初探云南智能电网通信系统发展

【摘 要】本文从云南电力通信发展智能电网的基础条件及其重要意义出发，结合云南电网的现状从发展方向和建设思路两个方面阐述了作者在云南建设智能电网通信系统的初步构想，最后针对云南智能电网通信系统的建设提出几点建议。

【关键词】智能电网；云南电力；通信系统；初步构思

0.引言

云南的石龙坝水电站是中国第一座水电站，他见证了中国电力的发展历程。近年来，随着我国社会经济高速发展，电力在经济社会发发展中扮演越来越重要的角色。最早，美国电力科学研究院（EPRI）于2001年提出了“Intelligrid”，也就是所谓的智能电网概念，随后，其还就《智能电网研究框架》展开进一步的研究。欧洲在“智能电网欧洲技术论坛”上提出了智能电网（smart grids）概念。虽然，智能电网概念在我国提出较晚，但是在智能电网领域的研究早已经开始。我国智能电网概念“数字电力系统（Digital Power Systems，DPS）”是清华大学卢强院士于1999年首次提出的；2007年10月，华东电网规划了智能电网2008年—2030年的“三步骤”战略；2012年12月，南方电网有限公司《南方电网发展智能电网的战略与规划研究》，确定了“需求引导，整体规划，有序推进，重点突破”的建设原则。

1.智能电网的概念

1.1智能电网的定义

各方对智能电网的理解都不尽相同，比如美国将智能电网称为“Intelligrid”，欧洲将其称为“Smart Grids”，而我国则将智能电网称为“数字电力系统（Digital Power Systems，DPS）。虽然各方对智能电网的叫法不同，但是在智能电网概念上理解是大同小异的，这里引用清华大学孙云章教授的智能电网演讲稿，做出如下定义：所谓智能电网，就是以物理电网为基础（中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架，各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础），将先进的传感器测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术以及控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。

1.2智能电网的特点

智能电网应该具备以下几个方面的特性：

（1）安全、可靠性。在发生故障后极短的时间内，智能电网能够对故障做出应对，防止故障大面积的扩大，影响整个电网的运行稳定性。在提高供电可靠率上，智能电网发挥重要角色，有效的避免发生大面积的连锁故障，极大的提高供电的可靠性，减少用户停电。

（2）电网管理的精益化。电力系统是一个技术密集型、资金密集型的企业，电力企业的电力设备繁多，价格昂贵，智能电网能够有效的进行设备的状态管理。通信网络系统是智能电网的重要组成部分，其能够实现电网数据管理、信息运行维护综合监管、电网空间信息服务、生产和调度应用集成等多项功能，进而实现电网的精益化管理。

（3）互动性。用户的感受是智能电网提高电网服务水平的重要指标，智能电网将建设智能用电互动平台，完善用户需求侧管理，提供更多高品质，人性化的电力服务。由于智能电网强大的电网结构和智能的通信网络，电动汽车等一系列新科技将得到广泛的推广应用。

（4）节约性。我国虽有丰富的水利资源和煤炭资源，但分布不合理，内陆地区（如云南、山西）资源丰富但用电量少，沿海地区资源较少但用电量大，发电侧与需求侧的不平衡也造成了大量的资源浪费。再次，储能设备、太阳能板等小型发电设备广泛分布于用户侧，用户侧发电会缓解部分用电需求。智能电网的建设，将提供远距离输电，资源的优化配置，以达到削峰填谷，电价智能调节等功效。

2.云南建设智能电网通信的基础条件

南方电网公司以“提高电力系统安全稳定运行水平，提高系统和资产利用效率，提高对用户供电的服务水平，提高对各类电源特别是可再生能源灵活接入的适应能力，促进资源节约型、环境友好型社会的建设”为目标进行智能电网研究和建设。云南电网按照南方电网建设智能电网的思路积极的展开研究和建设，先后已建成大风坝风电场、者磨山风电场、马鞍山风电场、罗平山风电场等，同时也对云南智能电网的发展做了很多工作。

首先，云南电网的信息化水平已初步达到建设智能电网的要求。通信发展是智能电网的基础，截至2012年12月，云南电网电力通信网光缆总长21596公里，通信设备共计6256套。光纤通信主网已成环。省、地调度机构、220kV及以上变电站的光缆覆盖率已达100%；110kV站和中调直调电厂光缆覆盖率较高，分别为86.21%和98%，而35kV站、营业所和地调直调电厂光缆覆盖率偏低，分别为25.16%、6.97%和53.21%。透过以上数据可以看出，经过“十一五”期间的大力发展，云南电网通信基础设施已成规模，为智能电网的发展奠定了坚实的基础。

其次，云南电网近几年陆续启动了多个项目支持智能电网建设。2010年初，云南电网启动云南电网综合业务网建设项目，该项目涉及云南16个地州，覆盖每一个地州供电局，设计公司总部、科技园到地区局的传输速率按40×10G考虑，将来可平滑过渡到80X10G。网络速率为地州万兆上联至省公司，千兆到桌面。通过此项目的实施极大的提高了云南电力通信网的传输能力。在云南电网“十二五”规划中，还将建设一张覆盖全省的传输光网络，为智能电网的建设提供骨干通信网络支持。这一系列的项目，都为云南建设智能电网提供了基础性设施。

