新一代信息技术在电力行业的应用

电力行业是技术密集和装备密集型产业，其独特的生产与经营方式决定了其信息化发展的模式。中国电力系统的信息化从20世纪60年代起步，最初主要集中在发电厂和变电站自动监测/监制方面，20世纪80—90年代开始进入电力系统专项业务应用，涉及电网调度自动化、电力负荷控制、计算机辅助设计、计算机仿真系统等的使用。20世纪末，电力信息技术进一步发展到综合应用，由操作层向管理层延伸，各级电力企业建立管理信息系统，实现管理信息化。

信息化应用现状

当前，中国能源供给及能源消费结构的不平衡，大型煤炭能源基地与能源消费地之间的输送距离越来越远，催生智能电网的发展。《能源发展“十二五”规划》中，我国明确把特高压、智能电网纳入其中，成为国家能源发展战略的重要组成部分。因此，电力行业信息化建设应着眼于“十二五”大型电力央企集约化管控的要求，提升电力集团企业全球竞争力，支撑国家清洁能源战略和智能电网建设的信息化要求，构建涵盖发电、输电、配电、用电等各个环节的智能化管理平台。

智能电网代表了未来电网发展的方向，智能电网的建设不仅仅是传统电网设施、设备的升级和改造，而是更全面、更深入的电网企业业务革新。同时，智能电网业务的变革和创新对新一代信息技术的应用提出了更高的要求，新一代信息技术不仅需要为电网企业发展战略和各业务领域提供支撑，更需要作为企业业务创新的重要引擎，引领电网传统业务向智能化、信息化方向迈进。

电力行业中两家大型电网公司正向服务转型，强调以客户为中心，提供优质服务。其企业运作和经营管理模式都发生了相应的变化，信息化建设也呈现新的应用变化；建设的重点从调度自动化系统转向了电力营销系统、生产管理系统和资产管理系统。强调系统性和全局性，办公自动化系统和电力营销系统建设走向县级应用。方便了用户缴费，加大了营销管理系统的覆盖范围和丰富缴费手段，这些都对营销管理系统提出了新的要求；通过加大需求侧信息化的进程，给用户提供更好的服务，增加用户的满意度，把生产调度信息融入营销系统中，以便及时地将停电信息利用多种手段通知用户。同时采用集抄系统实现营销数据的自动采集，并实现与财务、电力市场的集成。

当前，信息化应用是推进产业结构优化升级、促进资源整合、促进经济快速发展的一支重要力量。推进信息技术应用已得到中国各行业的高度关注。在电力行业，信息化建设与信息技术应用为电力企业生产、经营、管理提供了有力支撑，成为电力企业运营不可缺少的部分。电力行业生产的产品是电力，电力生产和分配要经历发、输、配、售的环节，在每个环节都有信息技术的应用。信息技术的应用将主要在技术进步和管理优化方面促进电力行业节能减排。

在输电环节，信息技术应用促进电网优化运行，促进网损下降。生产控制系统、调度自动化系统是电网安全、稳定、优化运行的重要支撑，是电力企业应用最广泛，技术发展最成熟的信息平台。生产控制系统的应用有助于正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等，已经成为电力调度生产不可缺少的工具。它对提高电网运行的可靠性、安全性，降低电网运行损耗，减轻生产运营成本，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平都有着不可替代的作用。

在配售电环节，信息技术应用支持计量管理，可提高电能计量的准确性。电能计量是电力企业电能供应的度量标准，是电力企业经济效益的重要体现。电能计量管理系统广泛应用信息技术，通过电能计量管理系统对电能计量设备进行全生命周期管理，提高电能计量设备的技术监督和管理水平，对各计量点的电能计量装置进行定期轮换、检验和技术监督，确保设备可靠运行和准确计量，对各关口计量点母线进行电能平衡的在（离）线计算，分析母线电能不平衡率超标原因，提出解决措施和技术改进方案，从面保证电网供电质量和运行效率。

信息化发展趋势

智能电网下，新一代信息技术引领与业务变革促使整个电网业务实现全面融合创新，相应的信息技术体系也需要根据电网业务的重构与创新而转变和发展。

■信息化应用引领智能电网深化业务融合创新 信息化应用已经融入电力行业企业运营管理过程中的各个环节。在电网侧，国家电网公司提出了为智能电网提供信息支撑的“SG-ERP”计划。SG-ERP作为信息化建设工程，将业务融合作为首要出发点，着眼于打破先前电力自动化和电力信息化相对独立、各自发展的局面，将信息技术应用延伸到了电力生产核心业务中。在发电侧，从发电集团层面进行全面规划、全面推广的信息化系统也已深入各个业务环节。可以说，新一代信息技术已经融入电力行业企业运营管理过程中的各个环节。

