曾 瑤
(國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司婁底供電分公司,湖南 婁底 417000)
電網(wǎng)系統(tǒng)比較復(fù)雜,大量的電力傳輸數(shù)據(jù)會(huì)使電力系統(tǒng)產(chǎn)生工作壓力。了解已運(yùn)行電網(wǎng)系統(tǒng)的荷載峰值,通過(guò)電力信息技術(shù)與電力通信技術(shù)融合,能夠規(guī)避潛在問(wèn)題,滿足發(fā)展需要。這兩項(xiàng)技術(shù)是電力系統(tǒng)保持穩(wěn)定的核心,也是不可或缺的重要組成部分。要改善傳統(tǒng)電力體系的管理理念,樹立新型的信息化管理方法,極大提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸處理效率。在電力信息技術(shù)與通信技術(shù)融合的背景下,提高電力網(wǎng)運(yùn)行效率、質(zhì)量,進(jìn)一步優(yōu)化電網(wǎng)資源的配置。
電力通信技術(shù)與電力信息技術(shù)屬于宏觀理念,二者之間有共融特征,能夠顛覆傳統(tǒng)電力企業(yè)管理方法,為管理者提供新型的管理思路,不僅能夠保障電力系統(tǒng)的運(yùn)行精準(zhǔn)性,還能提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸效率。在電力信息技術(shù)研究?jī)?nèi)容中,其主要為電力工程領(lǐng)域信息基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)。作為電氣工程和信息技術(shù)結(jié)合所產(chǎn)生的學(xué)科,其同承擔(dān)著電力行業(yè)信息管理構(gòu)建、安全、輔助以及決策等新理論。在電力信息技術(shù)研究中,研究的主要方向?yàn)橛?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)等。在電力通信技術(shù)中,要保障電力系統(tǒng)在傳遞中有高度的安全性和穩(wěn)定性,運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng),提升電力通信效率。以往,電力數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中受客觀因素影響,出現(xiàn)的明顯差異主要為數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間差異。但是,通過(guò)電力通信技術(shù),以無(wú)線電、電磁系統(tǒng)等工具為主,可以保障傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)以及聲音、圖像甚至視頻數(shù)據(jù)傳輸精準(zhǔn)性、有效性且多樣化性。電力通信系統(tǒng)的專業(yè)性越強(qiáng),電力企業(yè)發(fā)展越好。在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)中,電力信息技術(shù)與電力通信技術(shù)的存在,使整個(gè)生產(chǎn)流程和管理方式更加科學(xué)、精準(zhǔn)、有效。例如,在保障帶寬靈活調(diào)度,在多級(jí)服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,QoS)動(dòng)態(tài)路由中可實(shí)現(xiàn)智能適配、跨網(wǎng)一體化調(diào)控、協(xié)同控制等。在重點(diǎn)建設(shè)中,主要針對(duì)5G 專網(wǎng)、5G 共網(wǎng)、5G 公網(wǎng),優(yōu)化關(guān)鍵應(yīng)用,如增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(enhanced Mobile Broadband,eMBB)實(shí)現(xiàn)高效率優(yōu)化、大規(guī)模機(jī)器通信(massive Machine Type Communication,mMTC)實(shí)現(xiàn)大容量?jī)?yōu)化、超高可靠與低時(shí)延通信(ultra Reliable Low Latency Communications,URLLC)實(shí)現(xiàn)低延時(shí)優(yōu)化[1]。
電力信息技術(shù)與電力通信技術(shù)融合后,能夠保障我國(guó)電力系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)趨于完善和成熟。對(duì)于電力信息技術(shù)和通信技術(shù)的研究,急需解決目前所出現(xiàn)的延遲性。融合優(yōu)化電力信息技術(shù)與電力通信技術(shù),保障電力通信系統(tǒng)穩(wěn)定流暢,增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)馁|(zhì)量。在電力信息技術(shù)與電力通信技術(shù)結(jié)合中,需要提高數(shù)據(jù)傳輸處理的精準(zhǔn)性,提升計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用效率。