智能电网市场庞大安防“电”力十足

■ 本刊记者 娄亚楠

电力行业是关系国计民生的基础性行业，国家对智能电网的扶持力度，加速与智能电网相关的行业产业链的发展，安防亦借助新一轮电网智能化进程，迎来诸多机遇和挑战。

2012年7月30日和7月31日，接连发生在印度北部的两次大停电事故，使得印度超过22个邦受到影响，这一历史上最大规模的停电事故，覆盖了印度一半以上的国土，直接影响6亿多人的生活，占总人口的一半左右。美国华盛顿邮报称，这两起停电事故使印度总理曼莫汉·辛格的4000亿美元电网翻修计划显得更加急迫，这一计划可以在2017年前增加760亿瓦特的发电能力。

类似的大停电世故世界各国都有遭遇过，只是规模和破坏程度不同。近十多年时间里，美国至少遭遇过数次大停电。如2008年，佛罗里达州发生大停电，300万人没有电力供应；2003年大停电，由密歇根州延伸至纽约，最后蔓延到加拿大。

危机专家认为，“一次大停电，即使是数秒钟，也不亚于一场大地震带来的破坏”。

因此，如何降低停电概率，预防停电危机，保障电网安全，建设绿色节能环保电网，实现电网智能化，成为现今世界各国重点关注的议题。

“智能化是未来电网发展方向”。国家电网公司总经理、党组书记刘振亚说，传统电网向智能电网的全面升级已成必然。国家电网将加快研发建设新一代智能变电站，推广线路智能监控系统、智能调度控制系统、智能互动用电设备，建设大容量骨干光通信传输网和贯穿各领域的高效信息业务网，加快电网各环节的智能升级改造，全面提高电网智能化水平。

可预期的市场需求

智能电网，毫无疑问相比传统电网有着较大的优势，特别是在资源的调配及事故反应的能力之上，世界各个国家都公布其本国的智能电网发展计划。智能电网作为未来部分国家电力网络建设上的发展重点，日本计划在2030年全部普及智能电网。另外，欧盟、英国、德国、韩国、丹麦、美国等国家都相继确立了智能电网建设目标、行动路线及投资计划。步入21世纪，智能化已经成为电网建设的必然趋势，发展智能电网也已经在世界范围内达成共识。有相关数据预计，到2017年，全球智能电网技术年度支出将达到650亿美元。

就国内而言，国家电网公司在2013年2月21日发布的2012年社会责任报告中，提出2013年的电网建设投资规划，2013年国家电网在电网建设投资上将超过3000亿元，投产110（66）千伏及以上交流线路5万公里、变电容量2.3亿千伏安，直流线路2210公里、换流容量800万千瓦；建成新一代智能变电站示范工程，安装智能电表超过3000万只。

报告还首次发布了国家电网2015年和2020年的奋斗目标。到2015年，特高压和跨区输电能力达到2.1亿千瓦，保证3.5亿千瓦清洁能源送出和消纳；电网智能化关键技术装备实现重大突破，职能电网调控技术全面推广；到2020年，特高压和跨区输电能力达到4.5亿千瓦，保证5.5亿千瓦清洁能源送出和消纳；电网智能化水平国际领先，大电网调度运行达到国际先进水平。

因此，可预期的是，未来几年，中国智能电网建设将进入高峰时期。

变电站智能化进程加快

智能变电站是智能电网建设中不可或缺的重要组成部分。智能，即为人性化，就是把变电站做成像人在调节一样。智能变电站与普通变电站的区别是智能变电站是以数字化为代表的，采用先进、可靠、集成和环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能。

目前，智能化变电站实现了遥测、遥信、遥控、遥调等功能，但是仍然不能适应电网的安全稳定运行的新要求。因此，国家电网公司开始试点建设新一代智能变电站。选择110千伏和220千伏新建变电站，开展变电站集成优化设计、高级功能应用、新型保护控制方式等新一代智能变电站专项技术工程试点，并已选定在北京、重庆等地进行6个新一代智能变电站试点示范建设。新一代智能变电站设将成为变电站建设与发展的一个转折点，并加快变电站的智能化进程。

