电力通信技术在智能电网中的应用分析

刘毅 刘文俊

国网保定供电公司 河北 保定 071000

引言

在社会经济发展水平不断提高的今天，人们的用电需求量日益增加，对电力系统的运行也提出了更高的要求。为了更好地优化电力系统的运行，实现高质量的电力分配和管理，就需要对电力信息通信进行有效的改革与创新，制定更高的标准对电力信息通信实现有效的优化。信息产业中，智能电网信息以及通信技术是最为主要的部分，为了确保智能电网被实现，技术人员首先需要掌握相关的技术，只有对关键技术进行充分的讨论以及掌握，才能够确保智能电网信息的顺利发展。

1 电力通信技术概述

当前电力系统的自动化、智能化发展对于电力通信技术的需求越来越高。电力通信技术的运用保证了数据信息在传输过程中的有效性、安全性与稳定性，利用有线、无线以及电磁技术进行数据信息的快速传输。通信技术在电力系统中的应用主体现在3个方面[1]：①在变电系统中的应用。实时掌握不同供配电线缆的运行情况，当供配电功率无法满足区域用电需求时做出适时的调整，提高供配电的功率；实时监测新能源发电站并入电力网络的运行状态，为科学制定接入点方案提供参考。②无线通信系统的应用。主要用于变电站内部、电网系统中线缆塔架的通讯传输，利用电网系统中的传感设备实时获取线缆的运行参数，通过无线通信技术传输到信号接收设备，经过控制系统分析处理后对相关元件进行控制。③光纤通信系统的应用。近些年，我国光纤通信技术快速发展，逐渐成为电力通信的重要分支，光纤通信技术具有扩展性强、可靠性好的技术优势。目前我国光纤通信技术越来越普及，利用光纤、微波以及卫星电路共同组成电力通信系统的主干网络，各支路则是利用电力载波、特种光缆等组成特有的通信网络，并且综合运用明线、电缆、无线等通信技术，终端设备主要有程控交换机、调度总机等，由传感设备获取信号，经过光电转换后完成电力数据信息的传输。电力通信系统是一套多用户、多功能的综合通信网络。

2 智能电网技术在我国的应用状况

当前，人们对智能电网的需求比较大，只有在电网的各个环节都达到了智能化的管理与控制层次，才能实现对智能电网的呼叫。要想对电网进行有效的控制，就需要将各种技术相结合，以保证其内部的稳定性、安全性和经济性，从而达到对电网的有效控制。在电网的运营中，要充分利用现代信息技术，加强对电网的控制，保证电力监控工作的正常进行。通信技术是实现通信的主要方式和途径，是实现正常通信的主要方式。在现代智能电网的建设中，也有着巨大应用价值。此外，该系统还可以极大地改善智能电网中的服务信息，在未来的智能网建设与发展中，必须重视其技术的应用。同时，将电力宽带通信技术引入到智能电网中，从而能够实现更好的传输效果。随着现代化进程的推进，企业的整体实力、经济水平都有了长足的进步，其主要体现在人们工作和生活中对电力的需求不断增加。因此，在智能电网的运行中，各种电力通信技术是保障其正常工作的基础，在今后的发展中，企业必须重视智能电网的发展与应用。

3 电力通信技术在智能电网中的应用

3.1 差动保护技术

差动保护是5G通信技术的重点内容，主要表现为电流差动保护和配电网差动保护这两个方面，电力系统对差动保护要求较高，需要持续不断地提高这一服务的稳定性，将5G通信系统部署在电力系统业务终端和配电主站之间，从根本上解决了分布式电源并网后出现的配电网不可用问题，同时5G网络的确定性、差异化特点，可以让保护装置实现灵活配置，从根本上避免了分布式电源接入后可能出现的网络拓扑结构性问题。例如：通过采集配电终端两侧CT的零序电流和各相电流，计算得到具体的制动电流和差动电流，让配电线路保护工作得到进一步落实。在此基础上，通过5G基站实现切片，一旦出现故障，配电终端会引发相应的差动保护逻辑进行动作。以华为的5G网络差动保护测试结果来看，单基站下DTU传输延时为8ms。需要注意的是，差动保护工作的落实，需要确保此线路两侧的采样时刻强烈统一，差动继电器必须要对两边相等时间的采样数据进行计算，才能够计算得到高精确度的差动电流数据。5G通信技术应用后，差动保护的稳定机能得到增强，目前在110kV变电站中得到了广泛应用，有效改善了分布式电源引发的多层次问题，实现了电力系统保护装置的灵活配置，为智能电网建设奠定了良好的基础。

3.2 软交换技术的融合

软交换位于网络控制层，在电力系统运行过程中，“通过与媒体层网关的交互，接收处理中的呼叫相关信息，指示网关完成呼叫。”软交换的作用是建立点与点之间的关系，处理电力系统中实时产生的语音、视频、数据等业务[2]。软交换技术主要有4个分层接入层、传送层、控制层和应用层，可满足不同控制环节的实际需求。与普通的通信网络相比，软交换技术的应用优势在于较强的独立性，在同一时间内可以完成多个接口的接入，因此而被广泛应用于电力系统通信项目中。5G技术、光纤技术的高速率、低时延、低能耗的优点使通信网络的覆盖面积得到扩大，为电网软交换技术的发展提供了技术支持，软交换技术的应用更是日渐成熟，可以结合电力系统的实际需求建立多个交换设备，使区域间通信更加顺畅，降低数据传输过程中的风险。