同時(shí),需要提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精準(zhǔn)性,靈活調(diào)度軟交換技術(shù)、接入網(wǎng)技術(shù)、核心網(wǎng)技術(shù)等,使其具有高強(qiáng)度的適應(yīng)性。對(duì)接工作業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)操作控制。在技術(shù)融入中,對(duì)于電力信息技術(shù)和電力通信技術(shù)有極高的促進(jìn)作用。在接入網(wǎng)技術(shù)的背景下,優(yōu)化電力通信速度、電力信息準(zhǔn)確度,保障核心網(wǎng)技術(shù)的融入和電力資源系統(tǒng)的優(yōu)化配置[2]。
在文化發(fā)展需求中,電力通信技術(shù)要隨時(shí)代發(fā)展進(jìn)步,調(diào)節(jié)自身的管理架構(gòu)。將電力通信技術(shù)與信息技術(shù)融合后,在短時(shí)間內(nèi)能夠改善工作人員的工作方案、工作模式。在短時(shí)間內(nèi),大批量處理所需要用到的數(shù)據(jù)信息,不僅簡(jiǎn)化工作人員的實(shí)際操作流程,也保障了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)恼鎸?shí)性和準(zhǔn)確性,使工作人員數(shù)據(jù)傳輸和接收方面更加高效和可靠。電力通信技術(shù)與信息技術(shù)的融合,對(duì)文化發(fā)展和大數(shù)據(jù)更新均起了非常重要的引導(dǎo)作用。在網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的構(gòu)建中,要保障滿足電力系統(tǒng)的支持,打破以往在發(fā)展中出現(xiàn)的時(shí)間和空間限制。在信息共享背景下,每個(gè)電力用戶的需求都有差異[3]。電力系統(tǒng)要借助電力信息技術(shù)和電力通信技術(shù),保障用戶滿意度,實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)綜合效益提升,對(duì)傳統(tǒng)的工作模式進(jìn)行改善,為所有的用戶提供針對(duì)性管理策略。
隨互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合應(yīng)用,電力企業(yè)要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高自身的供電能力和荷載力。電力行業(yè)要對(duì)已有的電力系統(tǒng)更新完善,使其既能符合時(shí)代發(fā)展需求,也可以緩解我國(guó)南北區(qū)域用電緊張問(wèn)題。電力信息技術(shù)與電力通信技術(shù)的融合,可以提高電網(wǎng)傳輸能力和電力企業(yè)管理效率,降低我國(guó)對(duì)于電力系統(tǒng)的投入成本,滿足電力通信工作要求[4]。
電力信息技術(shù)與電力通信技術(shù)融合構(gòu)建管理平臺(tái),能夠更好解決以往電力企業(yè)在管理過(guò)程中出現(xiàn)的不足之處。例如,變電運(yùn)維平臺(tái)所涉及的用戶數(shù)量極多,至高可達(dá)300 萬(wàn)戶,日常的運(yùn)行、維護(hù)工作能夠降低其工作成本,提升工作效率,搶修突發(fā)故障,滿足風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防需求。變電運(yùn)維平臺(tái)通過(guò)多功能電力儀表、無(wú)線通信、邊緣計(jì)算等技術(shù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集,并將數(shù)據(jù)打包,定期向云平臺(tái)推送。為滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性,推送時(shí)間定為30 min/次。平臺(tái)可通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)用戶變電數(shù)據(jù)參數(shù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電壓功率、環(huán)境濕度以及門禁信息等進(jìn)行計(jì)算。如果出現(xiàn)異常情況,在10 s 內(nèi)可以通過(guò)短信發(fā)送警報(bào)短信,下發(fā)至管理人員綁定手機(jī)號(hào)碼中。人員接收短信,并根據(jù)短信內(nèi)容登錄對(duì)應(yīng)網(wǎng)站并進(jìn)行相關(guān)操作。該網(wǎng)站可以進(jìn)行日志記錄,滿足數(shù)據(jù)更新要求,提高運(yùn)維效率。
