胡 潔

（湖南大學(xué)，湖南 長沙 410012）

0 引 言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的急速發(fā)展，我國居民的用電需求增大，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為了全球電網(wǎng)發(fā)展的共同趨勢，而智能電網(wǎng)的快速應(yīng)用使得其對電力通信技術(shù)提出了全新的要求?，F(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展為其構(gòu)建了更多的技術(shù)融合路徑，讓智能電網(wǎng)在穩(wěn)定性、可靠性以及運(yùn)行效率等方面更上一個(gè)階梯，因此為了使電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用變得更加明晰，本文以文獻(xiàn)研究法為主，對其應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)地探討。

1 相關(guān)理論概述

1.1 電力通信

電力通信是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組件，相比于傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)來說，在安全性和穩(wěn)定性方面具有不可比擬的優(yōu)勢。此外，電力通信在奠定電網(wǎng)現(xiàn)代化管理模式基礎(chǔ)上，以最大力度推進(jìn)電網(wǎng)自動化調(diào)度的發(fā)展進(jìn)程，并推動電網(wǎng)向著功能越加全面的方向發(fā)展。因此，電力通信的重要性使得當(dāng)前的大多數(shù)國家都快速建立起了電力系統(tǒng)專用通信網(wǎng)。

1.2 智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)是電網(wǎng)的智能化，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、設(shè)備技術(shù)、控制技術(shù)以及信息技術(shù)等支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)可靠安全穩(wěn)定的最終目標(biāo)。運(yùn)用智能電網(wǎng)能夠最大程度地滿足當(dāng)前人們生活的需求，并保證電力市場及電力資產(chǎn)的最優(yōu)化運(yùn)行。

2 電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用價(jià)值

2.1 降低智能電網(wǎng)建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)

在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，會面臨著各種各樣的建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)，特別是在智能電網(wǎng)建設(shè)的一些關(guān)鍵階段，如發(fā)電、傳輸以及使用等，對安全度有更高的要求。這些風(fēng)險(xiǎn)無法利用有效措施進(jìn)行完全避免，但是利用電力通信技術(shù)，可以最大程度地降低風(fēng)險(xiǎn)。電力通信技術(shù)有其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢，在電網(wǎng)建設(shè)精準(zhǔn)化、管理動態(tài)化以及實(shí)時(shí)化方面都有較好的效果，特別是在后期技術(shù)維護(hù)方面，更是其他技術(shù)所不可比擬的[1]。因此，電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用，能增強(qiáng)電力電網(wǎng)的自動化功能，從而切實(shí)有效降低建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 加快智能電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)度

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)化速度的加快，人們的物質(zhì)生活水平逐漸提升，對于美好生活的需求也越來越大，而電力是人們生活的重要保證，基于這種情況，電能的需求量達(dá)到了一個(gè)前所未有的高度，因此智能電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，其在發(fā)電效率和覆蓋面等方面的優(yōu)勢，是傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)無法可比的。當(dāng)然，考慮到電力的可持續(xù)性利用和發(fā)展，將電力通信技術(shù)應(yīng)用在智能電網(wǎng)中也有很大的價(jià)值。其一，電力通信技術(shù)可以更加有效地保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，讓其運(yùn)行效率更高；其二，得益于現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，電力通信技術(shù)與其進(jìn)行結(jié)合，能夠滿足人們的一些用電特色化需求?？傊?，當(dāng)前用戶對電能的需求量不斷增多，智能電網(wǎng)方向發(fā)展的主要目標(biāo)是更好地為用戶服務(wù)，滿足用戶的需求，同時(shí)對電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行也起到一定的促進(jìn)作用。將電力通信技術(shù)用于智能電網(wǎng)中，促使智能電網(wǎng)的運(yùn)行效率更高，而且能夠?yàn)橛脩籼峁﹤€(gè)性化服務(wù)，電力系統(tǒng)的運(yùn)行也更加安全平穩(wěn)[2]。在智能電網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境中發(fā)揮電力通信技術(shù)的作用，使得電網(wǎng)不斷擴(kuò)展服務(wù)范圍，電力系統(tǒng)的運(yùn)行更加規(guī)范，發(fā)揮通信技術(shù)的連接作用讓各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間有效連接，同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化管理，促使電力系統(tǒng)的運(yùn)行更加安全平穩(wěn)，智能電網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)度也因此不斷加快。

