能電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)、支架配合、纜線和配件安裝等相應(yīng)工具，共同構(gòu)建起光纖通信傳輸媒介。此項(xiàng)技術(shù)不僅優(yōu)化完善了傳統(tǒng)纜線的復(fù)合升級(jí)，而且極大增加了架空纜線的傳輸量，使該項(xiàng)技術(shù)在高傳輸率、超強(qiáng)穩(wěn)定方面的優(yōu)勢(shì)更加凸顯。將光纖技術(shù)應(yīng)用于電力通訊信息中，能夠?qū)崿F(xiàn)寬帶線路的擴(kuò)容、實(shí)現(xiàn)光纖線路在通路次數(shù)中的層次性傳遞。

智能電網(wǎng)中應(yīng)用光纖通信技術(shù)后，還可以依據(jù)日常使用、緊急狀態(tài)、信息級(jí)別的輕重緩急實(shí)現(xiàn)對(duì)輸配電過(guò)程中的數(shù)據(jù)線路進(jìn)行優(yōu)先順序設(shè)置，更好地優(yōu)化電力資源配置，提高系統(tǒng)運(yùn)行能力，提升智能電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量和水平。

2.2 智能化設(shè)備技術(shù)

隨著電力系統(tǒng)新技術(shù)的升級(jí)，大數(shù)據(jù)信息技術(shù)的日新月異，智能設(shè)備技術(shù)在我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)中的數(shù)量大幅增加，其分布方式、賦能方式，在提高輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性、保障用戶電氣設(shè)備安全性方面，充分體現(xiàn)出電子設(shè)備處理數(shù)據(jù)的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，能夠有效降低電力系統(tǒng)設(shè)備損耗，對(duì)提升電能質(zhì)量、解決儲(chǔ)存耗電等長(zhǎng)期懸而未決的問(wèn)題提供巨大助力。智能設(shè)備的優(yōu)越性同時(shí)體現(xiàn)在，減少了系統(tǒng)運(yùn)行受不確定因素影響的波動(dòng)性，借助系統(tǒng)動(dòng)態(tài)遙控信息傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)整體運(yùn)行監(jiān)測(cè)、及時(shí)獲取電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息，對(duì)故障苗頭及設(shè)備損壞進(jìn)行智能修復(fù)。

2.3 載波信息技術(shù)

作為電力通信技術(shù)的基礎(chǔ)方式之一，載波通信技術(shù)的主要作用為調(diào)制基礎(chǔ)信號(hào)，以載波形式完成電力信息的傳輸。借助電力網(wǎng)絡(luò)以及傳輸媒介，對(duì)特高壓電、高壓電、低壓電，通過(guò)波段調(diào)節(jié)進(jìn)行分類優(yōu)化。此種技術(shù)缺點(diǎn)是容易受到傳輸過(guò)程中諸如電磁波、自然雷電放電等因素干擾，通信技術(shù)質(zhì)量穩(wěn)定性差。實(shí)施載波技術(shù)必須克服信號(hào)衰減大、噪聲強(qiáng)、通信頻段易受干擾的難題，需要在電力信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下開(kāi)展科研攻關(guān)，使載波通信技術(shù)朝著性能更加穩(wěn)定、更加有利于轉(zhuǎn)型升級(jí)的方向發(fā)展。

2.4 移動(dòng)通信技術(shù)

移動(dòng)通信技術(shù)、載波通信技術(shù)、智能設(shè)備技術(shù)與光纖通信技術(shù)，既是對(duì)傳統(tǒng)電力信息通信技術(shù)的繼承，也是智能電網(wǎng)最重要的支撐手段。其中，移動(dòng)通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在，從信息發(fā)射端到接收端，徹底改變了傳統(tǒng)模式下固定線路空間傳輸?shù)谋锥?，打破了傳統(tǒng)有線傳播的空間限制，對(duì)提升電力信息通信的靈活性、節(jié)約費(fèi)用成本、保持技術(shù)安全，具有劃時(shí)代技術(shù)革新意義。移動(dòng)通信技術(shù)從3G、4G到5G 的轉(zhuǎn)型升級(jí)，對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)、變電站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了新的要求，對(duì)實(shí)現(xiàn)更大范圍更廣領(lǐng)域的輸電配電規(guī)模，形成國(guó)家范圍電網(wǎng)大格調(diào)布局，減少區(qū)域之間變電站建設(shè)造成的電力資源浪費(fèi)意義重大?？v觀我國(guó)電力通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，在移動(dòng)通信技術(shù)支持下，實(shí)現(xiàn)核心基站數(shù)量逐漸縮小、移動(dòng)通信質(zhì)量不斷上升的良好局面，為實(shí)施電網(wǎng)資源的優(yōu)化重組，更好地發(fā)揮智能電網(wǎng)的作用創(chuàng)造有利條件。

