智能电网时代电力信息通信技术的运用

2023-10-25国网永州供电公司吴雅征唐夏生

电力设备管理 2023年17期

国网永州供电公司吴雅征唐夏生

1 智能电网及电力信息通信简介

1.1 智能电网

电力作为国家经济社会发展、居民生活需要最重要的基础能源之一，其网络环境稳定性如何、电信服务质量好坏，直接影响着企业能否形成核心竞争力，能否为用户提供多元化需求。开展智能电网建设，要紧紧依托电力通信技术发展的实际，在信息技术的支持下以构建完整电力运行系统为方向，借助数据信息控制技术实现电网安全平稳运行目标[1]。智能电网在传统电网基础上，更加凸显智能控制和信息技术保障，通过电力信息通信技术的运用，在全系统各组成单元之间形成运行数据收集反馈数据库，建立全面准确掌握电网运行状况的工作格局，以此提升电力行业总体服务水平、提高市场核心竞争力。

智能电网最大特征有几点，一是智能性特征。完全摆脱了传统电网依赖人工操作的方式，借助感应传感器、动态监控体系、故障危险预警，以及运行维护程序，圆满完成电力目标任务。比如，在高低压配置、线路巡检、故障检修方面，能够实现无人化、智能化操作。二是高科技特征。智能电网建立在系统数据之上，借助智能逻辑分析运算，计算机软件分析技术，对各系统指令执行进行决策。因此，信息网络时代背景下的智能电网建设，更加强调优化完善电力运行能力，更加注重从技术角度挖掘智能潜力，推进电网系统平稳有效运行。

1.2 电力信息通信

电力信息通信随着大数据信息技术不断成熟，其内涵形式势也在不断丰富发展。通常意义的电力信息通信，泛指应对电网配电、输电，以及发电生产过程中出现的、难以发现的细小苗头性问题开展“诊断”，免除小隐患对整个电力系统运行安全构成的巨大风险。电力通信技术的工作机理是借助先进的载波技术、光纤等手段，建立故障预警机制，借助高敏传感器摆脱传统的人工操作监控方式，借助智能化技术优势早发现问题隐患、早采取预防修复措施，确保整个电力系统运行平稳顺畅[2]。

2 电力信息通信技术分析

随着科学技术的发展，电力信息通信技术的类型不断地增多，电力信息通信技术如图1所示。

图1 电力信息通信技术

2.1 光纤通信技术

光纤通信技术作为电力通信技术中的核心技术之一，经过多年研究发展实践，因其在深海、太空，乃至极端特殊环境下，在电力传输过程中表现出的成熟稳定特性而广泛普及和应用。光纤通信技术应用于智能化电力系统建设，要从光纤通信传输的特殊性出发，线路敷设通常借助架空方式构建缆线及辅助设施支撑框架，通过智能电网联网、支架配合、缆线和配件安装等相应工具，共同构建起光纤通信传输媒介。此项技术不仅优化完善了传统缆线的复合升级，而且极大增加了架空缆线的传输量，使该项技术在高传输率、超强稳定方面的优势更加凸显。将光纤技术应用于电力通讯信息中，能够实现宽带线路的扩容、实现光纤线路在通路次数中的层次性传递。

智能电网中应用光纤通信技术后，还可以依据日常使用、紧急状态、信息级别的轻重缓急实现对输配电过程中的数据线路进行优先顺序设置，更好地优化电力资源配置，提高系统运行能力，提升智能电网运行质量和水平。

2.2 智能化设备技术

随着电力系统新技术的升级，大数据信息技术的日新月异，智能设备技术在我国电网建设中的数量大幅增加，其分布方式、赋能方式，在提高输电系统稳定性、保障用户电气设备安全性方面，充分体现出电子设备处理数据的绝对优势，能够有效降低电力系统设备损耗，对提升电能质量、解决储存耗电等长期悬而未决的问题提供巨大助力。智能设备的优越性同时体现在，减少了系统运行受不确定因素影响的波动性，借助系统动态遥控信息传感技术，实现对电网整体运行监测、及时获取电网数据信息，对故障苗头及设备损坏进行智能修复。

2.3 载波信息技术

作为电力通信技术的基础方式之一，载波通信技术的主要作用为调制基础信号，以载波形式完成电力信息的传输。借助电力网络以及传输媒介，对特高压电、高压电、低压电，通过波段调节进行分类优化。此种技术缺点是容易受到传输过程中诸如电磁波、自然雷电放电等因素干扰，通信技术质量稳定性差。实施载波技术必须克服信号衰减大、噪声强、通信频段易受干扰的难题，需要在电力信息网络技术的支持下开展科研攻关，使载波通信技术朝着性能更加稳定、更加有利于转型升级的方向发展。

2.4 移动通信技术

移动通信技术、载波通信技术、智能设备技术与光纤通信技术，既是对传统电力信息通信技术的继承，也是智能电网最重要的支撑手段。其中，移动通信技术的优势体现在，从信息发射端到接收端，彻底改变了传统模式下固定线路空间传输的弊端，打破了传统有线传播的空间限制，对提升电力信息通信的灵活性、节约费用成本、保持技术安全，具有划时代技术革新意义。移动通信技术从3G、4G到5G 的转型升级，对智能电网建设、变电站基础设施建设提出了新的要求，对实现更大范围更广领域的输电配电规模，形成国家范围电网大格调布局，减少区域之间变电站建设造成的电力资源浪费意义重大。纵观我国电力通信技术发展现状，在移动通信技术支持下，实现核心基站数量逐渐缩小、移动通信质量不断上升的良好局面，为实施电网资源的优化重组，更好地发挥智能电网的作用创造有利条件。