电力行业信息化与工业化的“两化融合”将会进一步推进。智能电网建设的不断提速会推进信息化与工业化的两化融合，智能电网对电力信息化的整合和集成都提出了更高的要求，极大地推动了电力行业信息化建设的发展。与此同时，信息化与电力工业的深度融合也将随着智能电网的建设体现得更加充分。此外，云计算、物联网等新一代信息通信技术从技术层面也将会推动信息化与电力工业的持续深度融合。

■信息化应用将渗透到电网企业业务价值链的各环节 目前，电网企业信息技术应用主要关注跨区电网管理、营销收费、企业资源管理以及办公自动化等领域，在调度管理、电网优化、生产管理、需求侧管理方面的应用水平相对滞后。智能电网的建设将覆盖从电源、输配电、售电到用电管理的各个环节，信息技术也将成为各业务环节实现智能化的手段，信息化部门需要为更多的业务需求提供支撑和服务，如提供基于智能设备的应用功能、为设备安全交互提供可监测的数字宽带网络等。信息化部门也需要更加深入业务，紧跟电网建设与发展带来的业务变革。

■管理信息化与自动化结合将更紧密 在建设智能电网的环境下，调度自动化与管理信息化的结合将更加紧密。由于大批的智能设备、仪器仪表、传感器等将被置入各级电网以及终端用户侧，届时将有大量的设备状态数据、生产实时数据、负荷数据在各类设备之间、系统之间传递，企业的生产管理和经营决策都需要依赖这些数据来完成，管理决策信息也需要有效地反馈到电网运行中，并进行调节。信息化部门将需要提供自动化与管理信息化交互的平台，为更多实时数据的安全传输、科学管理和分析应用提供环境和工具。

■信息资源的集成仍是未来信息技术应用建设的重点 信息资源的集成仍是未来信息化建设的重点。电力企业信息资源集成建设主要用于开发利用电力系统内部信息资源，整合电力企业现有信息资源，积极搜集各类电力信息，完善全国电力信息资源开发利用的保障体系，形成集中、统一、稳定的信息采集渠道，基本形成覆盖全行业各门类的信息资源共享机制。

在新一代信息技术集成信息资源的基础上，逐步建立多种形式的决策咨询机制和完善的企业辅助决策支持系统；研究典型电力企业的业务流程重组，塑造科学、合理的电力企业业务流程，为顺利实施企业核心信息系统奠定坚实的基础。

基于新一代信息技术的

电力行业信息化架构

基于新一代信息技术的电力行业信息化总体架构可以分为“四层两纵”，四层分别是指数据采集层、基础设施层、信息集成层、应用层，两纵分别是指信息安全体系和标准规范体系。

基于新一代信息技术的电力信息化体系的应用层是基于各类信息高度集成之上，具有非常明显的跨业务、跨专业、跨系统、综合分析决策等特征。信息化应用层将在当前业务应用的基础上，通过对电力行业生产自动化领域与管理信息化领域进行应用集成，开展更多的高级应用。

电力企业的主要应用系统包括工程项目管理、安全生产管理、物资管理、人力资源管理、财务管理、营销管理、综合管理与企业资源管理等；还包括在调度管理专业领域应用的发电自控系统和电压自控系统（AGC/AVG）、调度自动化系统（SCADA/EMS）、配电调度自动化系统（DSCADA/DEMS）、计量系统（TMS）等。信息化应用将基于对基础应用的深度集成，从电源侧、电网侧和用电侧三大领域展现电力行业新的业务应用。此外，电力设备的接入安全防护、模拟仿真、广域测量与电网设备在线监测和故障诊断三大应用，则贯穿各个环节，为其提供模拟仿真分析工具和电网运行实时状态信息。这些应用通过信息展示平台，实现集成的应用和展示，内容可包括基于多项应用基础之上的综合风险控制决策、管理驾驶舱和双向互动营销门户。

在电源侧，核心应用主要包括电源/电网规划管理、大规模储能优化管理、可再生能源与分布式能源并网管理。

在电网侧，核心应用主要体现对电网运行全过程的监测与控制一体化的管理，包括电网风险评估、智能变电站、调度决策支持、综合停电管理等应用。

在用电侧，核心应用基于用户与电网的双向互动需求，提供更精细化、更灵活的需求侧管理与用电服务。主要应用包括用户用电信息的采集与管理、客户智能化用电优化分析、家庭智能用电管理、电动汽车充电站/桩管理等。