2.3 優(yōu)化智能電網(wǎng)建設(shè)管理

智能電網(wǎng)建設(shè)中通過強(qiáng)化管理工作促使電力系統(tǒng)更加完善，在此過程中電力通信技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。當(dāng)智能電網(wǎng)處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行自動化，并且電力系統(tǒng)的每個(gè)環(huán)節(jié)都能智能化操作，由此提高了管理質(zhì)量，還增強(qiáng)了管理效能，電力使用效率有所提高。電力通信技術(shù)的快速升級，并在智能電網(wǎng)中進(jìn)行應(yīng)用，可以保障電網(wǎng)的覆蓋范圍，電力系統(tǒng)建設(shè)工作也更加完整。

在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，首要考慮的問題是安全穩(wěn)定，而電力通信技術(shù)能夠有效解決這個(gè)問題。在智能電網(wǎng)中應(yīng)用電力通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動化運(yùn)行及智能化，同時(shí)智能電網(wǎng)也對電力通信技術(shù)的完善起到一定的促進(jìn)作用，從而促使電力系統(tǒng)的運(yùn)行具有較高的安全穩(wěn)定性。

3 電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的發(fā)展現(xiàn)狀

電力通信屬于智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，是其安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證，將電力通信運(yùn)用在智能電網(wǎng)中，對人們生活水平的提升具有重要作用。

當(dāng)前，我國電力通信在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用深度方面還有所欠缺，雖然從各方面來看，我國在人力和物力上都不遺余力，但是最終只是在微波通信和力線載波通信等技術(shù)的簡單應(yīng)用為主[3]。由于之前我國的電力系統(tǒng)覆蓋面小，建設(shè)結(jié)構(gòu)也較為單一，所以這兩種技術(shù)即使只是簡單的運(yùn)用，也足以應(yīng)付以前國內(nèi)用電系統(tǒng)的需求。然而當(dāng)前隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的覆蓋面早已大大擴(kuò)充，智能電網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)模也得到了極大地?cái)U(kuò)展。在這種情況下，智能電網(wǎng)對于電力通信的技術(shù)要求上升到了一個(gè)全新的層次，微波通信和力線載波通信這兩種技術(shù)已經(jīng)落后于時(shí)代發(fā)展，而且人工調(diào)度方式也相對陳舊，這些都是制約著電力通信在電網(wǎng)中有效應(yīng)用的因素。

相比于電力通信技術(shù)上的研究瓶頸，我國在電力通信應(yīng)用形式上，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)有了較大的提高。由于光纖光纜等器材設(shè)備的研發(fā)，使得我國從很早以前就進(jìn)行了骨干通信網(wǎng)的布局，這為我國智能電網(wǎng)的建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，我國已經(jīng)完成了較大規(guī)模的國內(nèi)電網(wǎng)主網(wǎng)架構(gòu)建，保證了各地各級的用電需求[4]?？傊壳拔覈呀?jīng)將電力通信智能化和網(wǎng)絡(luò)化，并且在電網(wǎng)監(jiān)管上實(shí)現(xiàn)了自動化。

4 智能電網(wǎng)背景下對電子通信提出的新要求

4.1 通信網(wǎng)絡(luò)全覆蓋

在通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋面上，即使我國正在不斷地采取措施保證一定程度的智能電網(wǎng)覆蓋率，但是根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，我國在智能電網(wǎng)傳輸介質(zhì)全面光纖化的前提下，在電網(wǎng)延伸的用電、配電以及送電方面仍舊存在著覆蓋率低的問題。這就導(dǎo)致很多地區(qū)在用電效率及配電規(guī)模方面有較大的差異，影響人們生活的整體水平。

