曾 瑶
(国网湖南省电力有限公司娄底供电分公司,湖南 娄底 417000)
0 引 言
电网系统比较复杂,大量的电力传输数据会使电力系统产生工作压力。了解已运行电网系统的荷载峰值,通过电力信息技术与电力通信技术融合,能够规避潜在问题,满足发展需要。这两项技术是电力系统保持稳定的核心,也是不可或缺的重要组成部分。要改善传统电力体系的管理理念,树立新型的信息化管理方法,极大提升系统数据传输处理效率。在电力信息技术与通信技术融合的背景下,提高电力网运行效率、质量,进一步优化电网资源的配置。
1 电力通信技术与电力信息技术
电力通信技术与电力信息技术属于宏观理念,二者之间有共融特征,能够颠覆传统电力企业管理方法,为管理者提供新型的管理思路,不仅能够保障电力系统的运行精准性,还能提升系统数据传输效率。在电力信息技术研究内容中,其主要为电力工程领域信息基础理论和应用技术。作为电气工程和信息技术结合所产生的学科,其同承担着电力行业信息管理构建、安全、辅助以及决策等新理论。在电力信息技术研究中,研究的主要方向为计算机数据、网络技术、信息技术等。在电力通信技术中,要保障电力系统在传递中有高度的安全性和稳定性,运用互联网,提升电力通信效率。以往,电力数据在传输过程中受客观因素影响,出现的明显差异主要为数据传输时间差异。但是,通过电力通信技术,以无线电、电磁系统等工具为主,可以保障传统的数据以及声音、图像甚至视频数据传输精准性、有效性且多样化性。电力通信系统的专业性越强,电力企业发展越好。在实时业务和非实时业务中,电力信息技术与电力通信技术的存在,使整个生产流程和管理方式更加科学、精准、有效。例如,在保障带宽灵活调度,在多级服务质量(Quality of Service,QoS)动态路由中可实现智能适配、跨网一体化调控、协同控制等。在重点建设中,主要针对5G 专网、5G 共网、5G 公网,优化关键应用,如增强移动宽带(enhanced Mobile Broadband,eMBB)实现高效率优化、大规模机器通信(massive Machine Type Communication,mMTC)实现大容量优化、超高可靠与低时延通信(ultra Reliable Low Latency Communications,URLLC)实现低延时优化[1]。
2 电力信息技术与电力通信技术融合需求
2.1 技术发展需求
电力信息技术与电力通信技术融合后,能够保障我国电力系统的各项指标趋于完善和成熟。对于电力信息技术和通信技术的研究,急需解决目前所出现的延迟性。融合优化电力信息技术与电力通信技术,保障电力通信系统稳定流畅,增强网络传输的质量。在电力信息技术与电力通信技术结合中,需要提高数据传输处理的精准性,提升计算机网络系统应用效率。同时,需要提高电力系统的稳定性、精准性,灵活调度软交换技术、接入网技术、核心网技术等,使其具有高强度的适应性。对接工作业务,实现操作控制。在技术融入中,对于电力信息技术和电力通信技术有极高的促进作用。在接入网技术的背景下,优化电力通信速度、电力信息准确度,保障核心网技术的融入和电力资源系统的优化配置[2]。
2.2 文化发展需求
在文化发展需求中,电力通信技术要随时代发展进步,调节自身的管理架构。将电力通信技术与信息技术融合后,在短时间内能够改善工作人员的工作方案、工作模式。在短时间内,大批量处理所需要用到的数据信息,不仅简化工作人员的实际操作流程,也保障了计算机网络传输的真实性和准确性,使工作人员数据传输和接收方面更加高效和可靠。电力通信技术与信息技术的融合,对文化发展和大数据更新均起了非常重要的引导作用。在网络通信环境的构建中,要保障满足电力系统的支持,打破以往在发展中出现的时间和空间限制。在信息共享背景下,每个电力用户的需求都有差异[3]。电力系统要借助电力信息技术和电力通信技术,保障用户满意度,实现电力企业综合效益提升,对传统的工作模式进行改善,为所有的用户提供针对性管理策略。
2.3 经济发展需求
随互联网技术的融合应用,电力企业要在现有基础上提高自身的供电能力和荷载力。电力行业要对已有的电力系统更新完善,使其既能符合时代发展需求,也可以缓解我国南北区域用电紧张问题。电力信息技术与电力通信技术的融合,可以提高电网传输能力和电力企业管理效率,降低我国对于电力系统的投入成本,满足电力通信工作要求[4]。
3 电力信息技术与电力通信技术融合平台
3.1 变电运维平台