智能电网是一种高度自动化的电网，大量接入具有通信功能的电力设备，通过对大量设备实时状态信息的采集、分析与监控，保障电网安全、稳定运行。

模拟仿真主要是为电网自愈提供数学支撑和预测能力，为操作人员在复杂电网环境中提供管理决策支持。

电网集合了大量的电网工程技术、传感和高级量测技术、计算机与通信技术，能够通过对广域电网设备运行状态的采集和分析，实现对电网运行过程实时的监测与控制。

基于新一代信息技术的电力行业信息化体系的信息集成层主要完成对数据信息的分析、处理与集成。

经过多年的发展，电力企业已经建立起众多的自动化系统和管理信息系统，但从业务分类来看，无论是自动化系统、主营业务系统，还是资源管理类系统，基本还处于条形分散状，电网运行环节之间、专业领域之间信息资源共享比较困难，信息流不畅通，难以实现综合应用和分析。电网强调建立高速的信息通道，使数据在业务流引擎的驱动下，在电网设备运行、电网调度以及各业务系统间有序流动，包括电网实时运行数据、电网拓扑结构数据、计量数据、用户数据以及外部应用系统数据等，从而实现信息集成，形成跨部门、跨系统、跨应用的业务协同环境。

信息集成平台建设将从信息集成标准、数据交换与共享、应用集成等方面实现企业信息的高度集成。在信息集成标准方面，接口协议和通信信息模型（CIM）等标准规范必不可少，同时搭建面向服务架构（SOA），实行分散式信息系统和集中式信息系统的兼容。

新一代信息技术的电力行业信息化体系的基础设施层是传输、存储和展示数据的基础环境，其规划的合理性和建设的安全性直接关系到平台的可用性、可靠性和延展性。基础设施层主要包括IT基础设施、软件系统和通信信息平台等部分。

基础设施层是信息大规模传输和处理的基础环境，其建设水平影响着应用系统的高可靠性和高可用性，因此基础设施层的建设旨在为应用系统创造一个良好的软、硬件支撑环境。基础设施层一般包括系统硬件平台、系统软件、信息通信网络三部分。其中，硬件平台包括服务器、存储设备、IDC机房和容灾中心等，软件平台包括GIS平台、云计算平台、电力商务平台、操作系统、中间件、实时数据库等。信息通信平台则由光纤通信网、无线通信网、卫星通信网、电力载波通信等复合通信平台所构成。

基于新一代信息技术的电力行业信息化体系的数据采集层是数据采集的基础环境。数据采集层主要包括各种传感器、智能电表和相关视频监控设备等。

数据采集层是通过传感设备、射频设备、全球定位系统等各种信息采集与传输设备，按约定的协议，对电力系统资源层的设备状态和运行信息进行采集、交换，为对电力系统资源状态进行更加智能的识别、定位、跟踪、监控和管理提供支持。

随着物联网的发展，基于物联网技术的智能传感器技术、MEMS技术、二维码技术、射频技术、智能电表等技术可以对电网数据、用电信息等进行更为科学与全面的采集；物联网技术信息汇聚层的传感网自组网技术也能帮助实现终端之间的数据交换，从而利用建立数据预评判体系来消除坏值，优化数据采集工作。高性能集成电路设计技术的进步推进了数字信号处理芯片的更新速度，提高了数据采集设备的自动化和智能化程度。同时，高水平的封装技术可以使终端设备体积更小，散热性更好，自身能耗水平降低，在实现自身数据智能采集的同时，更为数据采集层稳定地工作。

随着信息技术的不断发展和应用，未来电力数据采集的触角延伸范围将更加广泛，数据种类将更加多元化，数据规模将呈海量增长。

智能电网下，信息的触角延伸到最底层的电力设备，大量的实时数据、非实时数据频繁地被调用，业务运营对信息技术的依赖程度更高，因此信息安全防御级别也需要提高。信息安全体系的建设，主要是针对电力数据的海量性和安全防御特点，研究各安全防护层级的安全技术，制定和完善电力信息安全管理制度，以实现各业务运营的安全性。

在电力信息化应用中，涉及大量模型信息的调用和共享，企业需要在研究国内外现有的一系列电力信息模型标准的基础上，制定公共信息模型的标准，为电力各环节信息集成共享所涉及的模型制定统一的编码、接口等标准规范，以保证电力信息的一致性和唯一性。此外，信息标准体系还需要进一步制定和完善包括信息通信网络标准、各类业务应用系统建设标准、信息安全主动防御标准等在内的标准。

（本文摘自《新一代信息技术在两化深度融合中的应用》一书，由电子工业出版社出版）