智能调度核心运作

2013年我国智能电网建设力度加强，智能调度作为智能电网建设中的重要环节，可以说是整个电网智能化的核心，也是综合调度的大本营。调度一体化是国家电网公司“大运行”战略的最终目标，将使得省级调度自动化延伸到地区级和县级调度，这一发展趋势正在积聚并将爆发。

现阶段的调度自动化系统面临着许多问题，包括非自动、信息的杂乱、控制过程不安全、集中式控制方法缺乏、事故决策困难等。另外，大范围资源优化配置，大规模新能源接入，频发的自然灾害，日益严峻的信息安全威胁等等因素对电网的调度系统提出了挑战，同时，国家电网到2015年建成华北、华东、华中(“三华”)特高压电网的目标，也使现阶段的电网调度系统面临严峻考验。

中国式智能电网主要以调度的智能化为体现载体。其技术支持系统主要包括节能发电调度、实时监视和控制、分析预警和辅助决策、优化的调度计划、提升特大电网安全稳定控制水平和电网经济运行水平，以及提升电网管理和决策水平。而实现智能调度也需要打造四个平台，即实时监控和预警平台、调度计划平台、安全校核平台、调度管理平台。最终目标是实现数据传输网络化，运行监控全景化，安全评估动态化，调度决策精细化，运行控制自动化，源网协调最优化，形成一个一体化智能电网的调度体系。

安防技术搭脉问诊

智能电网作为电力系统建设的重要组成部分，它的安全高效运行关系到整个电力系统及至民生的稳定和安全。电网的最大特点是，工作区域跨度大分布广，电站分散、位置偏远、场所危险，行业应用需求多样，各个变电站以及输变电线路等多个现场需要实时高效的维护。

目前各个电厂和变电站都或多或少的有一些本地监控和调度系统，主要集中在核心设备和输变电线路等相对狭窄的区域，且多个系统单独工作，各自有各自的功能，集成化程度不高，比如综合自动化系统和动力环境监控系统，又比如早前提出的“五遥”系统和目前仍然占主流的普通视频监控等，而在变电线路和电力传输线路等的监控措施基本为零，发生事故时只有采用“电力抢险”的方式组织大量人员检查和修复电网问题，其效率可见一斑。

根据国家“十二五”规划，具备强大的资源优化配置能力和良好的安全稳定运行是智能电网监控建设的根本，目的是有效缓解我国能源资源和生产力分布不平衡的矛盾，通过高科技手段显著提高供电可靠率，能够实现大规模集中与分散管理模式并存的电力开发和利用，促进资源节约与环境保护等等，同时能够实现高度智能化、信息化、精细化的电网调度和电网管理，实现电力用户与电网之间的便捷互动，为用户提供个性化智能用电管理服务，满足各种新型电力用户的电力服务要求，能够带动相关产业发展，提升民族装备业技术水平和国际竞争力。

监控系统综合布控

视频监控在电力系统中的应用一直是安防行业关注的热点，电力系统的视频监控也和其它安防系统一样，先后经历了从模拟记录视频信号的CCTV时代到数字硬盘录像时代，再到当今基于IP网络的分布式数字硬盘录像阶段。随着智能电网概念的提出，传统的视频监控又被赋予了更多新的内涵。在智能电网的设计框架内，视频监控的信息不再仅仅是完成“遥视”的功能，而且需要为电力系统实时运行的辅助决策方案提供更加灵活的技术支持，更加有效地为电力系统的调度控制服务。

基于电网监控的特殊性，对前端摄像、前端采集也有特殊要求，比如前端摄像机要采用可以应用在恶劣的环境中，对恒温恒湿的环境也有很强的适应力的防暴外壳的半球型模拟摄像机或高清网络摄像机；前端采集的模拟量传感器的灵敏度要可调，如温度、湿度、电流、电压、仪表数据等，针对不同的应用设置不同的区间，并能将采集到的数据及时上传，避免人工定期抄表的现象。