能源管理平臺(tái)能夠優(yōu)化使用電力的政府建筑、工廠、學(xué)校以及醫(yī)院等供電業(yè)務(wù)。這些領(lǐng)域通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)采集用電曲線,并傳輸至能源管理平臺(tái)。該平臺(tái)還可以管理光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能等新能源數(shù)據(jù),按照區(qū)域用電設(shè)備、類型等進(jìn)行劃分,提供環(huán)比分析和用戶數(shù)據(jù)追蹤、對(duì)接。評(píng)估各時(shí)間段所用的數(shù)據(jù)報(bào)表,實(shí)現(xiàn)有效梳理,幫助企業(yè)制定對(duì)應(yīng)的能源賬單和績(jī)效考核目標(biāo)[5]。
我國(guó)環(huán)境質(zhì)量近年來(lái)有較大改善,這與電力系統(tǒng)的高速發(fā)展密不可分。電力系統(tǒng)的出現(xiàn),使新能源汽車等環(huán)保項(xiàng)目開(kāi)展更有效。建設(shè)的環(huán)保監(jiān)督平臺(tái)還可重點(diǎn)排查電力企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中是否出現(xiàn)潛在的污染現(xiàn)象。例如,某些發(fā)電企業(yè)使用煤炭發(fā)電,要采集發(fā)電的煤耗量,實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)分析并及時(shí)給出環(huán)保生產(chǎn)建議,實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)全過(guò)程防控。在接線方案中可通過(guò)遠(yuǎn)距離無(wú)線電(Long Range Radio,LoRa)上傳至數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān),再配合5G 網(wǎng)速,使各區(qū)域環(huán)保平臺(tái)都可以進(jìn)行查閱,避免出現(xiàn)地區(qū)限制,實(shí)現(xiàn)全流程監(jiān)控。
打造的智慧用電平臺(tái),要分析近年來(lái)是否因電氣管理不善,導(dǎo)致電力出現(xiàn)損耗或供電困難。智慧用電平臺(tái)除了降低成本和提高用電效率,還可以規(guī)避出現(xiàn)火災(zāi)的概率。2022 年火災(zāi)報(bào)告中,因電氣火災(zāi)產(chǎn)生的損失比例較高,占總火災(zāi)比例的45%。電力信息技術(shù)與電力通信技術(shù)融合,能夠推廣智慧用電體系,從源頭上杜絕電氣火災(zāi)的發(fā)生。對(duì)重點(diǎn)區(qū)域,如學(xué)校、養(yǎng)老所、醫(yī)療機(jī)構(gòu)等重點(diǎn)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)管控。采集分析線纜溫度、漏電電流、負(fù)荷電流等數(shù)據(jù),能夠得出精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果。如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)波動(dòng)量較大,如線纜溫度過(guò)高、過(guò)載、欠壓以及漏電等,就需要斷電或通過(guò)App進(jìn)行推送,將電氣火災(zāi)發(fā)生的概率降至最低,系統(tǒng)可以顯示所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電流情況。如果電流點(diǎn)出現(xiàn)明顯的漏電現(xiàn)象或電纜溫度升高等問(wèn)題,還需要進(jìn)行記錄、核查、派單。在檢修中,智慧用電平臺(tái)提供檢修數(shù)據(jù);在檢修完畢后,該平臺(tái)還會(huì)生成檢修報(bào)告,便于后續(xù)維護(hù)人員查閱。
在技術(shù)層面,優(yōu)化核心網(wǎng)絡(luò)層、接入式技術(shù)、轉(zhuǎn)軟交換技術(shù),能夠提高電力企業(yè)的運(yùn)行效率。例如,核心網(wǎng)絡(luò)層融合通過(guò)網(wǎng)際互連協(xié)議(Internet Protocol,IP)技術(shù)和多協(xié)議標(biāo)簽交換(Multi-Protocol Label Switching,MPLS)技術(shù),創(chuàng)建新型的網(wǎng)絡(luò)核心體系,并提高網(wǎng)絡(luò)的帶寬性,降低其延遲,保障具有可拓展優(yōu)勢(shì)。在電力運(yùn)行中,配電網(wǎng)系統(tǒng)自身的延伸性可以發(fā)揮核心網(wǎng)絡(luò)層的優(yōu)勢(shì)。
接入式技術(shù)通過(guò)Internet 技術(shù)以及無(wú)線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network,WLAN)技術(shù),保障帶寬媒介應(yīng)用。在網(wǎng)絡(luò)接入后,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電力信息與電力通信技術(shù)的融合。
