信息技术和云计算、大数据处理技术在电网中的运用

2023-08-22龙志国

通信电源技术 2023年13期

龙志国

（中国电信股份有限公司武汉分公司，湖北武汉 430071）

0 引言

电网智能化是时代发展的必然趋势，与传统电网相比，智能电网的优势明显，可以满足人们的用电需求，使电力资源得到充分利用。相关人员要重视信息通信技术、云计算、大数据处理等技术的应用，适应智能电网的建设需要，不断调整信息通信技术、云计算、大数据处理等技术的应用方式，加快智能电网的建设速度。

1 国家智能电网概述

智能电网是将智能技术引入电网建设，以通信网络为基础，借助传感技术、云计算、信息网络技术等创新电网的控制模式，并搭建决策支持系统，利用智能技术控制电网的运行状态，稳定性更强，电网运行中发生故障的可能性小。智能电网结构如图1 所示。自愈性、激励性以及安全性是智能电网的主要特征。通过智能技术实时检测电网的运行状态，及时发现电网故障，并自动分析故障成因，由控制系统做出响应，及时处理电网故障，维持电网的最佳运行状态，同时保护电网信息传输的安全性[1]。

图1 智能电网结构

2 智能电网建设关键技术

2.1 信息处理和云计算技术

信息处理和云计算技术是智能电网建设的基本技术，用于管理和处理信息，在智能电网建设中发挥重要作用。其具体内容如下：一是空间信息技术，包括地理信息系统、定位系统、遥感技术、云计算以及大数据处理等，能够整合地理信息、确定故障位置以及监控电网；二是云计算技术，数据处理能力极强，基于该技术建成云平台，可同时处理海量数据，并保护数据安全；三是信息安全技术，加密处理智能电网传输的数据，防止传输的数据被篡改，抵御病毒入侵。

2.2 通信技术

智能电网建设应用了通信技术中的通信网络，该网络能够满足用户的通信需要，借助光纤技术完成信息的采集，通过网络向系统传输信息，以便利用信息技术处理收集的数据信息，确定智能电网的运行状态。同时，通信技术可作为电网调度的通道，智能电网站点之间应设置2 条通信通道，其中一条是移动通信网络，与电力专用网相互独立，当专用网出现问题时，该通信通道不受影响，保证信息及时传输，从而维持智能电网稳定运行[2]。

3 智能电网中信息通信、云计算、大数据处理等技术的应用

3.1 电力调度

电力调度系统是智能电网的主要组成部分，将信息通信、云计算、大数据处理等技术用于该系统的建设，能够使系统具备良好的性能，全面采集反映智能电网运行情况的信息，并保证采集的数据信息的真实性，从而为电力调度系统高效运行奠定基础。为发挥电力调度系统应有作用，应增加信息通信、云计算、大数据处理等技术应用的资金投入，引进先进的技术，采购性能良好的通信设备，增强通信网络的稳定性，扩充系统运行可用数据信息，方便调度系统做出准确判断，制定科学的智能电网运行参数调整方案。

由于国外智能电网的建设时间长，技术体系更为成熟，可开展技术交流活动，与国外电力企业建立合作关系，将先进的信息通信、云计算、大数据处理等技术引入电力调度系统，从而优化电力调度系统的性能，使分析结果更加真实可靠，控制智能电网始终处于稳定运行状态。相关企业需要加大信息通信、云计算、大数据处理等技术的管理力度，规范应用方式，同时相关人员需要依据电力调度需求，正确应用这些技术。

3.2 智能光纤通信网

将信息通信、云计算、大数据处理等技术与智能光纤技术结合，能够改变智能电网的信息采集方式，强化系统的信息采集能力。智能光纤通信网的信息传输量明显高于传统通信方式，能够收集智能电网各处数据信息，且信息传输速度快，同时信息的时效性不会受到影响。智能光纤通信结构如图2 所示。

