智能電網信息與通信技術關鍵問題分析

陳鴻毅

摘 要：本文通過對智能電網運行特性的分析，探討關于智能電網信息與通信技術問題，意在從根本上促進智能電網的建設。

關鍵詞：智能電網；通信技術；問題

智能電網是指：依據發電設備和用電設備、輸配電網絡與儲能設備等物理電網，通過傳感技術、自動化技術以及通信技術的融入，構建的新型電網。并結合系統觀測與控制、綜合優化等手段，彰顯智能電網安全性和可靠性、清潔性與高效性的特點。現階段，基于電網構建復雜化、嚴格化標準的背景下，智能電網已成為電網發展的最終結果。

一、對智能電網運行特性的分析

（一）運行特性

經濟性：基于全球化市場背景下，業務范圍的拓寬，促使通信業逐漸重視運營成本，用以維持自身經濟效益，使其能夠在經濟全面發展的氛圍下占據關鍵性地位。而在此過程中，智能電網的衍生，不僅可保證市場秩序與穩定交易，還可促進能源利用率的提升。總之，通信技術、智能電網間的有機融合，能夠在創造效益的同時，滿足數據傳輸標準。

兼容性：傳統電網漏洞問題，是降低能源使用率的制因。智能電網卻通過數據兼容的方式，為電網長期運行、穩定運行奠定基礎，以自身綜合性的優勢，保障用戶和企業間的交流、溝通與互動。

自愈性：基于諸多因素的制約，傳統電網運行期間常發生自動終止現象，從而使其難以維持穩定運作。但是，隨著智能電網的運用，該類問題得以全面解決，其利用故障自動檢測與處理的形式，結合自動化分析、檢測等工作的開展，對故障電網予以實時搶修，保證其正常運作。同時，智能電網還具有實時監測、及時評估的作用。

穩定性：智能電網作為智能化與現代化技術的衍生物，其于集成通信和雙向通信系統構建中，發揮高性能、智能化優勢。和傳統電網相對比，智能電網以穩定性強的特點，在網絡結構運作穩定的條件下起到數據防盜的作用。若電網系統運行故障，不僅可維持正常供電，降低用戶損失，還可規避停電事故。而在極端電流的限制下，傳統電網無法保證系統正常運作，但智能電網卻與之相反。

集成性：若要切實共享電網信息的目的，可通過網絡化平臺的構建，以其規范性與標準性的特點，對各項數據予以融合，經直調控制的方式，對智能電網進行成效彰顯，預防信息與資料盜取事件的發生。

（二）意義

生活便捷：伴隨智能電網在人們生活中的運用，智能城市與智能小區如雨后春筍般涌現，對改善用戶生活質量具有顯著優勢。例如：家庭智能電網，以遠程與實時控制的方式對智能家電進行管控；便于互聯網、數字電視與電信網等服務的接入；貫徹落實自動轉賬、自動抄表等目標的實現。

經濟效益：控制電力系統裝機容量、燃料費用和電量消費，依據投資減少與效率提升的優勢，避免線損問題；通過用戶、企業間雙向溝通的模式，為其提供更為便捷的電力服務；節能減排，推進能源開發，改善土地資源矛盾；促進經濟發展，帶動各項產業鏈條的發展；實現煤電轉換，降低運輸壓力。

二、關于智能電網信息與通信技術問題探討

（一）層次模型

智能電網中涉及的層次模型包含設備層和網架層、管理層與應用層等，此環節中產生的通信技術問題主要為軟硬件問題、信息轉換問題。例如：若智能電網設備層出現硬件問題（計量表），則難以完成數據采集工作，從而對整體化模型數據通信造成影響；若為計量表軟件問題，則可出現采集數據、輸出數據不相符的局面；若為計量表線路故障，無法實現數據傳遞的目的。由此可見，倘若以智能電網層次模型的層面，解決通信技術問題，則應對軟硬件、傳輸設備等運行狀態進行根本化判斷。

（二）標準體系

從整體上來看，國內智能電網中采用的傳輸技術具有多元化和多樣化的特點。將有線通信作為案例，現階段我國諸多區域已全面完成光纖通信，但僅少數區域仍以銅纜線為主；無線通信中，微波通信、無線擴頻通信比例基本持平。在此背景下，因通信方式的差異，使其在通信協議表述中也不盡相同，甚至還易出現傳輸故障，增加企業和用戶雙向損失。其中，國內智能電網現行通信協議涉及以下幾類：ANSI C12協議、BAC net標準、IEEE 1588標準（用于智能電網統計時間標準，可通過核對與計時的方式，避免測量時間混亂）、IEC 62351標準、SONET標準、TCP/IP協議。

（三）信息網絡

智能電網是以雙向互動為基準，結合企業自動化化管控的方式，對電網予以標準化且嚴格化管理。由于電力傳輸具有覆蓋面廣、需求矛盾和投入差異等特點，從而誘發智能電網、通信技術間問題的發生。為夯實智能電網運用基礎，電力企業通過資本投入，雖然構建主體化智能電網，但因受到各區域主電網、子電網的限制，使其難以實現電網調度的目的。譬如：主電網由于供電需求過大，且傳輸量過高，若未經合理用電協調，則可出現傳輸擁堵問題；子電網設備設施相對薄弱，通信系統常見各類問題。

倘若從根本上解決智能電網主干道和子電網間問題，則可通過調度優算的形式，即結合廣域后備的層面，以繼電保護的方式，提出系統優化的構想，即若子系統在無法完成上級調度命令時，結合繼電系統電力輸出，依據系統故障前電壓與電流值的變化，并通過靜態通信，將其作用于通訊設備。

（四）通信安全

由通信技術引起的智能電網通信安全問題，涉及外部威脅和內部問題兩個層面。前者分為外部攻擊、用戶侵入兩種，其中外部攻擊是以高級技術者因諸多條件與原因的約束，對通信系統進行攻擊，以此產生的安全問題；用戶侵入主要為信息竊取行為。后者包含系統脆弱、數據備份問題。其中系統脆弱為系統主觀漏洞、軟件間排斥、運作故障；數據備份問題，關鍵在于智能電網實時數據采集、分析與存儲工作，而工作人員由于長時間運作環境，而出現操作失誤或行為誤差，最終造成數據丟失。

若要避免該類問題的發生，筆者建議可從智能電網通信系統強化的角度入手，通過系統標準統一化的形式，優化安全監測技術，以此判斷通信系統是否存在外部威脅與內部問題，并經數據強制備份的手段，以防數據丟失與損壞問題。

結束語：

通過全文，可知智能電網作為電網發展的必經趨勢，其信息技術、通信技術的融合更是有著更為嚴格的標準。對此，為切實智能電網建設與發展的目標，則應加強信息技術和通信技術的分析工作，以循序漸進的思路，推進電網運行效率與運行質量的提升，并通過電網規劃和結構優化的手段，構建安全化、標準化與嚴格化智能電網。

參考文獻：

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