丁 哲

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司連云港供電分公司，江蘇 連云港 222000）

0 引 言

1 智能電網(wǎng)與電力通信技術(shù)分析

1.1 智能電網(wǎng)簡要分析

1.1.1 智能電網(wǎng)含義

智能電網(wǎng)也被稱為電網(wǎng)智能化,具體指利用高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)、傳感技術(shù)、測量技術(shù)、數(shù)字技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、決策支持系統(tǒng)，從而保證智能電網(wǎng)建設(shè)安全、高效、經(jīng)濟(jì)。智能電網(wǎng)建設(shè)使電網(wǎng)具有智能管理功能，不僅能夠自我調(diào)整、自我愈合，同時(shí)能夠起到激勵(lì)和保護(hù)的作用，自主防御外部攻擊，為用戶提供高質(zhì)量、穩(wěn)定的電力供應(yīng)。

1.1.2 智能電網(wǎng)組成分析

如圖1所示，在當(dāng)前我國智能電網(wǎng)的建設(shè)背景下，智能電網(wǎng)主要是由多個(gè)智能化電力系統(tǒng)組成，包括智能變電站、智能配電網(wǎng)、智能交互終端、智能調(diào)度系統(tǒng)以及智能家電等。智能系統(tǒng)的應(yīng)用非常關(guān)鍵，對(duì)于智能電網(wǎng)的發(fā)展具有重要的作用。

圖1 智能電網(wǎng)組成

1.1.3 智能電網(wǎng)特點(diǎn)研究

智能電網(wǎng)成為我國電力系統(tǒng)發(fā)展的方向，是因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)具有獨(dú)特的功能作用，與現(xiàn)代我國社會(huì)電力生產(chǎn)需求形成良好的匹配。

優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)。農(nóng)場有限公司因地制宜，根據(jù)土壤特點(diǎn)，今年完成播種面積16.69萬畝。其中：水稻14.29萬畝，玉米1.47萬畝，青貯玉米5760畝，大豆3375畝，苜蓿105畝。通過優(yōu)化種植業(yè)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理，大力推廣新技術(shù)和全方位標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)等措施，做到了農(nóng)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)有效防控，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高質(zhì)、快速發(fā)展。

（1）智能電網(wǎng)具有安全性優(yōu)勢。智能電網(wǎng)建立后，內(nèi)部運(yùn)算系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別攻擊模式，從而對(duì)外部攻擊進(jìn)行有效識(shí)別和預(yù)防，提升電網(wǎng)應(yīng)用的安全性。

（2）智能電網(wǎng)具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢。當(dāng)前，我國正在推行“綠色電力”，新型太陽能和風(fēng)能電力資源正在與智能電網(wǎng)系統(tǒng)形成良好融合，從而使電力生產(chǎn)更趨近于清潔生產(chǎn)，有利于電網(wǎng)節(jié)能環(huán)保。

（3）智能電網(wǎng)的運(yùn)行效率更高。智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比具有更高的運(yùn)行效率，集成應(yīng)用新型通信技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)，使電網(wǎng)運(yùn)行過程中能夠?qū)崟r(shí)采集運(yùn)行參數(shù)，并且通過自動(dòng)分析確認(rèn)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行故障直接進(jìn)行處理，快速自我修復(fù)，減少電力損失的同時(shí)，最大限度上提升持續(xù)供電的能力，對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行發(fā)展具有非常重要的作用。

（4）智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)信息的高度集成、共享與利用，可以為運(yùn)行管理展示全面、完整且精細(xì)的電網(wǎng)運(yùn)營狀態(tài)圖，同時(shí)能夠提供相應(yīng)的輔助決策支持、控制實(shí)施方案和應(yīng)對(duì)預(yù)案。

1.2 電力通信技術(shù)

電力通信技術(shù)是以保護(hù)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行為目標(biāo)的關(guān)鍵性技術(shù)，與繼電保護(hù)和控制技術(shù)被稱作為電力系統(tǒng)的3 大支柱。電力通信技術(shù)在電網(wǎng)運(yùn)行中應(yīng)用主要是構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)和通信渠道，從而給電力信息提供加載平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電力信息傳輸，確保電力系統(tǒng)之間形成聯(lián)系。

電力通信技術(shù)在我國電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用已經(jīng)取得非常大的突破。當(dāng)前，我國電網(wǎng)電力通信技術(shù)是利用衛(wèi)星技術(shù)、微波、載波與光纜技術(shù)形成通信渠道，從而促進(jìn)通信技術(shù)快速發(fā)展。我國電力通信技術(shù)已經(jīng)取得突破性發(fā)展，從通信電纜以及電力線載波通信等單一手段發(fā)展為數(shù)字微波和衛(wèi)星等多種通信渠道，通信效果更強(qiáng)，通信作用更加優(yōu)良，對(duì)于我國電力企業(yè)發(fā)展運(yùn)行也有重要的作用。