图2 智能光纤通信网络结构

随着社会的发展，智能电网覆盖面积逐渐扩大，需要传输的数据信息量大，原有信息传输方式不再适用。该背景下，应用信息通信、云计算、大数据处理等技术，建设智能光纤通信网络，通过无线网络将信息传输至智能终端，可解决该问题。智能光纤通信网络由待测光纤、光纤连接装置、测试线连接装置、光纤检测仪、芯片以及Wi-Fi 等模块共同组成，各模块在通信网络发挥的作用不同，该通信网路的传输能力更符合智能电网建设需要。智能光纤通信网的特点是能够动态分配网络带宽且传输容量大。为突出该技术的应用优势，相关人员需要结合智能电网的建设目标，确定智能光纤通信网的覆盖范围，制定科学的通信网建设方案。

3.3 输电工程

智能电网运行中，输电工程是最后一环。由于电网用户较多，用电需求也各有不同，电网的用户呈现多元化特征。传统的输电模式不关注用户的多元化需求，导致输送的电能被浪费。在输电工程应用信息通信、云计算、大数据处理等技术，能够进一步提高智能电网的建设水平，采集用户的用电信息，分析用户的用电习惯与用电量。同时，将该信息反馈给智能电网，实时展现电网的输电情况，判断输电工程的运行方式是否合理。依据不同用户的用电习惯，动态调整输电方案，满足用户用电需求的同时，避免输送的电能被浪费。

信息通信、云计算、大数据处理等技术的应用，能够替代人力完成数据信息的采集与计算，得出准确的分析结果。国家智能电网的控制系统依据数据信息处理结果，充分利用采集的数据信息并做出响应，适当调整电网的运行方式，优化输电方案，保证电能输送稳定，从而保护电力用户的人身安全[3-5]。

3.4 配电工程

将信息通信技术、云计算、大数据处理等技术用于配电工程故障识别，能够自动检测电网的运行状态，根据运行信息，发现电网存在的故障，并采取针对性措施处理故障，将故障的影响降至最低，同时增强电网的兼容性，确保电网稳定运行。

要加强配网工程基础设施建设。配网工程基础设施作为信息通信、云计算、大数据处理等技术的应用基础，能够赋予配电工程以更强的供电能力。当智能电网出现严重故障时，借助信息通信、云计算、大数据处理等技术维持供电，减小电网故障的不良影响，并深入开发采集数据的利用价值，判断采集信息是否存在异常。最后，基于数据分析结果，评估智能电网的运行状态，发现电网运行潜在故障，探究潜在安全隐患的成因，自动采取措施阻止故障发生。智能配电网自愈控制体系如图3 所示。

图3 智能配电网自愈控制体系

电网故障发生后，通过信息通信技术、云计算、大数据处理等技术，可以快速采集有关数据，调用故障诊断功能，通过全球定位系统（Global Positioning System，GPS）和地理信息系统（Geographic Information System，GIS）技术确定故障位置，实施故障修复。该过程无须人力参与故障的诊断与处理，从而降低了维护难度。

3.5 变电工程

帮助用户获取电网信号是变电工程的主要作用。信息通信、云计算、大数据处理等技术的应用，有助于电网掌握并管理电网信号，凸显变电工程在智能电网中的作用，提升智能电网的建设水平。将信息通信、云计算、大数据处理等技术用于数据检测，能够改变数据的获取、传输与分析方式，并分析数据的内在关系，从而开发数据信息的潜在利用价值。智能电网建设人员需要掌握该技术的应用要点，科学设计数据检测算法，检验采集数据的真伪，精准识别电信号。

完善变电工程基础设置，基于信息通信技术、云计算、大数据处理等技术，加强通信网络建设。以通信网络为信息传输渠道，将采集的数据输送至电网控制系统，控制系统接收数据后做出响应，并向变电工程发出指令，由通信网络传输指令。变电工程有关设备接收指令后执行指令，调整变电设备的运行状态，缩短指令的传输时间，迅速调整变电设备运行参数，发挥变电工程在国家智能电网的应有作用。