电力信息技术与电力通信技术融合构建管理平台,能够更好解决以往电力企业在管理过程中出现的不足之处。例如,变电运维平台所涉及的用户数量极多,至高可达300 万户,日常的运行、维护工作能够降低其工作成本,提升工作效率,抢修突发故障,满足风险预防需求。变电运维平台通过多功能电力仪表、无线通信、边缘计算等技术,实现数据现场采集,并将数据打包,定期向云平台推送。为满足数据传输的时效性,推送时间定为30 min/次。平台可通过计算机对用户变电数据参数、环境数据、开关状态、电压功率、环境湿度以及门禁信息等进行计算。如果出现异常情况,在10 s 内可以通过短信发送警报短信,下发至管理人员绑定手机号码中。人员接收短信,并根据短信内容登录对应网站并进行相关操作。该网站可以进行日志记录,满足数据更新要求,提高运维效率。
3.2 能源管理平台
能源管理平台能够优化使用电力的政府建筑、工厂、学校以及医院等供电业务。这些领域通过互联网、局域网采集用电曲线,并传输至能源管理平台。该平台还可以管理光伏、风能、储能等新能源数据,按照区域用电设备、类型等进行划分,提供环比分析和用户数据追踪、对接。评估各时间段所用的数据报表,实现有效梳理,帮助企业制定对应的能源账单和绩效考核目标[5]。
3.3 环保监督平台
我国环境质量近年来有较大改善,这与电力系统的高速发展密不可分。电力系统的出现,使新能源汽车等环保项目开展更有效。建设的环保监督平台还可重点排查电力企业在生产过程中是否出现潜在的污染现象。例如,某些发电企业使用煤炭发电,要采集发电的煤耗量,实现关联分析并及时给出环保生产建议,实现电力生产全过程防控。在接线方案中可通过远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)上传至数据网关,再配合5G 网速,使各区域环保平台都可以进行查阅,避免出现地区限制,实现全流程监控。
3.4 智慧用电平台
打造的智慧用电平台,要分析近年来是否因电气管理不善,导致电力出现损耗或供电困难。智慧用电平台除了降低成本和提高用电效率,还可以规避出现火灾的概率。2022 年火灾报告中,因电气火灾产生的损失比例较高,占总火灾比例的45%。电力信息技术与电力通信技术融合,能够推广智慧用电体系,从源头上杜绝电气火灾的发生。对重点区域,如学校、养老所、医疗机构等重点区域实现管控。采集分析线缆温度、漏电电流、负荷电流等数据,能够得出精准的检测结果。如果出现数据波动量较大,如线缆温度过高、过载、欠压以及漏电等,就需要断电或通过App进行推送,将电气火灾发生的概率降至最低,系统可以显示所有监测点的电流情况。如果电流点出现明显的漏电现象或电缆温度升高等问题,还需要进行记录、核查、派单。在检修中,智慧用电平台提供检修数据;在检修完毕后,该平台还会生成检修报告,便于后续维护人员查阅。
4 电力信息技术与电力通信技术融合策略
4.1 技术方面
在技术层面,优化核心网络层、接入式技术、转软交换技术,能够提高电力企业的运行效率。例如,核心网络层融合通过网际互连协议(Internet Protocol,IP)技术和多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching,MPLS)技术,创建新型的网络核心体系,并提高网络的带宽性,降低其延迟,保障具有可拓展优势。在电力运行中,配电网系统自身的延伸性可以发挥核心网络层的优势。
接入式技术通过Internet 技术以及无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)技术,保障带宽媒介应用。在网络接入后,进一步实现电力信息与电力通信技术的融合。
而软交换技术则是一种双向融合技术,建立在多个通信系统连接的基础上,将软件和网络的发展演变为业务平台演变、控制平面演变、传输平面演变以及接入面演变等4 个流程,能够精准优化不同平面之间的数据传输,改善数据信息在不同介质之间相互传输所产生的复杂性。
变电站自动化技术在系统构建中,可以使用重合分段器和自动重合器完成对于变电站运行情况的监测。结合计算机技术、通信技术等完成系统级架构的融合。例如,通过全站控制、短信服务(Short Message Service,SMS)、电子商务作业平台(Electronic commerce Work Station,EWS)以及远程终端单元(Remote Terminal Unit,RTU)建立调度中心,实现运行数据的收集处理,掌握变电站实际运行设备情况。如果出现不可控故障采取针对处理,自动重合器与计算机技术的使用,将会完成对于电网的连接分析,实现双连接,打造环网结构。对于配电站的分段控制,结合故障诊断和配电网系统的运行方案,实现自动重合器的上下级连接,确保配电系统的合理运行。
