信息技術(shù)和云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)在電網(wǎng)中的運(yùn)用

龍志國(guó)

（中國(guó)電信股份有限公司武漢分公司，湖北 武漢 430071）

0 引 言

電網(wǎng)智能化是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)，與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)明顯，可以滿足人們的用電需求，使電力資源得到充分利用。相關(guān)人員要重視信息通信技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)的應(yīng)用，適應(yīng)智能電網(wǎng)的建設(shè)需要，不斷調(diào)整信息通信技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)的應(yīng)用方式，加快智能電網(wǎng)的建設(shè)速度。

1 國(guó)家智能電網(wǎng)概述

智能電網(wǎng)是將智能技術(shù)引入電網(wǎng)建設(shè)，以通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，借助傳感技術(shù)、云計(jì)算、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等創(chuàng)新電網(wǎng)的控制模式，并搭建決策支持系統(tǒng)，利用智能技術(shù)控制電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，穩(wěn)定性更強(qiáng)，電網(wǎng)運(yùn)行中發(fā)生故障的可能性小。智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。自愈性、激勵(lì)性以及安全性是智能電網(wǎng)的主要特征。通過(guò)智能技術(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)故障，并自動(dòng)分析故障成因，由控制系統(tǒng)做出響應(yīng)，及時(shí)處理電網(wǎng)故障，維持電網(wǎng)的最佳運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)保護(hù)電網(wǎng)信息傳輸?shù)陌踩訹1]。

圖1 智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

2 智能電網(wǎng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 信息處理和云計(jì)算技術(shù)

信息處理和云計(jì)算技術(shù)是智能電網(wǎng)建設(shè)的基本技術(shù)，用于管理和處理信息，在智能電網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮重要作用。其具體內(nèi)容如下：一是空間信息技術(shù)，包括地理信息系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)、云計(jì)算以及大數(shù)據(jù)處理等，能夠整合地理信息、確定故障位置以及監(jiān)控電網(wǎng)；二是云計(jì)算技術(shù)，數(shù)據(jù)處理能力極強(qiáng)，基于該技術(shù)建成云平臺(tái)，可同時(shí)處理海量數(shù)據(jù)，并保護(hù)數(shù)據(jù)安全；三是信息安全技術(shù)，加密處理智能電網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，防止傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被篡改，抵御病毒入侵。

2.2 通信技術(shù)

智能電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用了通信技術(shù)中的通信網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)能夠滿足用戶的通信需要，借助光纖技術(shù)完成信息的采集，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向系統(tǒng)傳輸信息，以便利用信息技術(shù)處理收集的數(shù)據(jù)信息，確定智能電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，通信技術(shù)可作為電網(wǎng)調(diào)度的通道，智能電網(wǎng)站點(diǎn)之間應(yīng)設(shè)置2 條通信通道，其中一條是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，與電力專用網(wǎng)相互獨(dú)立，當(dāng)專用網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，該通信通道不受影響，保證信息及時(shí)傳輸，從而維持智能電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行[2]。

3 智能電網(wǎng)中信息通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)的應(yīng)用

3.1 電力調(diào)度

電力調(diào)度系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的主要組成部分，將信息通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)用于該系統(tǒng)的建設(shè)，能夠使系統(tǒng)具備良好的性能，全面采集反映智能電網(wǎng)運(yùn)行情況的信息，并保證采集的數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性，從而為電力調(diào)度系統(tǒng)高效運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。為發(fā)揮電力調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)有作用，應(yīng)增加信息通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)應(yīng)用的資金投入，引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，采購(gòu)性能良好的通信設(shè)備，增強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，擴(kuò)充系統(tǒng)運(yùn)行可用數(shù)據(jù)信息，方便調(diào)度系統(tǒng)做出準(zhǔn)確判斷，制定科學(xué)的智能電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)調(diào)整方案。

由于國(guó)外智能電網(wǎng)的建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)，技術(shù)體系更為成熟，可開展技術(shù)交流活動(dòng)，與國(guó)外電力企業(yè)建立合作關(guān)系，將先進(jìn)的信息通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)引入電力調(diào)度系統(tǒng)，從而優(yōu)化電力調(diào)度系統(tǒng)的性能，使分析結(jié)果更加真實(shí)可靠，控制智能電網(wǎng)始終處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。相關(guān)企業(yè)需要加大信息通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)的管理力度，規(guī)范應(yīng)用方式，同時(shí)相關(guān)人員需要依據(jù)電力調(diào)度需求，正確應(yīng)用這些技術(shù)。

3.2 智能光纖通信網(wǎng)

將信息通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)與智能光纖技術(shù)結(jié)合，能夠改變智能電網(wǎng)的信息采集方式，強(qiáng)化系統(tǒng)的信息采集能力。智能光纖通信網(wǎng)的信息傳輸量明顯高于傳統(tǒng)通信方式，能夠收集智能電網(wǎng)各處數(shù)據(jù)信息，且信息傳輸速度快，同時(shí)信息的時(shí)效性不會(huì)受到影響。智能光纖通信結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 智能光纖通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

