大电网安全稳定对信息通信技术的需求

刘喆 时代 徐竞辉

摘   要：在当前新时期，大电网建设已经成为电力行业重点。大电网是一个互联互通互供的统一电网，在这张“网”中任何一个环节出现问题，都可能导致“大停电”，因此必须要依托信息通信技术来保证大电网的安全稳定。这就需要对大电网中的信息通信技术展开研究，找到有效的方法模式。因此文章当中思考了电力专网通信的需求问题，并简单探索了国网电力提出的泛在电力物联网，给出了一些建议策略，希望可以给有关人士提供参考，推动电网建设工作的发展进步。

关键词：大电网  电力专用通信  泛在电力物联网

中图分类号：TM712                                文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）11（c）-0135-02

电力通信网是服务电力系统的专用通信网络，在协调电力系统发电、送电、变电、配电、用电的联合预装和保证电网安全、经济、可靠、稳定运行方面发挥了巨大作用。

1  电力专网通信的发展状况

我国的電力专网通信发展了几十年，目前已经初具规模，卫星、微波、载波、光缆等多种通信技术手段构造了目前以北京为中心覆盖全国30个省市区的例题交叉通信网。现在的电力专网通信已经不再仅仅是最初的程控语音联网、调度时控信息传输等窄带业务，而是同时承载客户服务、营销、地理信息、人力资源管理、办公自动化、视频会议、IP电话、抄核收等多种数据业务。

我国现在的电网是一个互联互通互供的统一大电网，在大电网之下还有微电网（各种新能源下的独立电网，可自给自足）。根据相关专业人士介绍，现在我国的功率要大于整个欧洲电功率的综合，未来我国电网的发展模式必定是超大型骨干电网和分布式微电网的结合体。我国的互联电网规模居世界首位，设备数量以百亿计，大电网是一个动态系统，故障牵一发而动全身，如果不能及时解决问题，就会出现大停电。电力专网通信存在的目的就是为了保证大电网的安全稳定，特别是微电网接入大电网时，如何去协调电力专网通信成为了一个关键点。现在已经过渡到以负荷为调峰的主体，让需求侧来主动响应电力系统的经济运行和经济控制的需求。

2  智能电网背景下的电力专网通信需求思考

2.1 智能电网要求必须升级电力专网通信

在电力专网通信行业领域，国家电网、发电企业、用电企业以及其他能源投资企业等在该行业当中属于下游市场。电力行业作为国家重要支柱行业，下游市场的需求变化和发展状况将直接决定电力信息通信的发展前景。从2010年国家电网发布的国家电网智能化规划总报告来看，到2020年要投资3.45万亿元来构建智能化电网，其中智能化投资3.841亿元，在总投资当中占比11.1%，这拉开了我国建设智能化电网的序幕，后续智能电网更是成为了国家战略，要求在发电、输电、变电、配电、用电和调度的各个环节都实现智能化、数字化。这就需要对原有的电网调度通信设备进行改造升级，使其实现自动化数据传输，远程视频监控和维护，灵活调控，建立安全可控的电力信息网。

2.2 智能电网必须要有可靠的通信网络作为依托

从供给和需求来说，智能电网应该是涵盖了供给侧和需求侧所有信息的。但是从现在的情况来看，信息孤岛问题也是一个比较大的问题，比方说用电侧的实时信息由采集和监控系统收集并存储，GIS则主要收集和存储设备信息，用户信息则主要依靠CIS系统，而这三个系统实际上是分属不同部门的，主观上来说，现在正在探索执行抄核收和账务一体化营销管理，也是为了解决信息孤岛问题。更深层次上讲，目前大电网安全稳定需要电力专网通信实现电力系统的万物互联，并且要保证更高的数据传输效率。

总体上来讲，早些年的电力通信网络主要表现为区域性的网络，带宽也不足，无法满足对大电网的实施数据的监控，现在的大电网要求电力专网通信要能够承担SCADA系统的高速数据传输，要能够满足检测和计量的表计自动化，要能实现更高的带宽，更开放的通信规约，以及可扩展的监测。

为了满足需求，可以在骨干网当中利用工业级冗余环网交换机够成冗余光纤环形网络，使用工业以太网产品，用光纤链路来构造环状网络拓扑结构，可满足电力系统持续数据传输的需求，安全性高，方便扩展。在接入层可以使用数字工业级配电载波设备够成树形或者是链形网络结构，当然现在可以利用无线接入网来实现电力系统测控点的接入，LTE是一种不错的方案，后续可以从LTE的4G无线接入演化为5G接入，速率会更快。一个典型的无线接入网络实际就是将所有的无线终端均接入到通信网络当中，在无线接入网的演进当中无线接入逻辑框架始终是没有变化的，简单说就是终端到接入网到承载网再到核心网然后向另一端分发，即端到端。事实上随着芯片技术的进步LTE基带与射频识别基带已经实现了基本的整合集成，这对异构网络结构数据融合产生了非常显著的影响，对于保证这种数据融合的稳定以及准确性，同时提高数据传输速度，并对大量数据的存储、控制以及处理来说具有更高的可行性。

3  大电网安全稳定对信息通信技术需求思考

在2019年两会上国家电网提出要建设世界一流能源互联网企业，而其中物质基础就是要建设并运营好“两张网”，即坚强智能电网和泛在电力物联网。为了满足大电网安全稳定，必须要保证电力专网通信能够以更高的速率，更快的响应时间，更高的容量来满足智能电网对电网的实时监控要求。按照国网公司在两会上的报告看，泛在电力物联网可能是理想的解决方案。

所谓泛在电力物联网，是运用云物大智移五大基数，实现电力系统各环节万物互联，人机交互，增强电力系统状态感知，增强信息处理效率，更加灵活的一种智慧服务系统。

为了满足泛在电力物联网，需要对通信网络进行优化，一方面要优化升级骨干网络，增强骨干网的容量，完善骨干光纤网架结构。可采取PTN+SDH的形式来打造网络。另一方面要在无线接入网上进行优化，主要方向是要研究满足5G接入的技术手段，实现更快的接入速率、更低的业务传输时延，以及更加巨大的接入容量。

同时还需要结合大数据分析技术来打造统一的数据分析平台，强化泛在电力物联网的智能性。大量数据保存在电力系统的数据库当中，实时采集的数据、离线数据均呈现出指数化增长的趋势，从数据挖掘开始，基于科学的数学模型，并添加相应的最新数据进行综合分析，进而对未来走势进行预判。而数据的来源则非常的广泛，不仅仅是电力系统的数据，还包括交通部门、住建部、气象部门等的数据。当然基本的数据类型可以归纳为设备空间信息数据、通道基础地形数据、基础台账数据、运行维护专题数据、气象部门气象信息数据、林业部门的林业数据等等。基于这些数据通过挖掘算法挖掘出关于输电线路薄弱环节的数据，识别危险源。

4  结语

综上所述，我国的电网规模是非常大的，而且是一个互通互联互供的统一电网，在这一电网结构当中如果出现问题，将出现大停电，影响巨大，在保障大电网安全稳定方面，电力专网通信是非常关键的一环。因此需要从需求侧的角度去分析电负荷，以电力专网通信系统来实现电力系统负荷的自动调度。

参考文献

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