浅析智能电网通信与信息技术问题

丘焕新



浅析智能电网通信与信息技术问题

丘焕新

广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 510630

随着全球经济发展和城市建设规模扩大，电网的发展与国民经济的发展存在着密切的联系，电网发展的重要性日趋明显。在信息网络技术与通信技术联合推动下的智能电网是必然的发展趋势。基于此，从我国智能电网模式下信息通信网络发展现状出发，分析了智能电网信息通信网络的技术问题及解决措施。

智能电网；信息及通信网络；技术问题

1 我国智能电网模式下信息通信网络发展现状分析

1.1 电子信息产业迅猛发展，信息通信网络趋向市场化

2013年，我国的电子信息产业500万元以上项目共完成固定资产投资额9863亿元，已然成为了社会市场经济体系的支柱产业。以物联网、云计算等新兴技术为代表的电子信息产业，将会在进一步推动我国“三网融合”市场发展的基础上，为电信市场业务集成及市场开拓提供重要的发展契机。而作为工业革命与信息产业革命结合的重要产物，智能电网模式下的信息通信网络开始作为电网与信息通信网络的结合点，逐步趋向于市场化，从而为创造出更多新的业务需求和应用领域做出更为独特的贡献[1]。

1.2 技术壁垒逐渐消失，信息通信网络资源优势明显

中国电力通信经过几十年的发展，已经取得了令人瞩目的成就。借助微波、载波、光缆等多种通信手段，一个以北京市为中心，覆盖全国的立体交叉通信网络已在21世纪初步形成，这就为信息通信网络的构建提供了大量的资源优势。例如遍布全国各大城市的电缆管道，为信息通信网络的光纤接入网提供了必要的基础；超过60万千瓦的输电线路，给信息通信网络中电力特殊光缆的架设打下了稳固的根基；无源光纤接入、无线宽带等技术的不断成熟，使得信息通信网络的技术难题得以解决。因此，信息通信网络的建设随着智能电网的发展具有得天独厚的资源优势[2]。

2 智能电网信息通信网络的技术问题及解决措施分析

2.1 通信技术

（1）光纤以太网通信技术。理论上而言，借助MPLS（多协议标签交换），光纤通信可将传统的2 M带宽扩展为1000 M，在数字融合简化、成本降低等方面均有重要的应用。在智能电网的建设中，常用电力特种光缆包括OPGW、OPPC、ADSS等。其中，OPGW的优点主要体现在两个方面：1）OPGW是通过与地线直接复用所架设的，在成本方面能够节省下重复建设地线的巨大开支。2）其信号传输的损耗较小，能够在电力系统的长距离通信中保障较高程度的通信质量。但缺点在于在雷雨天气易遭受雷击导致严重损坏。而ADSS 光缆的优势在于其材料采用绝缘介质，避免了雷击的影响，且所使用材料密度较低，同等情况下比OPGW光缆具有更轻的重量，对智能电网信息通信网络中输电线路的影响较小。同时由于其安装形式为杆塔添加型，相关的维修及优化工作可以独立进行，降低了因停电修复带来的经济损失。但其不可避免的缺陷在于会与化学物质产生电腐蚀现象。因此在新建线路或是更换线路时，OPGW光缆往往具有更高的应用价值。但在对老线路加挂光缆时，ADSS 光缆将会更为出色。值得一提的是，部分发达国家在电力线路杆塔架设中，还会采用OPPC型光缆，其能够与相导线复合所保持的高电压状态无疑成了天然的防盗器，故随着我国光纤以太网通信技术的不断成熟，当无法找到合适的ADSS和OPGW的敷设空间时，OPPC 型光缆亦有着不可忽视的应用价值。

