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郭经红:电力通信系统助力智能电网建设

[日期:2012-03-30] 来源:电力软件网  作者:未知 [字体: ]

   建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础。没有这样的通信系统,任何智能电网的特征都无法实现。随着智能电网建设的推进,电力通信系统已经成为保障电力系统安全、稳定、经济运行的三大支柱之一,也是电力系统中的重要设施。经过多年的建设和发展,目前,国家电网公司形成了多种通信方式并存、分层分级为主要特征的电力专用通信网络体系架构;同时,随着国家电网公司智能电网建设的推进,特别是电力信息化的发展,对电力通信网的管理提出了更高的要求。如何利用电力通信系统支撑智能电网建设,带着这个问题,我们采访了国网电科院信息与通信研究所副所长郭经红。

    问:电力通信系统对智能电网的支撑作用主要表现在哪些方面?

    郭经红:坚强智能电网实现电力流、信息流、业务流高度一体化的支撑前提在于信息的无损采集、流畅传输、有序应用。各个层级的通信支撑体系是坚强智能电网信息运转的有效载体,是坚强智能电网坚实的信息传输基础。坚强的智能化电网发展新趋势,对电力通信系统提出了新的要求:高质量、可调控、保安全。即高质量地快速传送数据;动态调控资源,增强网络的自适应能力,合理分配资源;智能调控流量,缓解不确定的流量流向对网络资源的不合理消耗;提升网络的安全性,解决基于数据流的恶意攻击和信息窃取等。

    以满足国家电网持续发展的通信需求为核心,迫切需要构建以骨干通信电路、 跨区联网通信电路为主,各级通信网协调发展的统一“坚强”(Strong)的电力通信专网,其对智能电网的支撑作用主要表现:(1)提高对各级通信资源的调配能力,提高对智能电网各类通信业务的承载能力,实现无缝信息交互;(2)提高对各种自然灾害和外力破坏的抵御能力,为智能电网提供高速、实时、可靠和安全的通信技术支撑和服务;(3)支持任何时间(Any time)、任何地点(Any place)、任何设备(Any Device)、任何业务(Any Service)的无所不在(Ubiquitous)的“灵活”(Smart)通信接入方式,为电力智能系统或智能设备提供“即插即用”的电力通信保障。从而满足各个环节、不同领域的通信需求,建成技术先进、实用性好,网络结构合理、可靠性高,覆盖范围全、接入灵活、抵御能力强、综合效能高的绿色环保型电力通信网,保证电网安全、经济、高效运行。

    问:随着智能电网和现代化通信技术的发展与应用,我国的电力信息化程度逐步提高,电力通信系统在电网安全方面的重要性更加凸显,请问电力通信系统在维护电网的安全稳定方面的作用是如何体现的?

     郭经红:随着智能电网的建设,电力系统、电力通信系统、监控系统等实体不仅更庞大、更复杂,而且在性质上也发生了重要的变化,对现代电力系统安全性提出了新的挑战。电力通信系统出现的任何安全方面的问题都可能波及电力系统的安全、稳定、经济运行,进而影响电网的可靠供电,甚至国家、社会的安全稳定。历史上由于电力通信系统的故障威胁到电网安全运行的事例很多,调度通信中断延误了事故处理的时间,甚至曾经发生因通信中断,造成电网事故扩大,电网发生稳定破坏、系统瓦解的大事故。因此,电力通信系统的安全性问题实际上也成为电力系统安全的关键问题之一。

    电力通信系统为电网提供的服务包括,数据的采集、存储、处理和传输,电力通信系统在维护电网的安全稳定方面的作用主要体现在:(1)满足电力系统各类业务需求(吞吐量、及时性、完整性、保密性、可用性等)的信息交互,保障电力系统的连续运行;(2)确保电力系统紧急控制信息或某些确定的节点之间对时延敏感数据的可靠传输,提高电力系统的稳定水平;(3)在电力系统事故状态下,电力通信系统提供的通道保证了电网安全稳定控制系统可靠动作,防止电力系统失去稳定性和避免电力系统发生大面积停电的系统事故。

    问:目前国网公司建立的电力专用通信网络体系架构与坚强智能电网的要求相比,目前它还存在哪些需要解决的问题呢?