而軟交換技術(shù)則是一種雙向融合技術(shù),建立在多個(gè)通信系統(tǒng)連接的基礎(chǔ)上,將軟件和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展演變?yōu)闃I(yè)務(wù)平臺(tái)演變、控制平面演變、傳輸平面演變以及接入面演變等4 個(gè)流程,能夠精準(zhǔn)優(yōu)化不同平面之間的數(shù)據(jù)傳輸,改善數(shù)據(jù)信息在不同介質(zhì)之間相互傳輸所產(chǎn)生的復(fù)雜性。
變電站自動(dòng)化技術(shù)在系統(tǒng)構(gòu)建中,可以使用重合分段器和自動(dòng)重合器完成對(duì)于變電站運(yùn)行情況的監(jiān)測(cè)。結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等完成系統(tǒng)級(jí)架構(gòu)的融合。例如,通過(guò)全站控制、短信服務(wù)(Short Message Service,SMS)、電子商務(wù)作業(yè)平臺(tái)(Electronic commerce Work Station,EWS)以及遠(yuǎn)程終端單元(Remote Terminal Unit,RTU)建立調(diào)度中心,實(shí)現(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集處理,掌握變電站實(shí)際運(yùn)行設(shè)備情況。如果出現(xiàn)不可控故障采取針對(duì)處理,自動(dòng)重合器與計(jì)算機(jī)技術(shù)的使用,將會(huì)完成對(duì)于電網(wǎng)的連接分析,實(shí)現(xiàn)雙連接,打造環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。對(duì)于配電站的分段控制,結(jié)合故障診斷和配電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行方案,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合器的上下級(jí)連接,確保配電系統(tǒng)的合理運(yùn)行。
在制度層面,要建設(shè)統(tǒng)一的調(diào)度體系,滿足規(guī)范化操作標(biāo)準(zhǔn)。在通信技術(shù)以及電力信息調(diào)度中,獨(dú)立設(shè)計(jì)調(diào)度部門與機(jī)房,使企業(yè)信息體系具有自動(dòng)傳輸、自動(dòng)構(gòu)建、自動(dòng)分析的優(yōu)勢(shì)。對(duì)電力企業(yè)的子系統(tǒng)和虛擬化層次進(jìn)行核算,利用云計(jì)算數(shù)據(jù)中心,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端以及固定終端的連接,可以有效避免電力數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)的異常傳輸問(wèn)題,滿足信息融合的可行性。在電力通信技術(shù)與電力信息調(diào)控中,為了滿足信息的高利率,要實(shí)現(xiàn)電力信息監(jiān)控和效果反饋。通過(guò)規(guī)范化的操作機(jī)制,滿足電力通信系統(tǒng)以及信息技術(shù)的監(jiān)管,完善技術(shù)需求。同時(shí),規(guī)范員工的操作模式、行為,嚴(yán)格按照規(guī)章制度進(jìn)行考核,執(zhí)行對(duì)應(yīng)的管理措施[6]。
在人員管理中,要培訓(xùn)員工的工作技能,提高其職工的綜合信息素養(yǎng)。隨著整體信息技術(shù)的不斷改進(jìn),電力企業(yè)的職工操作能力和綜合職業(yè)素養(yǎng)將會(huì)得到進(jìn)一步的優(yōu)化,滿足實(shí)際生產(chǎn)中的需求。電力企業(yè)要做好充分準(zhǔn)備,以操作技能和綜合職業(yè)素養(yǎng)為基準(zhǔn)對(duì)職工進(jìn)行培訓(xùn)考核,滿足管理層的管理需求,從而使融合后的電力信息技術(shù)和電力通信技術(shù)能夠在企業(yè)生產(chǎn)、活動(dòng)中被妥善應(yīng)用。解決員工對(duì)信息技術(shù)不熟或信息技術(shù)掌握不恰當(dāng)?shù)葐?wèn)題,使市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展更穩(wěn)定。
在系統(tǒng)發(fā)展中,要優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行方式,制定定期檢測(cè)計(jì)劃。雖然電力信息技術(shù)與電力通信技術(shù)融合能夠降低事故發(fā)生概率,滿足企業(yè)電網(wǎng)的發(fā)展需求,但是任何風(fēng)險(xiǎn)事故都不可完全避免,要將不可控風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率降至最低。因此,通過(guò)科學(xué)、合理、規(guī)范的方式,將風(fēng)險(xiǎn)因素解決在萌芽中,將風(fēng)險(xiǎn)造成的損失降至最低。優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行的體系要,精益制定檢修計(jì)劃,減少出現(xiàn)的冗余操作。