淺析智能電網通信與信息技術問題

丘煥新

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淺析智能電網通信與信息技術問題

丘煥新

廣東省電信規劃設計院有限公司，廣東 廣州 510630

隨著全球經濟發展和城市建設規模擴大，電網的發展與國民經濟的發展存在著密切的聯系，電網發展的重要性日趨明顯。在信息網絡技術與通信技術聯合推動下的智能電網是必然的發展趨勢?；诖?，從我國智能電網模式下信息通信網絡發展現狀出發，分析了智能電網信息通信網絡的技術問題及解決措施。

智能電網；信息及通信網絡；技術問題

1 我國智能電網模式下信息通信網絡發展現狀分析

1.1 電子信息產業迅猛發展，信息通信網絡趨向市場化

2013年，我國的電子信息產業500萬元以上項目共完成固定資產投資額9863億元，已然成為了社會市場經濟體系的支柱產業。以物聯網、云計算等新興技術為代表的電子信息產業，將會在進一步推動我國“三網融合”市場發展的基礎上，為電信市場業務集成及市場開拓提供重要的發展契機。而作為工業革命與信息產業革命結合的重要產物，智能電網模式下的信息通信網絡開始作為電網與信息通信網絡的結合點，逐步趨向于市場化，從而為創造出更多新的業務需求和應用領域做出更為獨特的貢獻[1]。

1.2 技術壁壘逐漸消失，信息通信網絡資源優勢明顯

中國電力通信經過幾十年的發展，已經取得了令人矚目的成就。借助微波、載波、光纜等多種通信手段，一個以北京市為中心，覆蓋全國的立體交叉通信網絡已在21世紀初步形成，這就為信息通信網絡的構建提供了大量的資源優勢。例如遍布全國各大城市的電纜管道，為信息通信網絡的光纖接入網提供了必要的基礎；超過60萬千瓦的輸電線路，給信息通信網絡中電力特殊光纜的架設打下了穩固的根基；無源光纖接入、無線寬帶等技術的不斷成熟，使得信息通信網絡的技術難題得以解決。因此，信息通信網絡的建設隨著智能電網的發展具有得天獨厚的資源優勢[2]。

2 智能電網信息通信網絡的技術問題及解決措施分析

2.1 通信技術

（1）光纖以太網通信技術。理論上而言，借助MPLS（多協議標簽交換），光纖通信可將傳統的2?M帶寬擴展為1000?M，在數字融合簡化、成本降低等方面均有重要的應用。在智能電網的建設中，常用電力特種光纜包括OPGW、OPPC、ADSS等。其中，OPGW的優點主要體現在兩個方面：1）OPGW是通過與地線直接復用所架設的，在成本方面能夠節省下重復建設地線的巨大開支。2）其信號傳輸的損耗較小，能夠在電力系統的長距離通信中保障較高程度的通信質量。但缺點在于在雷雨天氣易遭受雷擊導致嚴重損壞。而ADSS 光纜的優勢在于其材料采用絕緣介質，避免了雷擊的影響，且所使用材料密度較低，同等情況下比OPGW光纜具有更輕的重量，對智能電網信息通信網絡中輸電線路的影響較小。同時由于其安裝形式為桿塔添加型，相關的維修及優化工作可以獨立進行，降低了因停電修復帶來的經濟損失。但其不可避免的缺陷在于會與化學物質產生電腐蝕現象。因此在新建線路或是更換線路時，OPGW光纜往往具有更高的應用價值。但在對老線路加掛光纜時，ADSS 光纜將會更為出色。值得一提的是，部分發達國家在電力線路桿塔架設中，還會采用OPPC型光纜，其能夠與相導線復合所保持的高電壓狀態無疑成了天然的防盜器，故隨著我國光纖以太網通信技術的不斷成熟，當無法找到合適的ADSS和OPGW的敷設空間時，OPPC 型光纜亦有著不可忽視的應用價值。