隨著現(xiàn)代化通信技術(shù)的發(fā)展，我國電力通信技術(shù)正在朝新方向發(fā)展，如通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)際互連協(xié)議（Internet Protocol，IP）化、網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)分組化、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施寬帶化等。另外，為了提升電力通信效果，促進(jìn)三網(wǎng)融合，從而確保通信技術(shù)良好發(fā)展。

2 智能電網(wǎng)中電力通信技術(shù)的應(yīng)用分析

智能電網(wǎng)建設(shè)背景下，人們對(duì)數(shù)據(jù)信息的通信需求更高，因此更加注重電力通信技術(shù)的優(yōu)化構(gòu)建。當(dāng)前，智能電網(wǎng)建設(shè)背景下，電力通信技術(shù)要全面應(yīng)用、深入應(yīng)用、升級(jí)應(yīng)用，以滿足電網(wǎng)對(duì)通信的需求分析，保證智能電網(wǎng)電力通信技術(shù)建設(shè)應(yīng)用達(dá)到良好的效果。以下結(jié)合實(shí)踐探討智能電力通信技術(shù)的應(yīng)用。

2.1 光纖通信技術(shù)應(yīng)用

2.1.1 光纖通信技術(shù)原理和特點(diǎn)

光纖通信技術(shù)是智能化電網(wǎng)構(gòu)建中應(yīng)用的主要通信技術(shù)，也是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中應(yīng)用的主流通信技術(shù)。該技術(shù)在智能電網(wǎng)通信中具有良好的發(fā)展前景，有利于促進(jìn)智能電力通信技術(shù)發(fā)展。當(dāng)前，智能電網(wǎng)中利用光纖通信模型構(gòu)建光纖通信系統(tǒng)，光纖通信技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用，采用廣播作為傳輸載波平臺(tái)，光纖成為數(shù)據(jù)的傳輸通道，從而實(shí)現(xiàn)快速高效傳輸。光纖通信技術(shù)應(yīng)用過程中，纖芯是影響光纖通信的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)最佳的光纖纖芯有利于改善光纖傳輸通信效果。此外，光纖通信技術(shù)的應(yīng)用具有容量大的特點(diǎn)，并且廣播頻率比較高，傳輸過程中能夠減少信號(hào)損失。目前，光纖通信技術(shù)能夠在5 000 m 以上無中繼站情況下進(jìn)行傳輸，而且抗干擾能力非常強(qiáng)，適合在智能電網(wǎng)中應(yīng)用。

2.1.2 具體應(yīng)用

光纖通信技術(shù)已經(jīng)成為智能電網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用的關(guān)鍵性技術(shù)，在應(yīng)用過程中主要從電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)管理等方面融合應(yīng)用。

（1）智能電網(wǎng)的調(diào)度自動(dòng)化運(yùn)行，無須人力下達(dá)工作指標(biāo)。智能電網(wǎng)運(yùn)行的過程中，利用光纖通信通道獲取智能電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并且利用監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行主觀判斷，判斷后發(fā)送電網(wǎng)調(diào)度指令，從而確保智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)用達(dá)到最佳效果。

（2）智能電網(wǎng)監(jiān)控運(yùn)行過程中可以利用光纖通信技術(shù)獲取電網(wǎng)運(yùn)行信息和周邊環(huán)境信息，例如電網(wǎng)運(yùn)行過程中，利用紅外成像、高清攝像、傳感器等設(shè)備采集電網(wǎng)周圍的相關(guān)信息，監(jiān)測設(shè)備采集電力設(shè)備運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到主站，由地方運(yùn)營指揮中心的工作人員根據(jù)主站收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析。如果采集的數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)異常，則系統(tǒng)發(fā)出告警，指揮中心的人員對(duì)告警信息進(jìn)行分析，可以快速鎖定故障位置，并立即安排技術(shù)人員進(jìn)行搶修，及時(shí)排除故障。

2.2 電力線通信技術(shù)應(yīng)用

電力線通信技術(shù)是一種傳統(tǒng)的通信技術(shù)，同時(shí)也是以可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）為控制中心的電力線路數(shù)據(jù)信息傳輸技術(shù)。智能化系統(tǒng)建設(shè)早期以PLC 系統(tǒng)為核心控制系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和回收。

電力線傳輸技術(shù)是先利用調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)加載到高頻電流，然后利用電力線路進(jìn)行傳輸，但最終由于電磁波的存在給電力線通信技術(shù)的應(yīng)用造成極大的干擾，導(dǎo)致出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息失真或丟失等問題。而隨著技術(shù)發(fā)展，嘗試將濾波器應(yīng)用于電力線通信技術(shù)領(lǐng)域，構(gòu)建以PLC 為基礎(chǔ)的電力線通信系統(tǒng)，從而保證電力通信良好。電力線傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2 所示，主要包括調(diào)制器、振蕩器、功放、發(fā)送/接收（Transmit/Receive，T/P）轉(zhuǎn)向開關(guān)以及耦合電路等模塊。

