网络技术在电力信息通信中的应用研究

胡立兰，史丽鹏

（国网河北省电力有限公司电力科学研究院，河北 石家庄 050022）

0 引 言

随着我国基础建设已经基本成型，社会发展对电力资源的依赖度越来越高，对电力信息通信业务也有了更高要求。电力信息通信不仅要为电力生产提供重要的安全保护措施，而且要为相关工作人员提供必要的通信平台。但是，目前的电力信息通信工作在网络技术融合过程中还存在诸多问题，需要针对网络技术应用特点进行探讨，完善网络应用结构，提高网络传输质量，进一步提高电力信息通信的稳定性和安全性。

1 电力信息通信的网络应用概述

1.1 网络技术在电力信息通信中应用的重要作用

我国正处于社会发展变革阶段，前期的工业发展注重规模化和基础化。随着我国经济体量不断壮大，需要强调未来工作的经济性和智能性。构建完善的智能化电力信息通信网络框架，对于我国的智能化电网建设具有深远影响。利用网络技术完善电力信息通信建设，能够有效提升其智能化控制力，进一步提高电网运行安全性，加强对电力网络通信系统的智能化管控。网络技术还能促进人员与电网的关系，使得电力管理更加便捷，尤其是对于提高内控水平和加强配电管理具有重要意义[1]。

1.2 网络技术在电力信息通信中应用具有的特点与优势

改革开放以来，我国在经济领域中取得了重要成就，但是各地区经济发展不平衡，导致电力网络在建设上存在差异。例如，沿海地区的经济水平较高，电力通信设备比较齐全，可以更好地进行维护与监控；内陆地区普遍存在设备陈旧、投入缓慢等问题，通常不能第一时间处理电力网络通信问题，甚至不能及时建设电力通信系统。另外，目前大部分电力通信设施都处于户外，自然界的不可抗力可能损毁通信网络，不仅影响正常的电力工作，而且在检修过程中需要逐段排查，存在维修和监控成本大的问题[2]。

1.3 网络技术在电力信息通信中应用的业务分析

在传统的电力调配工作中，常使用电话方式通话。网络技术的融合，可以使电力调度与其他行政业务在同一个平台完成。例如，变电站视频监控系统不仅弥补了传统业务的不足，而且提高了信息的传递效率，具有快速安全的特点[3]。基于网络技术的系统整合具有自动处理数据的功能，满足市场对电力传输的需求，可实现数据信息资源的实时共享。此外，通过电网中变电站的监控与自动化技术的应用，可以实时分析和整合数据，为工作人员提供便利的查询功能。

1.4 网络技术在电力信息通信中应用的发展趋势

我国电力系统相较于欧美发达国家起步较晚，还有较大的可提升空间。因此，应充分发挥网络技术在电力信息通信中的发展优势，结合我国的智能网络建设，通过网络技术提高电网通信自动化水平，发挥无线网络的传输优势，打破时间与空间限制，借助我国北斗卫星的定位发展红利，提高线路巡检的效率。要充分利用网络防护技术，为整个通信系统的正常运行保驾护航。在网络技术实践中，要有意识地拓展电力信息通信系统的应用范围，以达到技术优化创新的目标[4]。

2 网络技术在电力信息通信环节的应用现状及其存在的问题

2.1 电力信息通信的网络结构设置不合理

目前，我国电力信息通信应用中使用的网络技术结构是树枝发散型或星型分散型。这2种网络结构更强调中心控制的有效调配，忽略了资源共享功能，同时稳定性不高。当末端的网络系统出现故障时往往不能第一时间发现，导致在电力系统的正常运营过程中容易出现问题。随着当前市场电力能源消耗的不断增加，变电站数量不断增加，需要更加稳定的网络结构，既能够有效应对电力通信管理的复杂局面，又能够使新增的设备尽快融入网络，第一时间预警可能出现的问题[5]。

2.2 电力信息通信传输信号质量差

我国的智能化电网正在逐步实现全范围覆盖，但是也面临着多种网络传输问题。网络传输需实体网线作为信号传输介质，一般采用单股铜线制成，因此自身所能承受的外应力较小，且缺少必要的屏蔽层，限制了网络的传输距离。在一些电力系统较为薄弱的地区，智能化电网对外部其他信号的抗干扰能力较弱，导致网络信号传输质量较差，不能发挥智能网络平台的资源共享优势，还可能造成网络传输的不稳定[6]。

