通信技术在海外电力信息领域的应用趋势分析

发表时间:2020/12/14   来源:《中国电业》2020年23期   作者:刘昊 赵桂鑫 吴春军
[导读] 在智能电网中,通信工程在其中发挥着至关重要的作用,而通信技术更是一种基础性的支撑技术
        刘昊  赵桂鑫  吴春军    
        国网山东检修公司默拉直流管理处  山东省 济南市   250000
        摘要:在智能电网中,通信工程在其中发挥着至关重要的作用,而通信技术更是一种基础性的支撑技术,许多发达国家在对智能电网进行建设过程中都高度重视通信工程网络架构的研究。由此可见,在面对类似巴基斯坦默拉直流输电工程等海外输电项目运维人员少、指标压力大的情况下,需要将通信工程中的关键性技术作为重点研究对象,以智能化、信息化手段提高运维效率。
        关键词:通信技术;海外输电项目;未来趋势
        1电力信息网络通信技术的基本概念
        电力网络通信技术的核心就是把网络技术作为基础,融合电力通信系统,建立一个足够智能化且运转效率高的系统,确保电力系统在运转过程中所出现的数据足够精确、传输足够高效,满足对电力系统运转进程的时时监控,并且依据客户的真实需求对电力系统实施调节。它在提升电力系统的运转速度和供电品质上都发挥了重要的作用,也为电力系统能够健康运行做出了巨大贡献。
        2通信技术在海外电力信息领域应用
        2.1虚拟化技术
        在智能电网通信工程中,虚拟化技术是其关键性技术之一,虚拟化技术是指在同一公共物理网络中对若干个虚拟网络进行抽象、分配与隔离,从而确保网络资源能够在这些虚拟网络中进行有效地共享与并存,并且不会受到彼此之间的影响,进而使智能电网能够按照优先级来对管理业务及电力生产业务进行科学的调度,同时也能起到安全隔离的作用。目前,我国在智能电网通信工程中所应用的虚拟化技术主要包括两种技术类型:一种是虚拟局域网;另一种是虚拟专用网络。其中虚拟局域网的英文简称为VLAN,而虚拟专用网络的英文简称则为VPN,对于VLAN而言,其是在数据链路层上工作的,而VPN则是在网络层及以上工作的,这两种技术均能够使物理网络具备隔离VPN,也就是使其具备网络虚拟化特征。现阶段,VLAN与VPN的技术已愈发成熟化,并已在智能网络通信工程信息化平台中得到了有效应用,其中,对于变电站中的通信工程网络以及企业内部网络大多是应用的VLAN,而企业和外界网络进行隔离时则大多是应用的VPN。相比于网络虚拟化而言,VLAN与VPN这两种技术均具有其局限性,无法对物理层实施虚拟化,因此网络资源也无法得到真正的隔离,而这会对整体网络的运行性能及其扩展性产生一定影响。所以,目前部分海外输电项目还需要在智能电网虚拟化网络方面进行更加深入的研究。智能电网通信工程虚拟化网络实际上是物理网络上若干虚拟节点通过相应的虚拟链路来进行重叠。对于虚拟化技术而言,其是通过分割或隔离的方式将路由、传输节点、交换节点和链路资源,例如内存、时隙、端口、CPU、波长、存储空间等进行若干切片的划分,以便于网络调度中心能够结合实际需求来对各类业务进行对应数量切片的分配。各个切片均具有相应的优先级,而且包含有对应的通信资源,这使得网络调度中心能够灵活的设置切片,并根据业务发起者的需求,通过进行全局性的考虑来分配切片。如果某个切片中的通信资源存在问题或故障,比如光缆故障、路由器崩溃等,此时网络调度中心会以冗余资源为依据来对新的切片进行快速分配,以确保业务正常使用。在智能电网通信工程的虚拟化网络中,不仅有着更细的资源虚拟化粒度、更低的虚拟化层次,而且还使得虚拟化技术的延伸范围进一步深入到接入网中。而传感器网络则是智能电网通信工程中的重要组成部分,相应的传感设备的数量也将得到极大增长,在虚拟化技术研究中,需要更加深入的研究如何将数据通道灵活、可靠的分配给各个传感设备。网络虚拟化试图在相同集中环境中对不同异构网络技术进行应用与兼容,同时对这些技术之间的差异也更为关注。


        2.2物联网技术