圖2 電力線傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.3 無線通信技術(shù)應(yīng)用

無線通信技術(shù)是智能電網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵通信技術(shù)。與有線技術(shù)相比，無線通信技術(shù)體系在電力線通信技術(shù)中的應(yīng)用有明顯的優(yōu)缺點(diǎn)。智能電網(wǎng)對(duì)無線通信有一定的需求，目的是通過無線通信技術(shù)拓寬通信渠道，促進(jìn)技術(shù)發(fā)展。因此，無線通信技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用中有非常重要的作用。實(shí)際上，無線通信技術(shù)在應(yīng)用的過程中需要明確工作目標(biāo)，保證通信達(dá)到最佳效果，其應(yīng)用具有不依賴電網(wǎng)網(wǎng)架的優(yōu)勢，同時(shí)具有超強(qiáng)的抗災(zāi)害能力。

另外，與有線通信技術(shù)相比，無線通信技術(shù)借助衛(wèi)星進(jìn)行通信，網(wǎng)絡(luò)帶寬更大、傳輸距離相對(duì)比較遠(yuǎn)、非視距傳輸速度非常快，更有利于無線數(shù)據(jù)傳輸。研究發(fā)現(xiàn)，智能電網(wǎng)運(yùn)行過程中，構(gòu)建的無線技術(shù)體系包括全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（Global System for Mobile，GSM）、通用分組無線業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service，GPRS）、5G，3 種通信技術(shù)的特點(diǎn)如表1 所示。

表1 GSM、GPRS、5G 通信技術(shù)的特點(diǎn)

為了實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)通信優(yōu)化，設(shè)計(jì)應(yīng)用多種外部接口，確保通信達(dá)到最佳效果。實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，智能電網(wǎng)通信采用RJ45 接口、通用串行總線（Universal Serial Bus，USB）接口等不同形式，通信過程中根據(jù)不同需求可以采用不同通信接口，改善智能化通信效果[1]。

3 智能電網(wǎng)中電力通信技術(shù)的應(yīng)用問題及解決策略

3.1 智能電網(wǎng)電力通信技術(shù)的應(yīng)用問題

從目前來看，我國智能電網(wǎng)電力通信網(wǎng)絡(luò)遇到一定的問題，影響到通信建設(shè)，不利于通信發(fā)展，具體如下。

（1）通信效率較低。傳統(tǒng)的電力載波通信利用高壓輸電線路作為信號(hào)傳輸通道，構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)。但是，該通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍比較小、通信信息傳輸速率也比較慢，已經(jīng)不能夠滿足智能化電網(wǎng)的通信需求。因此，提高系統(tǒng)效率已經(jīng)成為智能電網(wǎng)通信研究的主要方向。

（2）智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)問題。我國智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)建設(shè)還存在硬件、軟件以及網(wǎng)絡(luò)管理問題，通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要模塊存在不兼容、落后的問題，嚴(yán)重影響智能電網(wǎng)電力通信技術(shù)應(yīng)用，不利于智能電網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展[2]。

3.2 智能電網(wǎng)電力通信技術(shù)應(yīng)用問題的解決策略

智能電網(wǎng)電力通信技術(shù)是電網(wǎng)的支柱，在新時(shí)期我國智能電網(wǎng)的發(fā)展背景下，需要做好升級(jí)準(zhǔn)備，解決各種技術(shù)問題。

（1）完善通信傳輸效率。我國智能電網(wǎng)建設(shè)達(dá)到關(guān)鍵階段，對(duì)于電力通信技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)也逐漸升級(jí)。在此背景下，我國需要迅速完成電網(wǎng)建設(shè)管理，利用電力線通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)接入，實(shí)現(xiàn)通信業(yè)務(wù)功能綜合化、提升寬帶傳輸能力、促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)管理升級(jí)，保證網(wǎng)絡(luò)連接優(yōu)化[3]。

（2）完善電力通信技術(shù)系統(tǒng)。電力通信技術(shù)系統(tǒng)需要強(qiáng)化，以匹配智能電網(wǎng)建設(shè)。例如，硬件平臺(tái)需要完成通信硬件設(shè)備優(yōu)化，包括對(duì)PLC 設(shè)備應(yīng)用，促進(jìn)通信技術(shù)發(fā)展[4]。另外，軟件方面，需要做好電力線通信的調(diào)制技術(shù)、編碼技術(shù)軟件優(yōu)化。網(wǎng)絡(luò)安全方面要求在系統(tǒng)中構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)設(shè)備系統(tǒng)，提升網(wǎng)絡(luò)功能，提高網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用效率[5]。

4 結(jié) 論

新時(shí)期，電力通信技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用需要朝系統(tǒng)化、先進(jìn)化方向發(fā)展，完善系統(tǒng)，提升通信傳輸技術(shù)效率，促進(jìn)電力通信升級(jí)。本文研究對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)過程中電力通信技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展有所幫助。