（2）电力线通信技术。电力线通信技术在电力通信网的主干网络中已有了广泛的应用，并正逐步向用户端推进。但在智能电网的建设中，电力线通信技术还存在两方面的缺陷：①电力线自身存在射频干扰、载波频率低等弊端，考虑到电力线通信技术所使用的电力线短期内难以找到合适的替代品，故材料因素引起的通信质量下降短期内还难以消除。②TCP/IP通信协议与电力线的通信技术不兼容，使得在通信网络的层次结构中，电力线通信技术难以得到有效应用。概括而言，这两方面一个是技术方面的缺陷，另一个则是体制方面的缺陷。在技术方面，未来的新型材料将承载着解决电力线材料弊端的期望。而在体制方面，随BPL标准开发进程的不断深入， 电力线的通信技术将可能实现即插即用的使用模式，从而与以太网网络相兼容。如果未来二十年内，因材料因素引起的通信质量问题能够得到克服，与BPL 标准相兼容的电力线通信技术将有着极其广阔的发展前景[3]。

2.2 标准体系

智能电网需要依托多样的设备类型所实现，为了保证各设备之间能够协调工作，以及整个信息通信网络的正常运行，完善的信息及通信标准体系不可或缺。除了上文中提到了TCP/IP通信协议、BPL通信标准以外，智能电网依托的通信标准体系包括BACNET、ANSIC12、IECTC57、IEC61400-25、IEEE802、IEEE1588等等。就我国现阶段智能电网信息通信网络的建设情况而言，在“发、输、配、送、用”五大环节中，发电、输电、配电领域的信息及通信标准体系已趋于完善，基本遵循IEEE 系列的相关标准。例如IEEE1588 标准能够实现纳秒级的广域互联大电网的时间同步，并借助PTP同步协议确保了发电控制系统的精确同步；IECTC57制定的通信协议可对实体进行身份认证，借助数据加密和数字签名等技术，防止信道窃听、数据篡改等行为，保障了配电系统零状态响应的正确性。

2.3 安全防护

（1）安全机制配备。安全机制配备工作是我国智能电网信息通信网络安全防护工作的最薄弱环节，虽然在电网的建设过程中，大至工作站、服务器、小至路由器，都会给网络传输配备相关的安全机制。但就实际情况而言，大部分个人用户并不能对安全机制进行有效配置，即使是具备顶级IT维护团队的大型企业，这种情况也并不少见。

（2）威胁应对能力。威胁应对能力的提升是智能电网信息通信网络的安全防护工作的重要环节，当信息系统攻击发生时，电网的安全系统应当具有及时启动相应的应对和报警机制能力。当故障产生时，安全系统也应当具有产生联动响应的能力，从而及时应对突发性威胁。

（3）重要系统的可靠性。智能电网信息通信网络的重要系统包括电力数据采集与监控系统、变电站自动化系统、配电自动化系统、微机继电保护和安全自动装置、广域相量测量系统等等。这些系统一旦被外部边界发起的攻击侵入，往往会对整个信息通信网络产生致命的影响，故提升这些重要系统的可靠性，尤其是防止黑客攻击造成系统事故，对智能电网信息通信网络的安全防护工作有着重要意义。

3 结语

总之，我们要以智能化电网为基础，利用通信技术和信息技术，加大维护管理，积极应对各种故障，提高电网智能化进程中信息和通信技术关键问题的解决能力。

[1]陈潇梦.面向智能电网的通信中间件的关键技术研究[J].中国产业报，2012，4（20）：190-191.

[2]王玉生.智能电网信息和通信技术关键问题探讨[J].中国信息技术，2011，9（11）：67-68.

[3]郑坤.浅谈新形势下光纤通信技术在电力通信网建设中的应用[J].科技创新与应用，2012，2（45）：147-148.

Analysis on Intelligent Power Network Communication and Information Technology

Qiu Huanxin

Guangdong Planning and Designing Institute of Telecommunications Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510630

With the expansion of global economic development and urban construction, the development of power grid is closely related to the development of national economy. The importance of grid development is becoming more and more obvious. In the information network technology and communication technology jointly driven by the smart grid is an inevitable trend. Based on this, this paper analyzes the current situation of information communication network in China’s smart grid mode, analyzes the technical problems and solutions of intelligent grid information communication network, and hopes to bring some help to the relevant personnel.

smart grid; information and communication network; technical problem

TM76；TN915.853

A

1009-6434（2017）02-0062-02