智能配电网通信组网技术研究

杨熹

摘 要：智能电网已成为了我国智慧城市发展的重要基础和驱动力。就智能配电网通信组网技术展开了论述。

关键词：智能配电网；通信组网；变电站设备；信息化

中图分类号：TM76 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.145

电力需求的增长和低碳发展的要求促使配电网向着智能化方向发展。智能电网的实施使得一次、二次设备增多，电网规模扩大，现场和IT设备间传输的信息量也大大增加。波动性分布式电源的大规模并网，储能装置以及主动负荷的接入将极大地影响供电可靠性和电能质量，使得电网的控制变得更加复杂，容易造成通信可靠性问题。通信系统作为智能电网中智能量测、能量管理、自动控制及保护等功能的支撑，面临很大的挑战。

1 智能配电网通信组网发展现状

1.1 “智能配电网”的概念

智能配电网是以稳定的电网框架为基础，通过通信网络技术和计算机信息技术，对电力系统的发电、储能、输电、变电、配电、用电和调度等方面进行智能监控，以实现电力、信息、业务的高度融合。智能电网不仅仅意味着智能化控制，也包括对电网运行信息智能化处理和管理。只有真正做到信息智能管理，智能化控制才可实现。在智能电网的建设运行过程中，所表现出的可观测、可控制、自适应及自愈性等特性，都离不开信息及通信技术所提供的支持与保障。信息及通信技术作为新时期智能电网应具备的核心技术之一，可以说是决定整个智能电网运行建设及其发展速度的最关键因素。

1.2 智能配电网通信组网存在的问题

在建设智能电网的过程中，绝大多数变电站设备及发电机、电缆、线路等都有在线监测项目。电力在线监测是智能电网中不可缺少的重要部分。然而，受电力系统分布式及实时性的特性影响，各种监测控制设备在信息获取方面存在着一定的时延、路径不确定性及数据包信息流丢失等问题。

2 智能配电网通信组网技术发展必要性

2.1 成为衡量城市发展水平的重要因素

在工业4.0时代，建设智慧城市是未来城市发展的一个共同目标。随着世界经济与科学技术的高速发展，城市对清洁、高效、经济、安全的电力能源的需求日趋加剧。因此，在智慧城市的诸多建设工程中，智能电网也成为关键项目之一。

2.2 是改善民生的重要基础设施

配电网是保障电力“落得下、用得上”的关键环节，是改善民生的重要基础设施。随着国家电网公司加强配网建设管理，对供电安全性、可靠性、适应性要求越来越高，对网络规划设计、接入管理、运行检修、安全协调控制等也提出了更高的要求。因此，业务需求和配电设备应用场景对配电通信系统的安全可靠、可视运维、灵活接入也提出了更高的要求。因此可以说，智能配电网通信组网技术的发展是改善民生的重要基础措施，应予以必要的重视。

2.3 是工业化、信息化发展的需要

大力推进信息化、工业化建设，是企业提高核心竞争力的重要途径。早在“七五”时期，我国电力企业就开始着手单项业务的信息化建设。几十年一路走来，不懈耕耘。随着业务的不断发展，面临的挑战也越来越棘手：①国产化、自主化、硬件平台越来越丰富，运维也越来越复杂。②系统越来越多，硬件越来越多，数据中心越修越大，利用率却“居低不上”。③平台不是不大，而是不“齐”，在借助平台解决共性问题的同时也带来了额外的负担。业务应用的功能通常需要依赖平台多个组件提供的服务，但是存在各组件接口标准不一致、系统需单独与各组件独立集成（配置），监控信息分散于各组件系统内等问题，影响系统开发与运维效率。④虽然系统越来越多，信息化覆盖度越来越高，但企业级应用却难以建成，企业信息化变成“以部门为战”，基层人员工作量繁重，业务应用重复建设、数据不一致情况严重。这些问题都需要智能配电网通信组网技术的大力实施才能有效解决。

3 智能配电网通信组网技术发展方向

3.1 工业化、信息化、智能化逐渐融合

智能配电网是智能电网的关键环节之一。通常110 kV及以下的电力网络属于配电网络，配电网是整个电力系统与分散的用户直接相连的部分。智能配网系统是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术，将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制、用电和配电管理的智能化，使“三化”逐渐融合发展。

3.2 完善以太网的作用

随着工业以太网技术、光纤技术、信息处理技术的发展以及向电力领域的渗透，在当前技术条件支持背景作用之下，工业以太网通信在运行过程当中所表现出的包括可靠性高、灵活性高、维护性高及扩展性高在内的多种应用优势，对于优化整个电网系统各种设备元件的连接和信息传输方面都有着重要突破。目前，工业以太网交换机作为最为重要的电网通信设备解决方案，使电力设备在线监测技术也得以快速发展，并逐步走向实用化阶段。而且工业交换机协议的标准化早已完成，包括底层协议、网络冗余协议、管理协议、网络精确时钟传输协议等，不同厂商产品互通性好，还可以实现混合组网。同时，工业以太网交换机主要采用分段冗余、相交环、相切环等混合组网方式，提高了组网的可靠性，多种光电口灵活配置，高度集成，一体化方案设计更为电网建设提供了便利。工业以太网交换机在数据采集、生产管理、运行维护、安全监控、计量及用户交互等方面发挥巨大作用。因此，有必要完善以太网在智能配电网通信组网技术的作用。

3.3 加强信息安全智能的构建

加强能源信息通信系统的安全基础设施建设，就是根据信息重要程度、通信方式和服务对象的不同，科学配置安全策略。依托先进密码、身份认证、加密通信等技术，建设能源互联网下的用户、数据、设备与网络之间信息传递、保存、分发的信息通信安全保障体系，确保能源互联网安全、可靠运行，提升能源互联网网络和信息安全事件监测、预警和应急处置能力。

4 结束语

作为关系国家能源安全和国民经济命脉的公共事业机构，电力企业所在的整个行业都正面临着人类对能源的需求越来越大，能源危机日益突出，积极寻求安全、可负担和环保的能源供应问题，提升“发、输、变、配、用”电力全环节的能源效率已成为现代智能网络发展的共识。

参考文献

[1]牛高.智能配电网通信技术发展综述[J].计算机光盘软件与应用，2013（03）：87-89.

〔编辑：刘晓芳〕