3 電力信息通信技術(shù)在智能電網(wǎng)時(shí)代的應(yīng)用策略

3.1 發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用

依托電力通信技術(shù)，加強(qiáng)電網(wǎng)能力建設(shè)，為智能電網(wǎng)發(fā)電賦能，已成為我國(guó)電力企業(yè)重要技術(shù)。電力企業(yè)要將智能電網(wǎng)發(fā)電能力建設(shè)與基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)濟(jì)實(shí)力、用戶需求充分結(jié)合，在翔實(shí)的市場(chǎng)調(diào)查研究基礎(chǔ)上科學(xué)預(yù)測(cè)，將電力需求轉(zhuǎn)化為相應(yīng)數(shù)據(jù)信息，借助智能電網(wǎng)分析體系，精準(zhǔn)控制發(fā)電規(guī)模和發(fā)電量。電力系統(tǒng)要借助電力通信技術(shù)建立智能電網(wǎng)、用戶、管理者之間的溝通媒介，實(shí)現(xiàn)發(fā)電、用電之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。一方面避免發(fā)電量不足導(dǎo)致用電中斷或設(shè)備停運(yùn)；另一方面要防范發(fā)電量過(guò)剩造成的能源消耗和寶貴的電力資源浪費(fèi)。智能發(fā)電加強(qiáng)對(duì)發(fā)電過(guò)程的有效調(diào)度，通過(guò)信息數(shù)據(jù)模型建立起電壓、電流、電功率與系統(tǒng)運(yùn)行的綜合評(píng)價(jià)體系。通過(guò)合理設(shè)置通信接口和布入線路，確保用電數(shù)據(jù)、發(fā)電數(shù)據(jù)與智能化管控體系匹配。智能電網(wǎng)系統(tǒng)可借助信息反饋體系精準(zhǔn)得到用電量的動(dòng)態(tài)變化，通過(guò)參數(shù)調(diào)節(jié)確保智能電網(wǎng)發(fā)電量與用戶使用量保持聯(lián)動(dòng)配合。

3.2 輸電領(lǐng)域的應(yīng)用

如前所述，智能電網(wǎng)最大特點(diǎn)是基于信息通信技術(shù)。輸電應(yīng)用要通過(guò)與直接關(guān)聯(lián)的電網(wǎng)形成智能反饋，將電力系統(tǒng)運(yùn)行、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、調(diào)度管理人員狀況等信息，全面反映到輸電系統(tǒng)中，以便及時(shí)消除輸電過(guò)程中安全隱患。輸電領(lǐng)域應(yīng)用要以保障實(shí)時(shí)監(jiān)控能力、保證輸電數(shù)據(jù)可靠性為目標(biāo)，借助智能電網(wǎng)傳輸平臺(tái)及時(shí)捕捉動(dòng)態(tài)信息，通過(guò)系統(tǒng)檢測(cè)判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)不安全因素和故障隱患及時(shí)報(bào)警。建立通訊信號(hào)與電力數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，借助故障電網(wǎng)應(yīng)急模塊，隨時(shí)完成電網(wǎng)內(nèi)部繼電器啟動(dòng)、電力傳輸故障報(bào)警，第一時(shí)間開(kāi)始故障修復(fù)，保障電力傳輸調(diào)度運(yùn)行順暢。電力系統(tǒng)加強(qiáng)輸電領(lǐng)域科技應(yīng)用，要將所有的工作措施、方法手段放在智能輸電的大背景下，加強(qiáng)設(shè)備更新、新技術(shù)引進(jìn)、人員培訓(xùn)等基礎(chǔ)工作，使輸電線路領(lǐng)域中巡線、線路檢修、故障排查、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能化管理要求。

3.3 變電領(lǐng)域的應(yīng)用

為滿足用戶的不同需求，智能電網(wǎng)必須在高壓電、低壓電，以及特殊用電之間實(shí)現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)換。實(shí)施變電領(lǐng)域應(yīng)用的電力通信技術(shù)，要圍繞加強(qiáng)智能電站變電設(shè)施能力建設(shè)，構(gòu)建企業(yè)操作性強(qiáng)、可視化、具有普遍意義的控制模塊。為體現(xiàn)智能電站的建設(shè)效果，變電系統(tǒng)運(yùn)行要借助傳感器，將整體運(yùn)行情況精準(zhǔn)地反映在調(diào)度中心的整體控制模塊上，為變電站管理、運(yùn)行維護(hù)，以及故障維修提供技術(shù)支持。智能變電站建設(shè)必須依賴科技進(jìn)步、圍繞電力運(yùn)行核心，努力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制與智能控制為主體的變電過(guò)程，借助智能電網(wǎng)完善優(yōu)化模塊，對(duì)電力數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行整合，千方百計(jì)使電力系統(tǒng)滿足不同用電區(qū)間的變電要求。