3.云南建设智能电网通信建设的意义

云南水利资源丰富，有怒江、金沙江、澜沧江流经，而且各江河的支流水系分布广泛，云南的水电开发潜能是巨大的。目前，云南在满足本省经济发展和人民生活用电外，建立了多条输电通道，将多余的电量输送到东部沿海地区。智能电网在云南的建设，可以高效合理的利用云南水资源，加固电网的可靠性，为全国人民提供更好的高品质用电服务。

智能电网要求具备高速、智能互动的通信系统，只有这样的通信系统才能显现出智能电网的优势。智能电网的数据获取、保存和控制都需要强有力的通信系统做支撑。因此智能通信系统是迈向智能电网的第一步。

4.云南智能电网通信建设的几点思路

借鉴发达国家智能电网建设的经验，结合云南的实际情况，通信是智能电网发展的基础，必须要先于电网建设的步伐，提前谋划，提前准备，提前实施。云南省发展智能电网需要通信分为三个阶段建设。

第一阶段：打基础。

一方面，大容量的传输通道是智能电网建设的必要条件，是智能电网建设的基础。目前，云南光缆覆盖率虽然覆盖率较高，局部等级已经实现全覆盖，但还需解决2个问题。一是实现光缆的全覆盖，智能电网要求根据客户需求智能的调度电量和电价，这就需要光缆不仅覆盖所有不同等级的变电站，还需要覆盖每一个台变。二是提高光缆覆盖的质量。目前云南电力光缆还存在路径不合理，纤芯资源紧张，成环率较低的问题。从而导致通信通道自愈能力较低，无法实现智能调度，用户与电网之间便捷的互动。针对以上问题，云南需开展以下技术的研究：光缆实时监测分析技术，支撑坚强智能电网的电力光缆线路预警及主动防御技术，电力光缆线路故障远程专家协同诊断技术。

另一方面，智能电网的特点决定了：一是通信网络系统必须建设成具有强大自愈和自适应功能，可以通过远程设备在线监视和系统信息分析，实时掌握通信网络运行情况，及时发现、预测、诊断和处置系统故障和隐患，快速应对突发风险，保证通信网络系统的坚强与可靠；二是通信网络系统资源优化配置，实现全网的资源优化配置，将空闲的资源及时有效的运用到需要通信资源的地方，提高资源的利用效率，保证通信网络系统可靠、灵活的运行。三是电力通信要积极探索大容量、大颗粒光传输网的建设，满足智能电网对大量信息传送的需求。

第二阶段：求发展。

首先，智能电网的通信网络系统的拓扑应该建设成三层的网络，即地州之间需建设大容量、大颗粒传输的骨干层；地州中心局要建设汇聚各县区信息业务的汇聚层；各县局要建设灵活的接入层。在第一阶段骨干层已经建立起来，在第二阶段需要建立汇聚层和接入层。统一的标准有利于繁多的接入点按照统一的要求进行接入，有利于设备与设备之间通信，提高通信网络的兼容性。

其次，网络建设好以后，还需要确立一套适用于所有接入点可用的应用模式。一是目前在用的农网设备陈旧，要进行必要的改造后接入智能通信网络系统。智能通信网络需要实现多种通信方式统一接入、统一接口规范和统一管理。支持以太网、RS232/RS485/RS422等接口，并能提供标准网管接口，支持本地网管和远程网管。二是通信网络尚不能支撑用电采集系统和营销信息系统等营销核心业务运行，面向用户侧的通信网络资源不足。必须提高通信网接入能力的综合适用性（包括通用性、适应性、便捷性、经济性等），为各类接入技术系统提供通用的建设模式和分工界面，便于各类业务应用系统能够根据实际情况选择经济、适用、便捷的技术和方式实现接入需求。

第三阶段：争一流。

通过前面两个阶段的实施，云南省的智能电网通信网络系统已基本成型，第三阶段需要把相关的研究成果推广应用，将目前电力通信网络系统平滑的过渡为智能电网通信网络系统，力争打造国内先进，世界一流的智能电网。

5.对云南智能电网建设通信方面的几点建议

为了更好，更快的建设智能电网通信网络系统，结合前面本文探讨的情况，下面提出几点云南建设智能电网通信系统的建议：

（1）加快顶层设计，对云南智能电网通信网络系统建设做统一的战略规划研究，加快部署实施智能电网通信网络系统的发展战略，抓紧组织科研究机构对相关问题进行专题的研究开发。

（2）智能电网通信系统接入层的建设工作较为琐碎，可以先对智能电网通信系统的骨干层和汇聚层进行研究，对于成熟的技术尽快的开展项目运作。

（3）云南省全省实现智能电网通信网络系统建设的难度较大，可以先选择几个通信网络基础较好，智能电网前期建设准备较充分的地州开展试点工作，对新技术新成果先试先用。

（4）智能电网通信网络系统在世界范围内还没有较为成熟的案例，云南所有的智能电网网络系统的研究开发需要不同程度的创新，云南智能电网建设组织者需要统筹兼顾，建设内容既要符合客观逻辑，又要适度的超前，在探索的道路上与他省他国多对标学习，防止智能电网通信网络系统发展过程中出现大的偏差。

6.结束语

云南建设智能电网通信网络系统的思路要清晰，全省组织者要统筹兼顾，自上而下的规划设计，对于有基础的地州供电企业要发挥本地区的通信基础优势，超前进行研究和尝试，全员动员，结合云南实际情况，学习国内外先进建设经验，力争走出一条适合云南的智能电网通信网络系统建设道路，提高电网运行的安全性、可靠性，使智能电网的高效化、多元化和人性化服务于广大人民。 [科]

【参考文献】

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