智能电网通信工程关键性技术

来源：职称阁分类：电子论文时间：2020-09-27 09:50热度：

　　随着智能化技术的发展，智能电网已成为未来电力领域的重要发展方向，而通信技术在智能电网中也正发挥出越来越重要的作用，国内外许多国家都致力于探索和研究智能电网通信工程中的关键技术，以便为智能电网通信工程的发展进行更好地指导与规划。鉴于此，论文探讨了智能电网中通信工程的重要性，分析了当前我国智能电网通信工程的建设现状，在此基础上对智能电网通信工程中的关键性技术开展深入的研究。

智能电网通信工程关键性技术

　　关键词：智能电网；通信工程；虚拟化；物联网

　　一、通信工程在智能电网中的重要性

　　在智能电网中，通信工程在其中发挥着至关重要的作用，而通信技术更是一种基础性的支撑技术，许多发达国家在对智能电网进行建设过程中都高度重视通信工程网络架构的研究。由此可见，在对智能电网中的关键技术进行研究时，需要将通信工程中的关键性技术作为重点研究对象。

　　二、智能电网通信工程的平台建设现状

　　现阶段，我国在建设省级电网过程中，大多是采用光缆来架构通信工程，以此打造相应的信息传输平台，同时将分组交换机制引入其中，以此实现业务IP化，进而使业务能够更加灵活的应用，同时也有助于对信息在不同系统间进行高效地共享[1]。对于通信业务而言，其包括管理业务与生产业务两种，针对具体业务的属性及其重要性，还可按照分区的方式来划分生产业务，比如调度电话、安稳系统、线路保护等均可划分到一区业务中，也就是有着对通信资源有极高要求，并具备最高重要性的业务。而电能质量监测系统、计量系统等则可列为不需要较大带宽，实时性要求不高的业务。在智能电网通信工程建设中，需要将传统生产业务与管理业务作为集中建设内容，旨在于对安全可靠、全方位覆盖及调整宽带的智能电网通信工程网络体系进行建设，而通信工程中的通信路线则主要是采用光纤通信，并对传输带宽进行充足的预留，以便于对通信工程进行后期的扩展，使通信工程中的各个主要节点具有更强的冗余性，进而使信息传输变得更加可靠。同时，还将以同步数字体系为核心的多业务传送平台以及IP进行逐步引入，以使业务能够更为可靠的接入，在通信工程中的末端接入试点中则应用了无线技术，以实现覆盖范围的进一步扩大。

　　三、智能电网通信工程中的关键性技术研究

　　（一）虚拟化技术

　　在智能电网通信工程中，虚拟化技术是其关键性技术之一，虚拟化技术是指在同一公共物理网络中对若干个虚拟网络进行抽象、分配与隔离，从而确保网络资源能够在这些虚拟网络中进行有效地共享与并存，并且不会受到彼此之间的影响，进而使智能电网能够按照优先级来对管理业务及电力生产业务进行科学的调度，同时也能起到安全隔离的作用[2]。目前，我国在智能电网通信工程中所应用的虚拟化技术主要包括两种技术类型：一种是虚拟局域网；另一种是虚拟专用网络。其中虚拟局域网的英文简称为VLAN，而虚拟专用网络的英文简称则为VPN，对于VLAN而言，其是在数据链路层上工作的，而VPN则是在网络层及以上工作的，这两种技术均能够使物理网络具备隔离VPN，也就是使其具备网络虚拟化特征。现阶段，VLAN与VPN的技术已愈发成熟化，并已在智能网络通信工程信息化平台中得到了有效应用，其中，对于变电站中的通信工程网络以及企业内部网络大多是应用的VLAN，而企业和外界网络进行隔离时则大多是应用的VPN。相比于网络虚拟化而言，VLAN与VPN这两种技术均具有其局限性，无法对物理层实施虚拟化，因此网络资源也无法得到真正的隔离，而这会对整体网络的运行性能及其扩展性产生一定影响。所以，目前我国还需要在智能电网虚拟化网络方面进行更加深入的研究。智能电网通信工程虚拟化网络实际上是物理网络上若干虚拟节点通过相应的虚拟链路来进行重叠。对于虚拟化技术而言，其是通过分割或隔离的方式将路由、传输节点、交换节点和链路资源，例如内存、时隙、端口、CPU、波长、存储空间等进行若干切片的划分，以便于网络调度中心能够结合实际需求来对各类业务进行对应数量切片的分配。各个切片均具有相应的优先级，而且包含有对应的通信资源，这使得网络调度中心能够灵活的设置切片，并根据业务发起者的需求，通过进行全局性的考虑来分配切片[3]。如果某个切片中的通信资源存在问题或故障，比如光缆故障、路由器崩溃等，此时网络调度中心会以冗余资源为依据来对新的切片进行快速分配，以确保业务正常使用。在智能电网通信工程的虚拟化网络中，不仅有着更细的资源虚拟化粒度、更低的虚拟化层次，而且还使得虚拟化技术的延伸范围进一步深入到接入网中。而传感器网络则是智能电网通信工程中的重要组成部分，相应的传感设备的数量也将得到极大增长，在虚拟化技术研究中，需要更加深入的研究如何将数据通道灵活、可靠的分配给各个传感设备。网络虚拟化试图在相同集中环境中对不同异构网络技术进行应用与兼容，同时对这些技术之间的差异也更为关注。