2.3 电力信息通信的网络建设不均衡

虽然我国经济取得了长足发展，但是各地区之间仍存在经济发展不均衡问题，在电力系统建设方面形成了结构性差异。例如，部分地区经济水平较高，在智能化设备选材上具有优势，基础设施方面具有稳定性；部分地区经济发展水平偏低，在设备选用和智能网络覆盖方面存在薄弱点。经济不均衡会导致电力信息通信网络的建设出现差异，造成后期建设成本增加。各地区的电网建设标准不同，在构建整个智能网络层面可能出现不匹配或标准不相同的问题。如果要构建完整的电网，需要更改标准或者废弃以往的设备系统重新建立，造成电力信息通信网络成本的增加[7]。

3 网络技术在电力信息通信建设中的具体应用

3.1 电网自动化通信技术的应用

电力系统主要以发电、输电、变电、配电以及用电5个层面为主。目前，电力系统在发电和用电层面已经大范围使用网络通信技术。在电力传输和电力调度方面，网络技术还有更深层次的应用潜力。例如，在继电保护信号传输中，利用网络技术对通信端口进行脉冲编码，将数据信息传递到数字平台，发挥网络信号传输的速度优势，使各部门之间通过网络实现信息共享。通过利用远程终端技术对系统运行管理进行遥测、遥信、遥调以及遥控，减少了电力检查或者电力控制的空间距离影响。远程遥控的介质并非传统的实体网络线路，而是通过无线网络进行终端定位及控制。例如，我国北斗卫星的普及应用改变了我国对国外全球定位系统（Global Positioning System，GPS）技术的依赖，大大提高了我国智能网格化定位管理的水平，提升了电力网络的运行效能[8]。北斗卫星通信运转系统，如图1所示。

图1 北斗卫星通信运转系统

3.2 多层防病毒体系的网络技术应用

网络安全一直是网络技术应用的重难点。电力资源关系国计民生，对我国社会和谐稳定发展具有深远影响。因此，重视通信网络与网际互连协议（Internet Protocol，IP）业务的对接问题，对同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）进行优化与完善，构建多层次的体系，有利于确保我国电力信息传输处于安全阈值范围。电力卫星通信应用功能和场景如图2所示。首先，为确保电力信息通信系统的正常运转，应在内网管理中心设置防病毒软件，对网络运行进行全天24 h持续监控。尤其要严加防范对客户端或部门IP地址的匿名攻击，对服务器主站设立“防火墙”。其次，由于需要相关工作人员不断进行外部操作，应将防火墙建设作为重点，在防范服务器主站的同时建立服务器备用主站，对接入系统的身份进行安全模块认证，同时构建闭合循环的证书授权体系，使得每一个接入系统的工作人员信息都能在瞬时得到验证。最后，结合网络技术建立数据备份模块，将数据信息按照级别进行分类保护，以提高安全性。备份模块可以与网络云或加密服务器连接，防范不可抗力造成的数据损失，以提升电力系统的安全后援保障[9]。

图2 电力卫星通信应用功能和场景

3.3 拓宽网络技术在电力信息通信系统中的应用范围

网络技术在不同区域电力通信系统中的应用存在较大差异。例如，电力调度电话和行政电话要确保通信质量快速且安全；对于变电站监控信息，可以在管理系统的指令发布方面依托继电保护信号技术。除以上业务外，网络技术对电力信息通信系统的发展仍有较大的开发空间，相关工作人员应注重电力通信系统业务的形式多样性，充分发挥网络结构优势，分析虚拟局域网（Virtual Local Area Network，VLAN）技术、光传送网（Optical Transport Network，OTN）技术应用场景。VLAN技术是通过网络设备与交换机的连接，实现不与物理位置相关联的逻辑局域网，不受地理位置影响，可实现多个主机用户的交换机端口连接。目前，它主要以动态虚拟局域网和静态虚拟局域网为主。动态虚拟局域网强调智能性，而静态虚拟局域网强调安全性，两者各有优势。OTN技术属于主网安全技术，可确保电力系统安全可靠运行，结合现有技术实现不同信号在同一根光纤中交叉且不干扰传递，改变了传统网线的信号传输弊端，利用波分复用技术提高信息传输效率[10]。

4 结 论

网络技术对电力信息通信具有重要作用，需进一步深化我国电力信息通信业务与网络技术的融合，重视网络技术在电力信息通信中的应用及其存在的问题，针对网络结构设置不合理、传输信号差以及网络建设不均衡等问题进行着重分析，建立多层次体系网络技术应用，拓宽网络技术在电力信息通信系统中的应用范围，促进电力信息系统高速发展，为我国的电力数据保驾护航。