浅谈信息技术在智能电网中的应用

国网河南西平县供电公司 马广原

前言

电力流、信息流、业务流有效融合在智能电网中，在发电、变电、输电、配电等一系列环节中，实现了准确的数据传输、大量数据的智能化分析以及多级数据高效处理，满足了在信息获取时的准确性、实时性以及全面性，这些数据的处理、分析等都离不开信息技术[1]。也就是说，在智能电网中，信息技术无处不在，智能电网与信息技术已渐渐实现全面的融合。

1 智能电网概述

智能电网是将先进的传感量测技术、自动控制技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术、能源电力技术、电网基础设施高度集成而形成的现代化新型电网，在电网运行过程中，实现其可靠、高速、安全以及经济等特性。智能电网技术是用于发电、变电、输电、配电等一系列环节中的现代化智能技术，能在很大程度上对电能进行优化配置，进一步达到节能减排的目的。

解决能源安全与环保问题，应对气候变化，是发展智能电网的核心驱动力，并可创造新的增长点与就业岗位。在21世纪的初期，一些发达国家便展开了和智能电网有关的研究讨论。贝尔在2005年运用Swar m原理使得大楼内部的所有电器实现互相协调，从而降低了在用电高峰时期大楼内部的总用电量，这一技术的应用在某种程度上体现了电器的智能化，明显提升了能源的利用率[2]。2006年，欧盟理事会在《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》这一能源绿皮书中明确提出了要想保证欧盟电能电网的质量，智能电网技术是关键这一理论，智能电网技术引导了未来电网发展的主要方向。这时，智能电网指在输配电时出现的全自动化的技术。IBM公司在2006年和世界电力领域中较强的电力企业、较为专业的电力研究机构一同研发出了智能电网解决方案，这一方案在某种程度上意味着智能电网这一概念的正式出现[3]。

我国著名的能源专家武建东曾经提到了互动电网这一概念，互动电网在某种程度上包含有智能电网概念。这里所说的互动电网可以利用现代化智能电子设备促使电网企业与用户之间实现良好的实时连接以及网络互动，从而达到电力数据高效的、实时的、双向的交换，达成电池集成充电与电讯、电力、控制智能家电等不同用途的研发使用。另外，还能整合系统内部的相关数据，完善电力中心系统的综合效果，能够进行负荷临界保护，并实现电网管理的完善。

2 智能电网中运用信息技术

实际上，可以说智能电网是现阶段先进的信息化技术在以往的电网中的运用，换言之，信息技术不断进步以及电力实现信息化极大地推进电网朝着智能化方向发展。

2.1 采取信息技术建立双向快速的通信系统

要想实现电网的智能化，首先需要建立双向、高效、综合、实时的通信系统。若未能建立这种通信系统，便不能很好的体现智能电网的实际特性。智能电网内部在获得数据、处理数据和控制数据时均必须依赖通信系统，由此可见通信系统在智能电网中的重要性。

在智能电网中，电网和通信系统都需深入到每家每户中，以此来有效达到智能电网主要的特性及目的。建立起通信系统可以使得智能电网达成动态信息和电力的交互，从而提升电网在供电方面的可靠性，提高资源的利用效率，同时还可以促使电网对外部攻击进行有效的抵御，提升了电网的实际应用价值。构建双向高速的通信系统，可以使得电网在不断的自主监测及自主校正过程中，渐渐对电网进行完善，进而有效提升电网的工作效率[4]。另外，利用通信系统还可以有效监测各种扰动，完成补偿，重新进行潮流分配，在很大程度上避免扩大安全事故，造成严重损失。同时，通信系统还可以促使用户和多种多样的智能化电子设备、控制设备、智能表计、保护系统、电子电力控制器实现通信的网络化，在很大程度上提升了电网整体的控制能力以及电网的服务水平。

在这个领域中，有两大方面的技术必须得到高度重视：通信架构实现开放，能构建一个可以即插即用的通信环境，使得每一电网元件可以实现通信网络化；技术标准实现统一，可以让一切电子设备、传感器、应用系统间达到通信的无缝化，促成不同设备以及系统间的交互操作[5]。

