大電網(wǎng)安全穩(wěn)定對(duì)信息通信技術(shù)的需求

劉喆 時(shí)代 徐競(jìng)輝

摘? ?要：在當(dāng)前新時(shí)期，大電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)成為電力行業(yè)重點(diǎn)。大電網(wǎng)是一個(gè)互聯(lián)互通互供的統(tǒng)一電網(wǎng)，在這張“網(wǎng)”中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能導(dǎo)致“大停電”，因此必須要依托信息通信技術(shù)來保證大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。這就需要對(duì)大電網(wǎng)中的信息通信技術(shù)展開研究，找到有效的方法模式。因此文章當(dāng)中思考了電力專網(wǎng)通信的需求問題，并簡(jiǎn)單探索了國網(wǎng)電力提出的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，給出了一些建議策略，希望可以給有關(guān)人士提供參考，推動(dòng)電網(wǎng)建設(shè)工作的發(fā)展進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：大電網(wǎng)? 電力專用通信? 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TM712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）11（c）-0135-02

電力通信網(wǎng)是服務(wù)電力系統(tǒng)的專用通信網(wǎng)絡(luò)，在協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)發(fā)電、送電、變電、配電、用電的聯(lián)合預(yù)裝和保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行方面發(fā)揮了巨大作用。

1? 電力專網(wǎng)通信的發(fā)展?fàn)顩r

我國的電力專網(wǎng)通信發(fā)展了幾十年，目前已經(jīng)初具規(guī)模，衛(wèi)星、微波、載波、光纜等多種通信技術(shù)手段構(gòu)造了目前以北京為中心覆蓋全國30個(gè)省市區(qū)的例題交叉通信網(wǎng)。現(xiàn)在的電力專網(wǎng)通信已經(jīng)不再僅僅是最初的程控語音聯(lián)網(wǎng)、調(diào)度時(shí)控信息傳輸?shù)日瓗I(yè)務(wù)，而是同時(shí)承載客戶服務(wù)、營(yíng)銷、地理信息、人力資源管理、辦公自動(dòng)化、視頻會(huì)議、IP電話、抄核收等多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

我國現(xiàn)在的電網(wǎng)是一個(gè)互聯(lián)互通互供的統(tǒng)一大電網(wǎng)，在大電網(wǎng)之下還有微電網(wǎng)（各種新能源下的獨(dú)立電網(wǎng)，可自給自足）。根據(jù)相關(guān)專業(yè)人士介紹，現(xiàn)在我國的功率要大于整個(gè)歐洲電功率的綜合，未來我國電網(wǎng)的發(fā)展模式必定是超大型骨干電網(wǎng)和分布式微電網(wǎng)的結(jié)合體。我國的互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模居世界首位，設(shè)備數(shù)量以百億計(jì)，大電網(wǎng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，故障牽一發(fā)而動(dòng)全身，如果不能及時(shí)解決問題，就會(huì)出現(xiàn)大停電。電力專網(wǎng)通信存在的目的就是為了保證大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，特別是微電網(wǎng)接入大電網(wǎng)時(shí)，如何去協(xié)調(diào)電力專網(wǎng)通信成為了一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。現(xiàn)在已經(jīng)過渡到以負(fù)荷為調(diào)峰的主體，讓需求側(cè)來主動(dòng)響應(yīng)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)控制的需求。

2? 智能電網(wǎng)背景下的電力專網(wǎng)通信需求思考

2.1 智能電網(wǎng)要求必須升級(jí)電力專網(wǎng)通信

在電力專網(wǎng)通信行業(yè)領(lǐng)域，國家電網(wǎng)、發(fā)電企業(yè)、用電企業(yè)以及其他能源投資企業(yè)等在該行業(yè)當(dāng)中屬于下游市場(chǎng)。電力行業(yè)作為國家重要支柱行業(yè)，下游市場(chǎng)的需求變化和發(fā)展?fàn)顩r將直接決定電力信息通信的發(fā)展前景。從2010年國家電網(wǎng)發(fā)布的國家電網(wǎng)智能化規(guī)劃總報(bào)告來看，到2020年要投資3.45萬億元來構(gòu)建智能化電網(wǎng)，其中智能化投資3.841億元，在總投資當(dāng)中占比11.1%，這拉開了我國建設(shè)智能化電網(wǎng)的序幕，后續(xù)智能電網(wǎng)更是成為了國家戰(zhàn)略，要求在發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度的各個(gè)環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)智能化、數(shù)字化。這就需要對(duì)原有的電網(wǎng)調(diào)度通信設(shè)備進(jìn)行改造升級(jí)，使其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化數(shù)據(jù)傳輸，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控和維護(hù)，靈活調(diào)控，建立安全可控的電力信息網(wǎng)。

2.2 智能電網(wǎng)必須要有可靠的通信網(wǎng)絡(luò)作為依托

從供給和需求來說，智能電網(wǎng)應(yīng)該是涵蓋了供給側(cè)和需求側(cè)所有信息的。但是從現(xiàn)在的情況來看，信息孤島問題也是一個(gè)比較大的問題，比方說用電側(cè)的實(shí)時(shí)信息由采集和監(jiān)控系統(tǒng)收集并存儲(chǔ)，GIS則主要收集和存儲(chǔ)設(shè)備信息，用戶信息則主要依靠CIS系統(tǒng)，而這三個(gè)系統(tǒng)實(shí)際上是分屬不同部門的，主觀上來說，現(xiàn)在正在探索執(zhí)行抄核收和賬務(wù)一體化營(yíng)銷管理，也是為了解決信息孤島問題。更深層次上講，目前大電網(wǎng)安全穩(wěn)定需要電力專網(wǎng)通信實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的萬物互聯(lián)，并且要保證更高的數(shù)據(jù)傳輸效率。