3.4 配電領(lǐng)域的應(yīng)用

配電作為電力系統(tǒng)靈活調(diào)配電力運(yùn)行服務(wù)的重要技術(shù)之一，必須通過(guò)不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)、科學(xué)調(diào)研、設(shè)備更新，實(shí)現(xiàn)配電對(duì)電力系統(tǒng)的有效支持，始終圍繞服務(wù)末端用戶，加強(qiáng)各關(guān)鍵環(huán)節(jié)之間的關(guān)聯(lián)，滿足用戶多元化配電需求。智能電網(wǎng)建設(shè)要以構(gòu)建全面用電類型、用電量層次，以及用戶地理分布為基礎(chǔ)，并依靠衛(wèi)星遙控技術(shù)、信息傳感技術(shù)、監(jiān)控成像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)在配電通信端口、線路入網(wǎng)接口，以及智能元件之間的靈活轉(zhuǎn)換，達(dá)到集成、互換、擴(kuò)展方面靈活自如的要求，為提高智能電網(wǎng)配電效率創(chuàng)造條件。

3.5 用電領(lǐng)域的應(yīng)用

用電環(huán)節(jié)既是智能電網(wǎng)運(yùn)行的服務(wù)末端，也是電網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量、設(shè)備運(yùn)行情況、電力信息通信技術(shù)的綜合表現(xiàn)。發(fā)揮電力系統(tǒng)在用電領(lǐng)域的應(yīng)用競(jìng)爭(zhēng)力，就要對(duì)用戶的不同用電量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和動(dòng)態(tài)分析。特別要針對(duì)當(dāng)前用戶量龐大、用電訴求多、供電環(huán)境復(fù)雜的嚴(yán)峻形勢(shì)，對(duì)海量的用電信息進(jìn)行甄別，建立智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)規(guī)模傳輸、規(guī)模處理，以強(qiáng)大穩(wěn)定的電網(wǎng)服務(wù)為硬件，構(gòu)成智能電網(wǎng)、電力系統(tǒng)、用戶之間的完美協(xié)同，提高智能電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定性、提供高質(zhì)量的電力服務(wù)。

3.6 新能源領(lǐng)域的應(yīng)用

從我國(guó)綠色環(huán)保發(fā)展形勢(shì)出發(fā)，新能源作為可再生資源，其中的風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、海上發(fā)電，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。因此，智能電網(wǎng)建設(shè)要具有超前意識(shí)，將淘汰高污染、高排放、高能耗的發(fā)電企業(yè)作為節(jié)能減排的重點(diǎn)，將減少輸電過(guò)程中電能損耗，降低環(huán)境污染作為電力企業(yè)生態(tài)環(huán)境發(fā)展的終極目標(biāo)。智能電網(wǎng)建設(shè)要將觸覺(jué)延伸到新能源發(fā)電領(lǐng)域，智能電網(wǎng)發(fā)展藍(lán)圖要保證新能源電力的通信接口達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，保證其電力供應(yīng)的穩(wěn)定性，有效性，持續(xù)性。

智能電網(wǎng)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用，要以國(guó)家戰(zhàn)略為主導(dǎo)，以政府牽頭、企業(yè)參與為方向，針對(duì)我國(guó)地域遼闊，風(fēng)能、光能、太陽(yáng)能、海洋潮汐蘊(yùn)藏能力潛力巨大的特點(diǎn)，開(kāi)展宏觀規(guī)劃，制定出長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略，以此豐富國(guó)家電力供應(yīng)形式、彌補(bǔ)當(dāng)前電力供給不足造成的嚴(yán)重能源短缺。發(fā)揮電力系統(tǒng)、高等院校、科研單位的專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，大力加強(qiáng)新型能源的開(kāi)發(fā)研究，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)電力供應(yīng)情況的根本好轉(zhuǎn)，更好地發(fā)揮智能電網(wǎng)電力信息通信技術(shù)的效能，構(gòu)建出智能電網(wǎng)與新能源管理體系相互融合相互作用相互補(bǔ)充的良好格局。

4 結(jié)語(yǔ)

智能電網(wǎng)建設(shè)是信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)代下電力企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，發(fā)揮電力信息通信技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，就要在發(fā)電、輸電、配電、用電領(lǐng)域加強(qiáng)應(yīng)用研發(fā)，加大新能源領(lǐng)域智能電網(wǎng)的應(yīng)用力度，依靠通信技術(shù)完成智能電網(wǎng)中各種電力數(shù)據(jù)的安全傳輸。