3 电力信息通信技术在智能电网时代的应用策略

3.1 发电领域的应用

依托电力通信技术，加强电网能力建设，为智能电网发电赋能，已成为我国电力企业重要技术。电力企业要将智能电网发电能力建设与基础设施、经济实力、用户需求充分结合，在翔实的市场调查研究基础上科学预测，将电力需求转化为相应数据信息，借助智能电网分析体系，精准控制发电规模和发电量。电力系统要借助电力通信技术建立智能电网、用户、管理者之间的沟通媒介，实现发电、用电之间的协调关系。一方面避免发电量不足导致用电中断或设备停运；另一方面要防范发电量过剩造成的能源消耗和宝贵的电力资源浪费。智能发电加强对发电过程的有效调度，通过信息数据模型建立起电压、电流、电功率与系统运行的综合评价体系。通过合理设置通信接口和布入线路，确保用电数据、发电数据与智能化管控体系匹配。智能电网系统可借助信息反馈体系精准得到用电量的动态变化，通过参数调节确保智能电网发电量与用户使用量保持联动配合。

3.2 输电领域的应用

如前所述，智能电网最大特点是基于信息通信技术。输电应用要通过与直接关联的电网形成智能反馈，将电力系统运行、设备运转、调度管理人员状况等信息，全面反映到输电系统中，以便及时消除输电过程中安全隐患。输电领域应用要以保障实时监控能力、保证输电数据可靠性为目标，借助智能电网传输平台及时捕捉动态信息，通过系统检测判断设备运行状态，发现不安全因素和故障隐患及时报警。建立通讯信号与电力数据信息的数据联动，借助故障电网应急模块，随时完成电网内部继电器启动、电力传输故障报警，第一时间开始故障修复，保障电力传输调度运行顺畅。电力系统加强输电领域科技应用，要将所有的工作措施、方法手段放在智能输电的大背景下，加强设备更新、新技术引进、人员培训等基础工作，使输电线路领域中巡线、线路检修、故障排查、风险预警，实现自动化智能化管理要求。

3.3 变电领域的应用

为满足用户的不同需求，智能电网必须在高压电、低压电，以及特殊用电之间实现灵活转换。实施变电领域应用的电力通信技术，要围绕加强智能电站变电设施能力建设，构建企业操作性强、可视化、具有普遍意义的控制模块。为体现智能电站的建设效果，变电系统运行要借助传感器，将整体运行情况精准地反映在调度中心的整体控制模块上，为变电站管理、运行维护，以及故障维修提供技术支持。智能变电站建设必须依赖科技进步、围绕电力运行核心，努力实现自动控制与智能控制为主体的变电过程，借助智能电网完善优化模块，对电力数据及时进行整合，千方百计使电力系统满足不同用电区间的变电要求。

3.4 配电领域的应用

配电作为电力系统灵活调配电力运行服务的重要技术之一，必须通过不断优化设计、科学调研、设备更新，实现配电对电力系统的有效支持，始终围绕服务末端用户，加强各关键环节之间的关联，满足用户多元化配电需求。智能电网建设要以构建全面用电类型、用电量层次，以及用户地理分布为基础，并依靠卫星遥控技术、信息传感技术、监控成像技术，实现智能电网在配电通信端口、线路入网接口，以及智能元件之间的灵活转换，达到集成、互换、扩展方面灵活自如的要求，为提高智能电网配电效率创造条件。

3.5 用电领域的应用

用电环节既是智能电网运行的服务末端，也是电网建设质量、设备运行情况、电力信息通信技术的综合表现。发挥电力系统在用电领域的应用竞争力，就要对用户的不同用电量进行数据采集和动态分析。特别要针对当前用户量庞大、用电诉求多、供电环境复杂的严峻形势，对海量的用电信息进行甄别，建立智能电网实现规模传输、规模处理，以强大稳定的电网服务为硬件，构成智能电网、电力系统、用户之间的完美协同，提高智能电网的运营稳定性、提供高质量的电力服务。

3.6 新能源领域的应用

从我国绿色环保发展形势出发，新能源作为可再生资源，其中的风力发电、光伏发电、海上发电，呈现出良好的发展前景。因此，智能电网建设要具有超前意识，将淘汰高污染、高排放、高能耗的发电企业作为节能减排的重点，将减少输电过程中电能损耗，降低环境污染作为电力企业生态环境发展的终极目标。智能电网建设要将触觉延伸到新能源发电领域，智能电网发展蓝图要保证新能源电力的通信接口达到标准，保证其电力供应的稳定性，有效性，持续性。

智能电网在新能源领域的应用，要以国家战略为主导，以政府牵头、企业参与为方向，针对我国地域辽阔，风能、光能、太阳能、海洋潮汐蕴藏能力潜力巨大的特点，开展宏观规划，制定出长远发展战略，以此丰富国家电力供应形式、弥补当前电力供给不足造成的严重能源短缺。发挥电力系统、高等院校、科研单位的专业技术优势，大力加强新型能源的开发研究，以实现我国电力供应情况的根本好转，更好地发挥智能电网电力信息通信技术的效能，构建出智能电网与新能源管理体系相互融合相互作用相互补充的良好格局。