總體上來講，早些年的電力通信網(wǎng)絡(luò)主要表現(xiàn)為區(qū)域性的網(wǎng)絡(luò)，帶寬也不足，無法滿足對(duì)大電網(wǎng)的實(shí)施數(shù)據(jù)的監(jiān)控，現(xiàn)在的大電網(wǎng)要求電力專網(wǎng)通信要能夠承擔(dān)SCADA系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)傳輸，要能夠滿足檢測(cè)和計(jì)量的表計(jì)自動(dòng)化，要能實(shí)現(xiàn)更高的帶寬，更開放的通信規(guī)約，以及可擴(kuò)展的監(jiān)測(cè)。

為了滿足需求，可以在骨干網(wǎng)當(dāng)中利用工業(yè)級(jí)冗余環(huán)網(wǎng)交換機(jī)夠成冗余光纖環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，使用工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品，用光纖鏈路來構(gòu)造環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可滿足電力系統(tǒng)持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅踩愿撸奖銛U(kuò)展。在接入層可以使用數(shù)字工業(yè)級(jí)配電載波設(shè)備夠成樹形或者是鏈形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，當(dāng)然現(xiàn)在可以利用無線接入網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)測(cè)控點(diǎn)的接入，LTE是一種不錯(cuò)的方案，后續(xù)可以從LTE的4G無線接入演化為5G接入，速率會(huì)更快。一個(gè)典型的無線接入網(wǎng)絡(luò)實(shí)際就是將所有的無線終端均接入到通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，在無線接入網(wǎng)的演進(jìn)當(dāng)中無線接入邏輯框架始終是沒有變化的，簡(jiǎn)單說就是終端到接入網(wǎng)到承載網(wǎng)再到核心網(wǎng)然后向另一端分發(fā)，即端到端。事實(shí)上隨著芯片技術(shù)的進(jìn)步LTE基帶與射頻識(shí)別基帶已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了基本的整合集成，這對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)融合產(chǎn)生了非常顯著的影響，對(duì)于保證這種數(shù)據(jù)融合的穩(wěn)定以及準(zhǔn)確性，同時(shí)提高數(shù)據(jù)傳輸速度，并對(duì)大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、控制以及處理來說具有更高的可行性。

3? 大電網(wǎng)安全穩(wěn)定對(duì)信息通信技術(shù)需求思考

在2019年兩會(huì)上國家電網(wǎng)提出要建設(shè)世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，而其中物質(zhì)基礎(chǔ)就是要建設(shè)并運(yùn)營(yíng)好“兩張網(wǎng)”，即堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。為了滿足大電網(wǎng)安全穩(wěn)定，必須要保證電力專網(wǎng)通信能夠以更高的速率，更快的響應(yīng)時(shí)間，更高的容量來滿足智能電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控要求。按照國網(wǎng)公司在兩會(huì)上的報(bào)告看，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可能是理想的解決方案。

所謂泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，是運(yùn)用云物大智移五大基數(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)，人機(jī)交互，增強(qiáng)電力系統(tǒng)狀態(tài)感知，增強(qiáng)信息處理效率，更加靈活的一種智慧服務(wù)系統(tǒng)。

為了滿足泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，需要對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，一方面要優(yōu)化升級(jí)骨干網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)骨干網(wǎng)的容量，完善骨干光纖網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。可采取PTN+SDH的形式來打造網(wǎng)絡(luò)。另一方面要在無線接入網(wǎng)上進(jìn)行優(yōu)化，主要方向是要研究滿足5G接入的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)更快的接入速率、更低的業(yè)務(wù)傳輸時(shí)延，以及更加巨大的接入容量。

同時(shí)還需要結(jié)合大數(shù)據(jù)分析技術(shù)來打造統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，強(qiáng)化泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的智能性。大量數(shù)據(jù)保存在電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)、離線數(shù)據(jù)均呈現(xiàn)出指數(shù)化增長(zhǎng)的趨勢(shì)，從數(shù)據(jù)挖掘開始，基于科學(xué)的數(shù)學(xué)模型，并添加相應(yīng)的最新數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，進(jìn)而對(duì)未來走勢(shì)進(jìn)行預(yù)判。而數(shù)據(jù)的來源則非常的廣泛，不僅僅是電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，還包括交通部門、住建部、氣象部門等的數(shù)據(jù)。當(dāng)然基本的數(shù)據(jù)類型可以歸納為設(shè)備空間信息數(shù)據(jù)、通道基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)臺(tái)賬數(shù)據(jù)、運(yùn)行維護(hù)專題數(shù)據(jù)、氣象部門氣象信息數(shù)據(jù)、林業(yè)部門的林業(yè)數(shù)據(jù)等等。基于這些數(shù)據(jù)通過挖掘算法挖掘出關(guān)于輸電線路薄弱環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，識(shí)別危險(xiǎn)源。

4? 結(jié)語

綜上所述，我國的電網(wǎng)規(guī)模是非常大的，而且是一個(gè)互通互聯(lián)互供的統(tǒng)一電網(wǎng)，在這一電網(wǎng)結(jié)構(gòu)當(dāng)中如果出現(xiàn)問題，將出現(xiàn)大停電，影響巨大，在保障大電網(wǎng)安全穩(wěn)定方面，電力專網(wǎng)通信是非常關(guān)鍵的一環(huán)。因此需要從需求側(cè)的角度去分析電負(fù)荷，以電力專網(wǎng)通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)負(fù)荷的自動(dòng)調(diào)度。

參考文獻(xiàn)

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