    郭经红:目前,220kV及以上变电站的光纤覆盖率已达100%,110(66)kV变电站的光纤覆盖率接近100%,公司已建立四级骨干通信网络,已实现由电力线载波、微波到光纤为主的技术转型,通信质量明显改善,容量瓶颈基本打破;专线为主到网络为主的业务承载方式转型基本完成;运行监视和管理正在逐步实现智能化和信息化。但公司建立的电力专用通信网络体系架构与坚强智能电网的要求相比,总体上呈“骨干网强、接入网弱”、“高(电压)端强,低端弱”的态势,在如下方面存在需要解决的问题:(1) 35kV变电站的光纤覆盖率普遍较低,部分区段光缆资源紧张,受外力破坏严重。(2)电力通信传输网络结构需要进一步强化和优化,需采用光纤骨干网、光纤接入网、无线接入网等更灵活多样的通信手段,新业务接入能力(如输电线路沿线的信息接入)有待提升。(3) 配电侧和面向用户侧的通信网络资源不足。10kV线路仅在配电自动化试点城市有光纤通信网。0.4kV(380/220)线路只开展了电力光纤到户(复合光纤低压电线)试点。(4)亟需补充制定智能电网通信业务系统、骨干传输网、电力系统通信安全防护等标准。

    总之,“十二五”须进一步强化优化骨干通信网络,通信覆盖需向线路中间延伸,10千伏和0.4千伏终端通信接入网将向电网末端延伸。电力通信网络将朝向如何使网络更加可靠、如何使业务更加丰富、如何使通信管理更加科学、如何使成本更加合理的方向发展。

    问:作为新一代信息技术的重要组成部分,物联网为智能电网建设提供信息技术支持。据了解,国家电网公司80%的业务都跟物联网相关。因此,有人说,物联网在电力行业的应用就是智能电网;也有人认为,智能电网就是电力物联网,对此,您是怎么看的?

    郭经红:物联网分为三个环节。一是全面感知,即利用RFID、传感器、二维码等技术随时随地获取物体的信息,目前这部分技术比较成熟。二是可靠传递,即通过各种网络的集合,将物体的信息实时准确地传递出去。目前相关的网关、高速数据传输技术等在快速发展过程中,而诸如近距离通信、ZigBee等技术的应用模型也开始逐步丰富。三是智能处理。即利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实时智能化的控制。这部分技术正处在发展的初期,还有很长的路要走。

    感知、传输、处理在智能电网中无处不在,因此,智能电网是物联网与电力行业结合的具体应用,但不能认为物联网在电力行业的应用就是智能电网;或智能电网就是电力物联网。个人认为,物联网是全球信息化发展的新阶段,从信息化向智能化提升;是在已经发展起来的传感、识别、接入网、无线通讯网、互联网、云计算、应用软件、智能控制等技术基础上的集成、发展和提升。物联网技术将助力智能电网的建设,可起到相互促进的作用;但智能电网还有许多范畴并不是物联网的技术领域,如实体电网本身。

    问:您能否为我们畅想一下,10年后,智能电网对人们生活的改变?

    郭经红:当计算机、互联网、移动电话出现时,我们也没想到它会将我们的生活变成现在这样。随着世界各国开展智能电网的实践活动,智能电网一定会深刻改变我们消费者的生活。例如,通过灵活的电价,智能电网将深度改变我们的电力消费习惯,用户将真正的参与电力市场动作。通过部署智能电表,将智能电表与家用电器集成,双向互动服务渠道不仅使用户能够充分了解用电信息,进行有效的能效管理,而且也能帮助电网更好地进行源-网-荷的协调控制和决策。发展电动汽车被世界各国普遍确立为保障能源安全和转型低碳经济的重要途径,今后十年,将迎来大规模普及电动汽车和充换电设施的时代。经济环保的供热制冷系统、储能系统等也将大规模普及,新的用电设施将大量涌现。智能社区将集成下一代智能住宅和交通系统、电动汽车、分布式光伏发电、HEMS(家庭能源管理系统)、BEMS(企业能源管理系统),交互式的家庭式供电可将家用剩余的电能反送到电网中。总之,智能电网是未来的发展趋势,智能电网也会像计算机、互联网、移动电话一样改变我们的生活。

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