（2）電力線通信技術。電力線通信技術在電力通信網的主干網絡中已有了廣泛的應用，并正逐步向用戶端推進。但在智能電網的建設中，電力線通信技術還存在兩方面的缺陷：①電力線自身存在射頻干擾、載波頻率低等弊端，考慮到電力線通信技術所使用的電力線短期內難以找到合適的替代品，故材料因素引起的通信質量下降短期內還難以消除。②TCP/IP通信協議與電力線的通信技術不兼容，使得在通信網絡的層次結構中，電力線通信技術難以得到有效應用。概括而言，這兩方面一個是技術方面的缺陷，另一個則是體制方面的缺陷。在技術方面，未來的新型材料將承載著解決電力線材料弊端的期望。而在體制方面，隨BPL標準開發進程的不斷深入， 電力線的通信技術將可能實現即插即用的使用模式，從而與以太網網絡相兼容。如果未來二十年內，因材料因素引起的通信質量問題能夠得到克服，與BPL 標準相兼容的電力線通信技術將有著極其廣闊的發展前景[3]。

2.2 標準體系

智能電網需要依托多樣的設備類型所實現，為了保證各設備之間能夠協調工作，以及整個信息通信網絡的正常運行，完善的信息及通信標準體系不可或缺。除了上文中提到了TCP/IP通信協議、BPL通信標準以外，智能電網依托的通信標準體系包括BACNET、ANSIC12、IECTC57、IEC61400-25、IEEE802、IEEE1588等等。就我國現階段智能電網信息通信網絡的建設情況而言，在“發、輸、配、送、用”五大環節中，發電、輸電、配電領域的信息及通信標準體系已趨于完善，基本遵循IEEE 系列的相關標準。例如IEEE1588 標準能夠實現納秒級的廣域互聯大電網的時間同步，并借助PTP同步協議確保了發電控制系統的精確同步；IECTC57制定的通信協議可對實體進行身份認證，借助數據加密和數字簽名等技術，防止信道竊聽、數據篡改等行為，保障了配電系統零狀態響應的正確性。

2.3 安全防護

（1）安全機制配備。安全機制配備工作是我國智能電網信息通信網絡安全防護工作的最薄弱環節，雖然在電網的建設過程中，大至工作站、服務器、小至路由器，都會給網絡傳輸配備相關的安全機制。但就實際情況而言，大部分個人用戶并不能對安全機制進行有效配置，即使是具備頂級IT維護團隊的大型企業，這種情況也并不少見。

（2）威脅應對能力。威脅應對能力的提升是智能電網信息通信網絡的安全防護工作的重要環節，當信息系統攻擊發生時，電網的安全系統應當具有及時啟動相應的應對和報警機制能力。當故障產生時，安全系統也應當具有產生聯動響應的能力，從而及時應對突發性威脅。

（3）重要系統的可靠性。智能電網信息通信網絡的重要系統包括電力數據采集與監控系統、變電站自動化系統、配電自動化系統、微機繼電保護和安全自動裝置、廣域相量測量系統等等。這些系統一旦被外部邊界發起的攻擊侵入，往往會對整個信息通信網絡產生致命的影響，故提升這些重要系統的可靠性，尤其是防止黑客攻擊造成系統事故，對智能電網信息通信網絡的安全防護工作有著重要意義。

3 結語

總之，我們要以智能化電網為基礎，利用通信技術和信息技術，加大維護管理，積極應對各種故障，提高電網智能化進程中信息和通信技術關鍵問題的解決能力。

[1]陳瀟夢.面向智能電網的通信中間件的關鍵技術研究[J].中國產業報，2012，4（20）：190-191.

[2]王玉生.智能電網信息和通信技術關鍵問題探討[J].中國信息技術，2011，9（11）：67-68.

[3]鄭坤.淺談新形勢下光纖通信技術在電力通信網建設中的應用[J].科技創新與應用，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