无线传输特殊定制

无线传输网络无疑是目前最切合实际的解决方案，但由于产品和工程造价较高。传统的双绞线或同轴电缆不能适应输变电线路的要求，在无线传输和传统数据线传输中，折中选择利用光纤，首先光纤扛干扰性极强，一般情况不会受到到变电站内设备和电路的电磁干扰的影响，其次光纤的价格低廉，相比无线设备或3G设备性价比要高很多，更重要的是光纤信号比无线信号更稳定更实时，铺设也相对简单，所以现阶段智能电网建设多数选择使用光纤传输数据；

中投顾问能源行业研究员宋智晨说，无线监控和远程监控在智能电网领域应用需求广泛。但是，由于目前智能电网标准不够统一以及无线通信技术本身还不够完善，导致无线监控和远程监控在当前智能电网领域应用程度不高。未来无线MESH网状网技术依旧会是主流，但要在智能电网领域得到广泛应用，还需要更多的创新。

报警防盗系统必不可少

基于电网监控的特殊要求，为了配合报警系统和防盗系统，前端也需安装一些报警信号采集设备，如输变电线路是否发生漏电和短路，重要设备是否被水浸，机房和仓库是否发生火灾或盗窃现象等等，能够及时发送预警信息。

智能视频分析远程监控

当前自动化、无人值守操作已经成为各个行业的发展趋势。视频识别监测一直是人们关注的焦点，它可以通过遥控摄像机及其辅助设备直接观察现场的一切情况，及时、形象、真实的反映被监测对象的画面，因而被用于众多场合。智能电网的远程监控主要是针对目前电网工作人员无法实时获取电网系统现场情况和电网设备运行情况等信息的缺陷。对于变电站来说，外部破坏包括自然力对物理设备的损害、人为的恶意入侵和恐怖袭击。

应用智能视频技术对电网现场的入侵情况和设备温度异常情况进行自动识别和自动报警。对于部分监控位置布红外热像仪也非常重要，传统的监控只能在设备发生严重故障：发红、变形时才能发出报警，而红外热像仪的投入使用，能够将隐患消除在萌芽状态，真正做到无人值守。

经过分析挖掘后的视觉监控信息被融合到电网的过程控制中，设备运行的可靠性将被实时地进行视觉检测和识别，从而提高电网抵御外部破坏的能力。通过引入视觉信息，监测分析变电站设备的状态，以及和线路上的覆冰、绝缘、污闪、植被干扰、弧垂异常等潜在威胁事件，就能实时地评估配电网主要设备的“健康”状态，从而进一步增强配电网的状态检修和需求侧的管理水平，提高资产的利用率。

可视化管理精准调度

可视化管理在许多行业中的应用已基本成熟，电力行业也正在逐渐进行渗透和复制。智能电网可视化综合管理平台，集视频监控系统、周界防范系统、门禁对讲系统、消防报警系统、自动化控制系统、SCADA动力环境系统于一体，紧密结合电力主营业务辅助管理需求，为电力系统的正常运营提供诸如变电站无人值守、环境事件报警联动、开关设备智能巡检、输电线路可视化巡视、营业厅服务质量远程监督等高效的综合管理功能;实现电网实时监控、加强电网运行分析和优化，为电网运行和管理提供更为全面的配电运行信息，实现电网信息化、自动化、互动化。

无人机应急指挥

无人机应急指挥系统已成为电力应急指挥的主要有效遥感技术之一，其主要应用的价值在于对整个输电线路进行定点定时的监控，及时发现隐患；节省大量巡线人员的作业成本，提高巡线效率；分析不同时期影像数据的变化，为线路和铁塔维护以及今后电力设计提供科学依据；为电网管理者快速处理应急突发事件提供决策依据。

结束语

2012年以来，上海、江苏、山东、河北、浙江等地先后启动智能电网发展规划，大陆各地试点工程相继铺开。而从现在开始至2020这段中国智能电网建设的重要时期，中国将建成以华北、华东、华中特高压同步电网为中心，东北特高压电网、西北750千伏电网为送端，联结各大煤电基地、大水电基地、大核电基地、大可再生能源基地，各级电网协调发展的坚强智能电网。华北、华东、华中特高压同步电网形成“五纵六横”主网架。面对庞大的智能电网建设网络，安防行业也正在紧跟智能电网建设的步伐，不断迎接新的机遇和挑战。