        在智能电网中,其会因用户互动特性的不同而生成丰富的应用,例如分布式电源、智能家居等,通过这些应用的生成,并结合智能化监控业务,可使具有不同功能的传感器以及智能终端在智能电网的各个区域中得到广泛分布,并利用通信工程网络来实施数据传输与处理。所以,在智能电网通信工程中涉及许多不同种类、分布广泛和数量众多的网络终端接入技术。目前我国正通过试点的方式来研究各类有线与无线组网模式,在配网自动化工程中已经对光纤与无线组网相结合的工作模式进行了广泛应用,这使得人们将目光聚焦到物联网技术上。物联网技术已经在输电线路状态监测、配电及变电自动化工程中进行了试点应用。在智能电网中,其未来发展过程中将使得智能传感器遍布于智能输变电、智能发电以及智能配用电等不同领域,而智能传感器所采集的数据则可依据管理业务与电力生产业务的不同而划分成运动监控数据、用户互动数据、电网保护数据、安全作业数据以及资产管理数据五种。在智能电网发展中,物联网的应用研究重点将集中在数据融合、汇聚及传输以及智能传感器等技术,其中对智能传感器技术的研究将集中在以下两个方向:其一是传感器需要低功耗、微型化且配备有标准化数字接口;其二是通过传感器来进行无线充电。数据汇聚、传输及融合则需对通信工程组网的经济性、健壮性以及数据源点的随机性退出、加入问题等进行重点考虑。
        2.3安全防护技术
        智能电网通信工程是为了对全网状态信息进行深度采集,并使信息能够在一二次设备之间进行高度共享,以便于实现智能化处理与决策,使电网运行过程中可能出现的问题得到有效解决。智能电网的智能化特点需要利用信息来进行保证的,如果信息流未串连起来,便难以构建出相应的智能电网。智能电网中的信息安全也是非常重要的,其对智能电网的可靠运行有着巨大影响。现阶段,电网企业在智能电网通信工程建设中已经对很多安全域进行了划分,并对相应的安全防线进行了设置,如线向加密、横向隔离以及内外网防护等,除此之外,还对广域保护通信安全传输、配网信息安全、安全防护系统开发以及公网无线通信安全等进行了一系列的研究。依据智能电网在运营过程中所具有的特点,在安全需求上应包含通信预警管理与控制、数据通信安全两个组成部分,其中数据的通信安全包含数据安全、入网安全、设备安全以及传输安全,其与应用控制层、设备防护层、数据加密层以及网络准入层进行分对应,并应用了认证技术、加密技术、数字签名等一系列的安全技术。而通信预警管理与控制则能够对各个通信设备的运行状态进行实时性监测,一旦设备或数据出现异常便可进行第一时间的报警,而且通过设备倒换、重新分配虚拟子网等措施的应用来确保通信稳定。
        3通信技术在海外电力信息领域应用趋势
        3.1自动化、智能化
        自动化和智能化的推进是通信技术的巨大应用,操作人员可以远离设备区,保障生产人员的人身安全。探测装置、监测系统应对突发情况,并且能进行事故原因分析,设备情况反馈,自动检测数据,数据异常回馈。这需要通信技术的支持,未来可以在硬件的提升和平台的搭建上继续发展。
        3.2信息化
        应以海外输电项目为契机,以通信信息技术为抓手,引导海外国家的电力部门转变思想,积极变革,提升电网的智能化程度。利用信息平台将各区域网的状态联系起来,统一研判,统一调度,统筹管理。
        4结语
        随着智能化技术的发展,智能电网已成为未来电力领域的重要发展方向,而通信技术在智能电网中也正发挥出越来越重要的作用,因此,需要不断探索和研究智能电网通信工程中的关键技术,以便为海外智能电网通信工程的发展进行更好地指导与规划。
        参考文献
        [1]廖震宇.智能电网时代电力信息通信网络的建设与运营分析[J].通讯世界,2019,(22):186-187.
        [2]丁晖,朱宁,陈秀国.电力通信技术在智能电网中的应用[J].电力讯息,2019,(09):62-64.
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