例如，寬帶屬于現(xiàn)代信息社會每家每戶必備的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，當(dāng)前在寬帶接入試點(diǎn)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行中，我國大部分的城鎮(zhèn)都已進(jìn)行了相關(guān)設(shè)備安裝，不僅大大提升了人們生活幸福滿意度，還能通過這種方法對用戶的用電信息進(jìn)行采集，雖然此時(shí)并沒有很大的規(guī)模，但已逐漸成體系[5]。隨著時(shí)代的發(fā)展，智能電網(wǎng)目前屬于一小部分人群的福利現(xiàn)狀必將被改變，智能電網(wǎng)的普及會對發(fā)電、變電以及用電等數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和真實(shí)性提出更高要求，而這個(gè)要求進(jìn)一步對電力通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋率的大小有嚴(yán)格地限制。因此，智能電網(wǎng)要想進(jìn)一步發(fā)展，必須以電子通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋率為基礎(chǔ)。

4.2 通信手段多樣化

當(dāng)前，隨著我國綜合國力的提升，科學(xué)技術(shù)也得到了長足的進(jìn)步，技術(shù)與技術(shù)之間也進(jìn)行了大規(guī)模的交叉應(yīng)用，將滲透效應(yīng)發(fā)揮到了極致，但是這種交叉應(yīng)用大都層次較淺，深度不高。例如，在智能電網(wǎng)領(lǐng)域，衛(wèi)星和微波等技術(shù)在智能電網(wǎng)領(lǐng)域雖然得到了有效滲透，但是相比于光纖通信的應(yīng)用廣度還有很長的路要走，目前這兩種技術(shù)仍舊處于輔助性組件階段。因此，要想將電力通信高效應(yīng)用在智能電網(wǎng)中，從而達(dá)到通信容量不斷增加的目的，就必須對通信手段的多樣化提出新的要求，需要電力通信具有更加靈活性的方式[6]?？傊?，電力通信手段多樣化和靈活化，是其應(yīng)用于智能電網(wǎng)的必要條件。

4.3 通信體系可管理

智能電網(wǎng)的有效發(fā)展并不僅僅具有滿足人們美好生活需求的功能，在針對電網(wǎng)管理體制完善方面，智能電網(wǎng)的建設(shè)也具備較大的作用。智能電網(wǎng)建設(shè)時(shí)，在結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)上引入網(wǎng)絡(luò)控制，但由于網(wǎng)絡(luò)具有跨時(shí)空性、便捷性以及全面性等特征，因此電力通信也必須利用互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)才能產(chǎn)生較大的效果。當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)同樣具有很多劣勢，在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管問題上更加凸顯，這就要求電力通信必須有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行模式，這樣才能在一定程度上彌補(bǔ)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的劣勢。在此基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢將徹底地發(fā)揮出來，讓整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行都處于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)監(jiān)控下，從而更高地提升設(shè)備可操作性。此外，由于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管體系的不完善，其安全性大大降低，而電力通信的易管理性對安全性方面有了全新的要求，因此將電力通信數(shù)據(jù)同步在網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取若干措施保障數(shù)據(jù)的私密性，這樣才能最大程度地降低智能電網(wǎng)的建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)。

5 電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的具體應(yīng)用

5.1 新能源方面

當(dāng)前，電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的具體應(yīng)用中，新能源方面比較凸顯。新能源是當(dāng)代最新提出的一個(gè)能源概念，環(huán)保和可持續(xù)利用的能源特征使其成為了當(dāng)代科學(xué)界研究的熱點(diǎn)，如風(fēng)能和熱能等都屬于比較典型的新能源。智能電網(wǎng)與新能源息息相關(guān)，其主要特征就是主動接收新能源，從而大大提升電力運(yùn)用效率[7]。因此，進(jìn)一步深度研究智能電網(wǎng)及新能源發(fā)電控制并解決新能源電力接口問題十分有必要，不僅能大大提升國民生活水平，而且對于我國電力的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃也具有較大的促進(jìn)作用。

對于智能電網(wǎng)及新能源研究方面，研究工作主要集中在以下幾點(diǎn)。其一，新能源是一種范圍較廣和應(yīng)用較廣泛的新型能源，針對電力通信技術(shù)應(yīng)用智能電網(wǎng)提升新能源利用效率方面，科學(xué)界主要在細(xì)分新能源并網(wǎng)方面做了較為深入地研究，并對通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)范，使得智能電網(wǎng)能夠依據(jù)實(shí)際情況自動調(diào)節(jié)功率和電壓等各種參數(shù)。其二，要想智能電網(wǎng)進(jìn)行直接有效地轉(zhuǎn)化新能源，對新能源發(fā)電控制技術(shù)進(jìn)行研究是必要環(huán)節(jié)，因此主要針對新能源發(fā)電的啟停機(jī)、有功功率調(diào)節(jié)、電壓電流穩(wěn)態(tài)控制以及低壓穿透等方面進(jìn)行一定的技術(shù)創(chuàng)新，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對智能電網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)配[8]。