2.2 数字化控制、测量技术离不开信息技术

参数测量技术在智能电网中具有非常关键的作用，利用参数测量技术可以较为确切的获得大量多种多样的数据，同时能把获取来的这些数据转变成为相应的数据信息，以此提供给智能电网，供其在不同方面上运用。例如通过运用采集电能量系统、营销系统和客服系统，采用获取来的数据可以评估电网的完整性以及电网设备健康状况，读取表计、避免窃电情况出现、减缓电网阻塞情况、强化电网和用户间的交流[6]。利用电子设备、智能传感器和其他现代分析工具来测量电网各元件的实时状态及用户参数，例如运用在线设备监测系统，科学对电力整体的设备情况实施评价和监测，获取得来的数据均为精确的、实时的数据，在一定程度上对整体电网运转情况的掌握方面有着重要意义。另外，还需通过向量测量单元和GPS时间信号，达成初期的电网预警。

电力公司利用专业的参数测量技术可以帮助电力系统的相关规划人员及工作人员获得大量有效的数据，例如通过应用自动化配网系统、PMS生产管理系统以及GIS系统，获得多个方面的数据，包括电能质量、功率因数、故障定位、设备健康情况、线路和变压器情况等。利用指定软件来收集数据、存储数据、处理数据及分析数据，可以给电力公司提供一些高级应用和精确的决策。

2.3 实现信息技术下电力的一次设备、二次设备统一

在以往的变电站中，二次设备通常具有控制功能、测量功能、保护以及计量功能等，其都是分散布置、独立运作的，一次与二次设备间的连接主要是利用电缆来实现的[7]。变电站实现智能化发展应高度综合间隔层部位二次设备，构建体系统一的智能化组件，同时利用光纤以及一次设备与站控层设备来进行通信。伴随科学技术的发展与进步，将来的变电站在实现智能化以后，不会再有一次、二次设备这两种不同的差别，具有控制功能、测量功能、保护功能、检测功能等的二次设备都会综合在一次设备中，构建成智能化的设备，进而符合智能变电站的智能化与自动化需求。

2.4 利用信息技术分析数据及智能化运用

在信息技术方面，存在许多不同处理数据的技术，智能电网内部能够产生许多数据，同时，该数据是对整体智能电网具体的运作状况的描述。所以，分析所产生的数据变得尤为关键，且对数据进行处理时，需要构建中心数据库，对数据进行集中式管理，同时进行适当的开发和运用。在计算机中具有较强处理数据的能力，一些软件分析工具都有助于对这些获取来的数据进行分析。另外，智能电网中的应急分析以及状态评估都需在秒级而非分钟级基础上进行，以此来为电网调控系统工作人员争取到充足的时间处理出现的紧急情况，从而进行较好的处理。利用专家系统可以把获取到的数据转变为有效的数据，进而帮助相关人员进行迅速决策。在进行负荷预测时，可以采取天气预报技术、数据来精确预测电网负荷。概率风险分析可以有效评定系统压力过大时段、不希望中断供电时段以及检修设备时段的风险水平，以备正确处理。

3 结束语

信息技术与智能电网之间的关系密不可分，构建智能电网不能缺少对信息技术有效运用，若缺乏相关信息技术，则难以实现智能电网的具体特性。所以，在智能电网建构时，必须仔细、认真研究分析所运用到的信息技术，也只有通过这样，才可实现智能电网未来更好地发展。随着科学技术的发展，信息技术的进步，未来电网智能化程度会越来越高，人们的生活将迈向智能化发展，未来的新能源也将无缝接入到电网中，智能化家居、智能化社区以及电动汽车充电器等都会在将来一一实现。

[1]曹军威,万宇鑫,涂国煜等.智能电网信息系统体系结构研究[J].计算机学报,2013,36(1):143-167.

[2]高泽强.实现电网智能规划 建设统一坚强智能电网[J].城市建设理论研究(电子版),2013,(13).

[3]谭浩林.智能电网信息及通信技术研究[J].中外企业家,2013,(17):206-206.

[4]詹敏玲.智能电网及其信息技术综述[J].建筑工程技术与设计,2015,(21):1272-1272.