隨著社會(huì)的發(fā)展，智能電網(wǎng)覆蓋面積逐漸擴(kuò)大，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息量大，原有信息傳輸方式不再適用。該背景下，應(yīng)用信息通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)，建設(shè)智能光纖通信網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸至智能終端，可解決該問(wèn)題。智能光纖通信網(wǎng)絡(luò)由待測(cè)光纖、光纖連接裝置、測(cè)試線連接裝置、光纖檢測(cè)儀、芯片以及Wi-Fi 等模塊共同組成，各模塊在通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮的作用不同，該通信網(wǎng)路的傳輸能力更符合智能電網(wǎng)建設(shè)需要。智能光纖通信網(wǎng)的特點(diǎn)是能夠動(dòng)態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)帶寬且傳輸容量大。為突出該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，相關(guān)人員需要結(jié)合智能電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)，確定智能光纖通信網(wǎng)的覆蓋范圍，制定科學(xué)的通信網(wǎng)建設(shè)方案。

3.3 輸電工程

智能電網(wǎng)運(yùn)行中，輸電工程是最后一環(huán)。由于電網(wǎng)用戶較多，用電需求也各有不同，電網(wǎng)的用戶呈現(xiàn)多元化特征。傳統(tǒng)的輸電模式不關(guān)注用戶的多元化需求，導(dǎo)致輸送的電能被浪費(fèi)。在輸電工程應(yīng)用信息通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)，能夠進(jìn)一步提高智能電網(wǎng)的建設(shè)水平，采集用戶的用電信息，分析用戶的用電習(xí)慣與用電量。同時(shí)，將該信息反饋給智能電網(wǎng)，實(shí)時(shí)展現(xiàn)電網(wǎng)的輸電情況，判斷輸電工程的運(yùn)行方式是否合理。依據(jù)不同用戶的用電習(xí)慣，動(dòng)態(tài)調(diào)整輸電方案，滿足用戶用電需求的同時(shí)，避免輸送的電能被浪費(fèi)。

信息通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)的應(yīng)用，能夠替代人力完成數(shù)據(jù)信息的采集與計(jì)算，得出準(zhǔn)確的分析結(jié)果。國(guó)家智能電網(wǎng)的控制系統(tǒng)依據(jù)數(shù)據(jù)信息處理結(jié)果，充分利用采集的數(shù)據(jù)信息并做出響應(yīng)，適當(dāng)調(diào)整電網(wǎng)的運(yùn)行方式，優(yōu)化輸電方案，保證電能輸送穩(wěn)定，從而保護(hù)電力用戶的人身安全[3-5]。

3.4 配電工程

將信息通信技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)用于配電工程故障識(shí)別，能夠自動(dòng)檢測(cè)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)行信息，發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)存在的故障，并采取針對(duì)性措施處理故障，將故障的影響降至最低，同時(shí)增強(qiáng)電網(wǎng)的兼容性，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。

要加強(qiáng)配網(wǎng)工程基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。配網(wǎng)工程基礎(chǔ)設(shè)施作為信息通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)，能夠賦予配電工程以更強(qiáng)的供電能力。當(dāng)智能電網(wǎng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，借助信息通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)維持供電，減小電網(wǎng)故障的不良影響，并深入開發(fā)采集數(shù)據(jù)的利用價(jià)值，判斷采集信息是否存在異常。最后，基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果，評(píng)估智能電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行潛在故障，探究潛在安全隱患的成因，自動(dòng)采取措施阻止故障發(fā)生。智能配電網(wǎng)自愈控制體系如圖3 所示。

圖3 智能配電網(wǎng)自愈控制體系

電網(wǎng)故障發(fā)生后，通過(guò)信息通信技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)，可以快速采集有關(guān)數(shù)據(jù)，調(diào)用故障診斷功能，通過(guò)全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）和地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）技術(shù)確定故障位置，實(shí)施故障修復(fù)。該過(guò)程無(wú)須人力參與故障的診斷與處理，從而降低了維護(hù)難度。

3.5 變電工程

幫助用戶獲取電網(wǎng)信號(hào)是變電工程的主要作用。信息通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)的應(yīng)用，有助于電網(wǎng)掌握并管理電網(wǎng)信號(hào)，凸顯變電工程在智能電網(wǎng)中的作用，提升智能電網(wǎng)的建設(shè)水平。將信息通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)用于數(shù)據(jù)檢測(cè)，能夠改變數(shù)據(jù)的獲取、傳輸與分析方式，并分析數(shù)據(jù)的內(nèi)在關(guān)系，從而開發(fā)數(shù)據(jù)信息的潛在利用價(jià)值。智能電網(wǎng)建設(shè)人員需要掌握該技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，科學(xué)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)檢測(cè)算法，檢驗(yàn)采集數(shù)據(jù)的真?zhèn)危珳?zhǔn)識(shí)別電信號(hào)。

完善變電工程基礎(chǔ)設(shè)置，基于信息通信技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)，加強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。以通信網(wǎng)絡(luò)為信息傳輸渠道，將采集的數(shù)據(jù)輸送至電網(wǎng)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)后做出響應(yīng)，并向變電工程發(fā)出指令，由通信網(wǎng)絡(luò)傳輸指令。變電工程有關(guān)設(shè)備接收指令后執(zhí)行指令，調(diào)整變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，縮短指令的傳輸時(shí)間，迅速調(diào)整變電設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，發(fā)揮變電工程在國(guó)家智能電網(wǎng)的應(yīng)有作用。

4 結(jié) 論

文章研究了信息通信技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用，不僅能夠創(chuàng)新電網(wǎng)的通信方式，而且可以提升智能電網(wǎng)的自動(dòng)化水平。相關(guān)人員需要關(guān)注最新技術(shù)研究成果，學(xué)習(xí)并創(chuàng)新先進(jìn)的信息通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)的應(yīng)用方式，從而解決建成智能電網(wǎng)存在的問(wèn)題。