4.2 制度方面
在制度层面,要建设统一的调度体系,满足规范化操作标准。在通信技术以及电力信息调度中,独立设计调度部门与机房,使企业信息体系具有自动传输、自动构建、自动分析的优势。对电力企业的子系统和虚拟化层次进行核算,利用云计算数据中心,实现移动终端以及固定终端的连接,可以有效避免电力数据在传输过程中出现的异常传输问题,满足信息融合的可行性。在电力通信技术与电力信息调控中,为了满足信息的高利率,要实现电力信息监控和效果反馈。通过规范化的操作机制,满足电力通信系统以及信息技术的监管,完善技术需求。同时,规范员工的操作模式、行为,严格按照规章制度进行考核,执行对应的管理措施[6]。
4.3 人员方面
在人员管理中,要培训员工的工作技能,提高其职工的综合信息素养。随着整体信息技术的不断改进,电力企业的职工操作能力和综合职业素养将会得到进一步的优化,满足实际生产中的需求。电力企业要做好充分准备,以操作技能和综合职业素养为基准对职工进行培训考核,满足管理层的管理需求,从而使融合后的电力信息技术和电力通信技术能够在企业生产、活动中被妥善应用。解决员工对信息技术不熟或信息技术掌握不恰当等问题,使市场经济发展更稳定。
4.4 系统方面
在系统发展中,要优化电网的运行方式,制定定期检测计划。虽然电力信息技术与电力通信技术融合能够降低事故发生概率,满足企业电网的发展需求,但是任何风险事故都不可完全避免,要将不可控风险发生概率降至最低。因此,通过科学、合理、规范的方式,将风险因素解决在萌芽中,将风险造成的损失降至最低。优化电网运行的体系要,精益制定检修计划,减少出现的冗余操作。例如,优化电网运行方式,能够满足电网运行的可靠性,可着重设计安排网架薄弱环节,提高电网运行的可持续性。避免电网在运行过程中出现的意外停电风险,降低工作人员的工作量,减少事故发生的概率。对于电力资源共享,要满足电力信息和电力通信技术的融合需求。通过电力信息资源共享平台,为电力企业提供精准的信息数据,使电力各部门能够及时查阅电力资源,监控不安全运行情况。一旦出现异常现象,就可以向工作人员发送警报,以便工作人员进行维护调整。这种模式强调省级管理单位设置网络运行中心,并作为重大事件集中处理单位,向下辐射市级、县级等管理单位。市级、县级则进一步划分,内部组成主要包括移动网监视、固化网、数据网监视以及国际业务网监视等管理部门,从而构成不同层级的主动监控、故障处理和技术支持等形式。对创新电力信息通信的调控融合策略而言,电力系统不应摒弃原有的基础架构,应在已有系统体系的基础上推陈出新,解决原有管理模式下巨量数据处理缓慢和分散化管理能力不足等问题。现阶段,电力系统可以借助信息化和智能化技术的优势,打造全新的控制体系和系统架构,提高地区之间的交流和融合能力,全面突破信息调控技术的局限。
4.5 OTN 与SDN 技术的融合
光传送网(Optical Transport Network,OTN)技术以波分复用技术为基础,在光层组织网络的传送网,是下一代的骨干传送网。该技术建立在现有的同步光纤网/同步数字系列(Synchronous Optical Network/Synchronous Digital Hierarchy,SONET/SDH)管理功能的基础之上,引入了同步数字系列(Synchronous Digital Hierarchy,SDH)超强的操作、维护、指配和管理能力,弥补了SDH 的不足,完全向后兼容,不仅让通信协议完全透明,也为WDM 提供了端到端的连接和组网能力。软件定义网络(Software Defined Network,SDN)技术是一种网络虚拟化的实现方式,其核心技术OpenFlow,通过相应设备的控制面与数据面分离,实现流量的灵活控制,让网络作为“管道”变得更加智能化,无须依赖底层网络设备。OTN 与SDN 技术是电力信息与电力通信技术融合过程中必然会使用的先进技术,不同的技术为电力信息与电力通信技术的融合奠定了良好的技术支持。
5 结 论
通信技术与电力信息技术的融合,能够保障电网的运行效率,改善传统电力企业管理的不足,使管理架构能够达到技术更新、人员优化的需求,实现高效率成长。电力信息技术与电力通信技术融合后,满足我国社会生产运行效率,为各部门创造高效、稳定的用电环境。我国的电网系统构成极为复杂,通过电力信息技术与电力通信技术融合,有效提高电网的数据传输和处理功能。