5.2 配電方面

智能電網(wǎng)在配電方面具有較高的要求，首先是必須要以可靠靈活的電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，不然就無法充分發(fā)揮智能電網(wǎng)的功效。其次是以可靠的通信網(wǎng)絡(luò)為條件，只有比較可靠的通信網(wǎng)絡(luò)才能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的電力智能分配，實(shí)現(xiàn)配電方面的高效化。最后在以上兩者的基礎(chǔ)上還需接入故障自處理功能，這種功能與智能電網(wǎng)有較佳的適應(yīng)性，從而提高電力部門的電能質(zhì)量[9]。

智能電網(wǎng)得益于現(xiàn)代技術(shù)的高速發(fā)展，在技術(shù)融合方面做的較好，如智能配電網(wǎng)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和傳感測試技術(shù)等互相融合，令其配電效率得到了進(jìn)一步提升，并隨著越來越多的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行融合，智能配電網(wǎng)在集成度、互動性以及自診斷能力方面會更加成熟和先進(jìn)。

5.3 輸電方面

智能電網(wǎng)在輸電方面主要受到輸電線路的技術(shù)限制，而我國對輸電線路的優(yōu)化改善做出了較大的努力，其技術(shù)研發(fā)主要針對以下幾方面。其一是輸電能力拓展方面，通過采取科學(xué)合理的電力通信方案，并對電力通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，從而保障不同單位和機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)測信息的實(shí)時(shí)接入，完成電力數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計(jì)，因此輸電能力的拓展主要就是體現(xiàn)在智能輸電的形式創(chuàng)新研發(fā)上。其二是狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控方面，相關(guān)研究人員主要進(jìn)行電力基本運(yùn)行參數(shù)的信息收集、電力運(yùn)行管理調(diào)控以及突發(fā)事故的應(yīng)急處理等相關(guān)探討[10]?？傊?，只有不斷深度探索這兩個(gè)方面，智能電網(wǎng)才能徹底實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大容量以及高效率的電能輸出，并在此基礎(chǔ)上完成國家對于電能的環(huán)保要求，實(shí)現(xiàn)電能的最優(yōu)配置和可持續(xù)化發(fā)展。

5.4 變電方面

智能變電站屬于智能電網(wǎng)中非常關(guān)鍵的一部分，在一定程度上決定了智能電網(wǎng)在變電領(lǐng)域的主要發(fā)展目標(biāo)，從另一方面來說是智能電網(wǎng)的物理基礎(chǔ)，為智能電網(wǎng)提供精確而實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，從而明確控制對象?？傊?，當(dāng)前我國將電力通信技術(shù)應(yīng)用在智能電網(wǎng)中，在變電方面的具體應(yīng)用主要是在利用相關(guān)技術(shù)減少運(yùn)營成本，提升電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。當(dāng)前，我國的智能變電站不僅擁有了傳感器、信息通信控制模塊以及自動控制等單元，而且同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)多種功能一體化，如全站檢測和自動糾錯(cuò)等，這些功能都為我國居民的用電提供了較大的支撐。

6 結(jié) 論

電力通信技術(shù)在我國的發(fā)展十分迅速，但是發(fā)展速度過快就伴隨著理論技術(shù)根基不穩(wěn)和應(yīng)用深度嚴(yán)重不足等問題。這些問題導(dǎo)致電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用受到較大的局限，無法真正的實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的全部優(yōu)勢。因此，本文在分析了新時(shí)代下智能電網(wǎng)對電力通信技術(shù)新要求基礎(chǔ)上，對當(dāng)前智能電網(wǎng)的現(xiàn)狀做了闡釋，研究內(nèi)容具有可借鑒的價(jià)值。