智能电网时代电力信息通信技术的应用 1.王琦--中国期刊网

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智能电网时代电力信息通信技术的应用 1.王琦

发表时间：2021/4/12 来源：《基层建设》2020年第32期作者：1.王琦 2.于永炎 3.陈渲颖

[导读] 摘要：信息通信作为一种基础性的支撑技术，在智能电网中发挥着至关重要的作用。

        国网信息通信产业集团有限公司北京市 102200
        摘要：信息通信作为一种基础性的支撑技术，在智能电网中发挥着至关重要的作用。当前，许多发达国家在智能电网的建设过程中都高度重视通信技术的研究与应用。因此，在对智能电网的关键技术进行研究时，要将电力通信技术作为其中的重点对象来研究。
        关键词：智能电网；电力通信；电力信息；通信技术
        1智能电网的概述
        智能电网，英文是Smart Grid，也就是智能化电网，通常也被称作“电网2.0”。它借助于信息通信技术监测采集电网中供应端和使用端的用电情况，并利用传感与测量、自动控制等多种技术，调整电力的生产和输配。智能电网致力于打造稳定、可靠、高效、安全的电力传输网络，提高电力供应水平和能力，为社会公共事业现代化和技术创新提供坚实基础。
        2电力通信技术在智能电网中应用的重要性
        随着信息技术的不断发展和各行业的数字化转型，智能电网在经济社会中的重要性日益凸显。当前，供电网络的智能化转型步伐加快，对于电力通信技术的要求也不断提高。电力系统在运行过程中具有传送的不容间断性和运行状态变化的突然性，对通信系统的可靠性、实时性提出了极高的要求。因此需要建立一个传输速度快、抗攻击力强的专用通信系统，来保障电力网络的安全稳定运行。
        3智能电网通信工程中的关键性技术研究
        3.1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，从而使智能电网能够按照优先级对管理业务及电力生产业务进行科学的调度，并起到安全隔离的作用。目前，我国在智能电网通信系统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。在现阶段，VLAN与VPN的技术已经愈发成熟，并均在智能网络通信系统信息化平台中得到了有效应用。对于变电站中的通信工程网络或企业内部的信息传输大多是通过VLAN实现，而对于企业和外界网络隔离状态时的信息传输则大多是通过VPN实现。相对于网络虚拟化而言，VLAN与VPN这两种技术都具有其局限性，无法对物理层进行虚拟化，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程度的影响。所以，目前我国还需要在智能电网虚拟化网络方面开展更加深入广泛的研究。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，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光缆故障、路由器崩溃等问题或故障，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。

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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。传感器网络则是智能电网通信工程中的重要组成部分。随着网络感知需求的不断增加，相应的传感设备的数量也将逐步增长，在虚拟化技术研究中，需要进一步深入的研究如何将数据通道更加灵活、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。
        3.2物联网技术
        在智能电网中，会因用户互动特性的不同而生成分布式电源、智能家居等各类丰富应用。通过这些应用的生成，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实现广泛分布，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存在着许多不同种类、数量众多和分布广泛的网络终端接入技术。目前，我国正在研究有线和无线的多种组网模式，并在配网自动化工程中已经以光纤和无线组网相结合的工作模式进行了试点应用。这使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。在智能电网未来的发展过程中，会将智能传感器普遍分布于智能输变电、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根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等多种数据。
        3.3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。智能电网的智能化需要依靠数据的采集和传输来保证，如果信息流没有串连起来，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，还需要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一系列的研究。根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数据通信安全、通信预警管理与控制两个组成部分。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。通信预警管理与控制则应该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。
        结束语
        在智能电网的发展过程中，电力通信技术是确保电网安全有序运行的重要基础。因此，电力通信技术可以看作是实现电力业务可持续发展的重要保障。促进智能电网的快速发展，需要不断深入的进行系统性研究和开发，加大电力通信技术在电力网络中的广泛应用。总体来说，将电力通信技术应用于智能电网是必然的发展，也是促进电力行业可持续发展的重要途径。
        参考文献
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        [2]闪鑫,陆晓,翟明玉,等.人工智能应用于电网调控的关键技术分析[J].电力系统自动化,2019,43(1):49-57.