例如,優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式,能夠滿足電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性,可著重設(shè)計(jì)安排網(wǎng)架薄弱環(huán)節(jié),提高電網(wǎng)運(yùn)行的可持續(xù)性。避免電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的意外停電風(fēng)險(xiǎn),降低工作人員的工作量,減少事故發(fā)生的概率。對(duì)于電力資源共享,要滿足電力信息和電力通信技術(shù)的融合需求。通過(guò)電力信息資源共享平臺(tái),為電力企業(yè)提供精準(zhǔn)的信息數(shù)據(jù),使電力各部門能夠及時(shí)查閱電力資源,監(jiān)控不安全運(yùn)行情況。一旦出現(xiàn)異?,F(xiàn)象,就可以向工作人員發(fā)送警報(bào),以便工作人員進(jìn)行維護(hù)調(diào)整。這種模式強(qiáng)調(diào)省級(jí)管理單位設(shè)置網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中心,并作為重大事件集中處理單位,向下輻射市級(jí)、縣級(jí)等管理單位。市級(jí)、縣級(jí)則進(jìn)一步劃分,內(nèi)部組成主要包括移動(dòng)網(wǎng)監(jiān)視、固化網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)監(jiān)視以及國(guó)際業(yè)務(wù)網(wǎng)監(jiān)視等管理部門,從而構(gòu)成不同層級(jí)的主動(dòng)監(jiān)控、故障處理和技術(shù)支持等形式。對(duì)創(chuàng)新電力信息通信的調(diào)控融合策略而言,電力系統(tǒng)不應(yīng)摒棄原有的基礎(chǔ)架構(gòu),應(yīng)在已有系統(tǒng)體系的基礎(chǔ)上推陳出新,解決原有管理模式下巨量數(shù)據(jù)處理緩慢和分散化管理能力不足等問(wèn)題?,F(xiàn)階段,電力系統(tǒng)可以借助信息化和智能化技術(shù)的優(yōu)勢(shì),打造全新的控制體系和系統(tǒng)架構(gòu),提高地區(qū)之間的交流和融合能力,全面突破信息調(diào)控技術(shù)的局限。
光傳送網(wǎng)(Optical Transport Network,OTN)技術(shù)以波分復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ),在光層組織網(wǎng)絡(luò)的傳送網(wǎng),是下一代的骨干傳送網(wǎng)。該技術(shù)建立在現(xiàn)有的同步光纖網(wǎng)/同步數(shù)字系列(Synchronous Optical Network/Synchronous Digital Hierarchy,SONET/SDH)管理功能的基礎(chǔ)之上,引入了同步數(shù)字系列(Synchronous Digital Hierarchy,SDH)超強(qiáng)的操作、維護(hù)、指配和管理能力,彌補(bǔ)了SDH 的不足,完全向后兼容,不僅讓通信協(xié)議完全透明,也為WDM 提供了端到端的連接和組網(wǎng)能力。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network,SDN)技術(shù)是一種網(wǎng)絡(luò)虛擬化的實(shí)現(xiàn)方式,其核心技術(shù)OpenFlow,通過(guò)相應(yīng)設(shè)備的控制面與數(shù)據(jù)面分離,實(shí)現(xiàn)流量的靈活控制,讓網(wǎng)絡(luò)作為“管道”變得更加智能化,無(wú)須依賴底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。OTN 與SDN 技術(shù)是電力信息與電力通信技術(shù)融合過(guò)程中必然會(huì)使用的先進(jìn)技術(shù),不同的技術(shù)為電力信息與電力通信技術(shù)的融合奠定了良好的技術(shù)支持。
通信技術(shù)與電力信息技術(shù)的融合,能夠保障電網(wǎng)的運(yùn)行效率,改善傳統(tǒng)電力企業(yè)管理的不足,使管理架構(gòu)能夠達(dá)到技術(shù)更新、人員優(yōu)化的需求,實(shí)現(xiàn)高效率成長(zhǎng)。電力信息技術(shù)與電力通信技術(shù)融合后,滿足我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)運(yùn)行效率,為各部門創(chuàng)造高效、穩(wěn)定的用電環(huán)境。我國(guó)的電網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成極為復(fù)雜,通過(guò)電力信息技術(shù)與電力通信技術(shù)融合,有效提高電網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸和處理功能。