3.3 VLAN技术应用

VLAN技术能够充分发挥网络设备和网络资源的优势，连接电力信息通信系统中的交换机和网络设备，可以让工作人员更加便利地完成重新定义的工作任务。在使用这一技术时，可以将它看作是一种逻辑局域网，和真实的物理位置进行有效的区分，从而消除传统的局域网建设模式下产生的局限性，让网络设备更加顺利地接入网络之中。同时，VLAN技术在电力信息通信系统中使用时不需要考虑地理位置，能够利用交换机端口实现多个主机用户的有效对接，也能够让他们在共同的网络结构中实现高效工作。在实际使用的过程中，VLAN技术一般分为两种类型，第一种是静态虚拟局域网，需要工作人员利用相应的交换机和软件将计算机接入到VLAN所存在的IP之中，虽然智能化的程度较低，但是安全级别较高；第二种是动态虚拟局域网，只需要让计算机接入网络之中，就能够自动进入到VLAN之中，因此智能化水平更高，但是安全级别相对较低。

3.4 接入技术的有效融合

应用接入技术的目的是方便快捷地接入网络，保证电力系统在运行过程中能够安全、快速的传输数据信息，还需要尽量高的带宽。电力系统信息技术与通信技术融合对于接入技术的要求是可靠性、安全性、先进性与可扩展性，而近些年快速发展的光纤技术、局域网技术、物联网技术、5G技术，最大程度满足信息技术与通信技术融合发展的需求，无线接入与光纤接入将是电力系统接入网技术应用的主要方向。2021年12月，广东电网“5G+新一代载波”通信体系全面建成并投入运营，可满足新型电力系统各类场景对通信技术的需求，对我国新型电力系统建设起到了示范引领的作用[3]。

3.5 多层次病毒防护体系应用

目前，我国在不断推动电力信息通信发展的过程中，依然没有能够很好地解决IP业务和通信网络对接中存在的缺陷和不足。因此，在进行建设的过程中，工作人员还需要不断优化SDH体系，同时将先进的网络技术充分运用起来，为系统打造一个全方位、多层次的病毒防护体系。在进行电力信息通信系统的构建时，需要建设相应的内网管理中心，并根据电力信息通信的防护需求安装高质量的杀毒软件和防火墙系统。通过这种方式，能够确保在电力信息通信时不会被外界的木马和病毒入侵，也能够实时监控整个电力信息通信系统的运行状态，确保信息的准确性、真实性、完整性和及时性[4]。另外，在网络技术的帮助下，这些杀毒软件和防火墙系统能够实现自动更新和升级。在电力信息通信中应用相应的网络技术时，工作人员除了需要建立起良好的防火墙系统外，还需要引入更加具有针对性的病毒防护网络技术，这样能够避免电力信息通信系统被不法分子攻击和破坏，能够进一步提高电力信息通信系统的安全水平。同时，工作人员还需要通过网络技术强化系统中的身份安全认证模块的功能，对证书授权体系进行升级，确保系统能够时刻处于安全的监管之下。通过“实名认证”和“安全审计”相结合的方式能够更好地保护电力信息通信系统的正常运行。另外，工作人员还需要凭借网络技术为电力信息通信系统打造高质量的备份模块，根据电力信息通信系统中不同信息的重要程度设置不同的保护等级，并做好相应的备份处理工作，对于最高保护级别的数据需要进行双重备份。另外，工作人员还需要将灾难恢复技术有效地引入电力信息通信系统中，这样能够确保在出现不可挽回的破坏或损失时能够及时恢复关键的数据，确保电力信息通信系统的有效重建。

3.6 新能源中的应用

目前，我国越来越注重环境保护力度，这为开发和推广智能电网提供了有利的环境保障。新能源的推广与发展，将使我国的电力体系更加环保。为了满足和促进新能源的发展，电力公司应按照相关技术规范和要求，对通信接口进行合理的配置。在新能源接入过程中，采用电力通信技术实现了电压的自动控制。电力通信技术是新能源生产中有效启动、管理和控制电力系统发展的有效手段，促进新型科学高效的电力管理体制。

4 电力通信应用的优化策略[5]

①增强电力通信电力的安全防护。采用高效安全的电力通信技术，必将推动智能电网走向“人性化”的方向。然而，在实际应用中，由于数字编码技术在电力通信中使用会造成很大的时延，从而导致电力通信功率不能得到充分利用。在数据被入侵时，可能会产生诸如数据丢失之类的负面后果。为了保证用户的用电量，企业必须对各个环节进行优化与升级，加速技术的革新与发展，提升电力系统的安全性，增强电力系统的作战能力。②重视安全技术的应用。电力系统的安全技术在工程建设中是一个非常关键的环节，但由于各种因素的干扰和影响，使得信息技术自身的运作出现了一些问题。要想对其进行有效改善，就必须加速对其进行新的技术研发，并对其进行优化和创新。变电站内的电力通信，因其地理位置较远，又经常受到气候、环境等因素的影响，会出现老化、磨损等问题。因此，在信息设备周围设置避雷线、掩体等安全设施是十分必要的。尽可能地减少气候及其他因素对资讯科技造成的负面影响，并持续强化变电站运作的实际安全性。此外，研究小组还要对周边进行细致的调查，并及时排除可能存在的环境安全隐患，使其充分发挥应有的作用。

5 结束语

近几年，企业的电力产业得到了快速发展，在智能电网建设方面投入了大量的高技术。电力通信技术是智能电网建设中的一个关键环节，它能够对各类电力消耗进行有效的传输、分析和处理，从而保证智能电网的顺利实施。因此，电力企业为了适应电力系统的现代化发展，必须加大对电力系统的支持力度。