智能配電網通信組網技術研究

楊熹

摘 要：智能電網已成為了我國智慧城市發展的重要基礎和驅動力。就智能配電網通信組網技術展開了論述。

關鍵詞：智能配電網；通信組網；變電站設備；信息化

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.145

電力需求的增長和低碳發展的要求促使配電網向著智能化方向發展。智能電網的實施使得一次、二次設備增多，電網規模擴大，現場和IT設備間傳輸的信息量也大大增加。波動性分布式電源的大規模并網，儲能裝置以及主動負荷的接入將極大地影響供電可靠性和電能質量，使得電網的控制變得更加復雜，容易造成通信可靠性問題。通信系統作為智能電網中智能量測、能量管理、自動控制及保護等功能的支撐，面臨很大的挑戰。

1 智能配電網通信組網發展現狀

1.1 “智能配電網”的概念

智能配電網是以穩定的電網框架為基礎，通過通信網絡技術和計算機信息技術，對電力系統的發電、儲能、輸電、變電、配電、用電和調度等方面進行智能監控，以實現電力、信息、業務的高度融合。智能電網不僅僅意味著智能化控制，也包括對電網運行信息智能化處理和管理。只有真正做到信息智能管理，智能化控制才可實現。在智能電網的建設運行過程中，所表現出的可觀測、可控制、自適應及自愈性等特性，都離不開信息及通信技術所提供的支持與保障。信息及通信技術作為新時期智能電網應具備的核心技術之一，可以說是決定整個智能電網運行建設及其發展速度的最關鍵因素。

1.2 智能配電網通信組網存在的問題

在建設智能電網的過程中，絕大多數變電站設備及發電機、電纜、線路等都有在線監測項目。電力在線監測是智能電網中不可缺少的重要部分。然而，受電力系統分布式及實時性的特性影響，各種監測控制設備在信息獲取方面存在著一定的時延、路徑不確定性及數據包信息流丟失等問題。

2 智能配電網通信組網技術發展必要性

2.1 成為衡量城市發展水平的重要因素

在工業4.0時代，建設智慧城市是未來城市發展的一個共同目標。隨著世界經濟與科學技術的高速發展，城市對清潔、高效、經濟、安全的電力能源的需求日趨加劇。因此，在智慧城市的諸多建設工程中，智能電網也成為關鍵項目之一。

2.2 是改善民生的重要基礎設施

配電網是保障電力“落得下、用得上”的關鍵環節，是改善民生的重要基礎設施。隨著國家電網公司加強配網建設管理，對供電安全性、可靠性、適應性要求越來越高，對網絡規劃設計、接入管理、運行檢修、安全協調控制等也提出了更高的要求。因此，業務需求和配電設備應用場景對配電通信系統的安全可靠、可視運維、靈活接入也提出了更高的要求。因此可以說，智能配電網通信組網技術的發展是改善民生的重要基礎措施，應予以必要的重視。

2.3 是工業化、信息化發展的需要

大力推進信息化、工業化建設，是企業提高核心競爭力的重要途徑。早在“七五”時期，我國電力企業就開始著手單項業務的信息化建設。幾十年一路走來，不懈耕耘。隨著業務的不斷發展，面臨的挑戰也越來越棘手：①國產化、自主化、硬件平臺越來越豐富，運維也越來越復雜。②系統越來越多，硬件越來越多，數據中心越修越大，利用率卻“居低不上”。③平臺不是不大，而是不“齊”，在借助平臺解決共性問題的同時也帶來了額外的負擔。業務應用的功能通常需要依賴平臺多個組件提供的服務，但是存在各組件接口標準不一致、系統需單獨與各組件獨立集成（配置），監控信息分散于各組件系統內等問題，影響系統開發與運維效率。④雖然系統越來越多，信息化覆蓋度越來越高，但企業級應用卻難以建成，企業信息化變成“以部門為戰”，基層人員工作量繁重，業務應用重復建設、數據不一致情況嚴重。這些問題都需要智能配電網通信組網技術的大力實施才能有效解決。

3 智能配電網通信組網技術發展方向

3.1 工業化、信息化、智能化逐漸融合

智能配電網是智能電網的關鍵環節之一。通常110 kV及以下的電力網絡屬于配電網絡，配電網是整個電力系統與分散的用戶直接相連的部分。智能配網系統是利用現代電子技術、通訊技術、計算機及網絡技術，將配電網在線數據和離線數據、配電網數據和用戶數據、電網結構和地理圖形進行信息集成，實現配電系統正常運行及事故情況下的監測、保護、控制、用電和配電管理的智能化，使“三化”逐漸融合發展。

3.2 完善以太網的作用

隨著工業以太網技術、光纖技術、信息處理技術的發展以及向電力領域的滲透，在當前技術條件支持背景作用之下，工業以太網通信在運行過程當中所表現出的包括可靠性高、靈活性高、維護性高及擴展性高在內的多種應用優勢，對于優化整個電網系統各種設備元件的連接和信息傳輸方面都有著重要突破。目前，工業以太網交換機作為最為重要的電網通信設備解決方案，使電力設備在線監測技術也得以快速發展，并逐步走向實用化階段。而且工業交換機協議的標準化早已完成，包括底層協議、網絡冗余協議、管理協議、網絡精確時鐘傳輸協議等，不同廠商產品互通性好，還可以實現混合組網。同時，工業以太網交換機主要采用分段冗余、相交環、相切環等混合組網方式，提高了組網的可靠性，多種光電口靈活配置，高度集成，一體化方案設計更為電網建設提供了便利。工業以太網交換機在數據采集、生產管理、運行維護、安全監控、計量及用戶交互等方面發揮巨大作用。因此，有必要完善以太網在智能配電網通信組網技術的作用。

3.3 加強信息安全智能的構建

加強能源信息通信系統的安全基礎設施建設，就是根據信息重要程度、通信方式和服務對象的不同，科學配置安全策略。依托先進密碼、身份認證、加密通信等技術，建設能源互聯網下的用戶、數據、設備與網絡之間信息傳遞、保存、分發的信息通信安全保障體系，確保能源互聯網安全、可靠運行，提升能源互聯網網絡和信息安全事件監測、預警和應急處置能力。

4 結束語

作為關系國家能源安全和國民經濟命脈的公共事業機構，電力企業所在的整個行業都正面臨著人類對能源的需求越來越大，能源危機日益突出，積極尋求安全、可負擔和環保的能源供應問題，提升“發、輸、變、配、用”電力全環節的能源效率已成為現代智能網絡發展的共識。

參考文獻

[1]牛高.智能配電網通信技術發展綜述[J].計算機光盤軟件與應用，2013（03）：87-89.

〔編輯：劉曉芳〕