　　（二）物联网技术

　　在智能电网中，其会因用户互动特性的不同而生成丰富的应用，例如分布式电源、智能家居等，通过这些应用的生成，并结合智能化监控业务，可使具有不同功能的传感器以及智能终端在智能电网的各个区域中得到广泛分布，并利用通信工程网络来实施数据传输与处理。所以，在智能电网通信工程中涉及许多不同种类、分布广泛和数量众多的网络终端接入技术[4]。目前我国正通过试点的方式来研究各类有线与无线组网模式，在配网自动化工程中已经对光纤与无线组网相结合的工作模式进行了广泛应用，这使得人们将目光聚焦到物联网技术上。物联网技术已经在输电线路状态监测、配电及变电自动化工程中进行了试点应用。在智能电网中，其未来发展过程中将使得智能传感器遍布于智能输变电、智能发电以及智能配用电等不同领域，而智能传感器所采集的数据则可依据管理业务与电力生产业务的不同而划分成运动监控数据、用户互动数据、电网保护数据、安全作业数据以及资产管理数据五种。在智能电网发展中，物联网的应用研究重点将集中在数据融合、汇聚及传输以及智能传感器等技术，其中对智能传感器技术的研究将集中在以下两个方向：其一是传感器需要低功耗、微型化且配备有标准化数字接口；其二是通过传感器来进行无线充电。数据汇聚、传输及融合则需对通信工程组网的经济性、健壮性以及数据源点的随机性退出、加入问题等进行重点考虑。

　　（三）安全防护技术

　　智能电网通信工程是为了对全网状态信息进行深度采集，并使信息能够在一二次设备之间进行高度共享，以便于实现智能化处理与决策，使电网运行过程中可能出现的问题得到有效解决。智能电网的智能化特点需要利用信息来进行保证的，如果信息流未串连起来，便难以构建出相应的智能电网。智能电网中的信息安全也是非常重要的，其对智能电网的可靠运行有着巨大影响。现阶段，电网企业在智能电网通信工程建设中已经对很多安全域进行了划分，并对相应的安全防线进行了设置，如线向加密、横向隔离以及内外网防护等，除此之外，还对广域保护通信安全传输、配网信息安全、安全防护系统开发以及公网无线通信安全等进行了一系列的研究。依据智能电网在运营过程中所具有的特点，在安全需求上应包含通信预警管理与控制、数据通信安全两个组成部分，其中数据的通信安全包含数据安全、入网安全、设备安全以及传输安全，其与应用控制层、设备防护层、数据加密层以及网络准入层进行分对应，并应用了认证技术、加密技术、数字签名等一系列的安全技术。而通信预警管理与控制则能够对各个通信设备的运行状态进行实时性监测，一旦设备或数据出现异常便可进行第一时间的报警，而且通过设备倒换、重新分配虚拟子网等措施的应用来确保通信稳定。

　　四、结语

　　总而言之，在智能电网通信工程中，虚拟化技术、安全防护技术以及物联网技术都是其关键性技术，这些技术均是以不同角度与层面来灵活调度工程中的通信资源。本文对智能电网通信工程中的关键技术开展了深入研究，尤其是虚拟化技术，已经成为智能电网通信工程发展中的前沿性研究课题，而且物联网技术以及安全防护技术均已在智能电网通信工程中进行了相应的研究与应用，这些都为我国智能电网通信工程的发展提供了许多启发与参考。

　　参考文献

　　[1]李霞林,郭力,王成山,等.直流微电网关键技术研究综述[J].中国电机工程学报,2016,36(01):2-17.

　　[2]刘广一,朱文东,陈金祥,等.智能电网大数据的特点、应用场景与分析平台[J].南方电网技术,2016,10(05):102-110.

　　[3]周雨宸.智能电网的关键技术及发展综述[J].通讯世界,2019,26(01):161-162.

　　[4]聂进.智能电网与智慧城市业务互动研究[J].中国新技术新产品,2019(05):125-126.

　　作者：罗布扎西

文章名称：智能电网通信工程关键性技术

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