智能电网时代电力信息通信技术的应用①

智能电网时代电力信息通信技术的应用①

随着我国社会主义市场经济的飞速发展，我国各行各业都得了极大的提升，电力行业也不例外。电力系统是国家能源稳定发展的命脉，而电力通信网络则是支撑电力系统的重要技术。在目前我国电力系统在随着我国经济的快速发展而规模不断扩大的同时，也不断有先进技术应用其中来提升其自动化和智能化水平，满足人们日益增长的电能需求量和质量要求。

标签：智能电网;电力信息通信技术;应用

引言

电力系统运行中，涉及的环节众多，如发电、送电、配电、用电等，电力通信贯穿整个过程，无论是输电自动化控制还是电力的商业化运营，都需要借助电力信息通信技术实现。在电力系统中，电力信息通信技术发挥着至关重要的作用，其本身也是实现电力系统自动化和智能化运行、远程操控的核心手段之一，需要得到足够的重视。随着网络通信技术向电力系统延伸，国家电网有限公司正大力開展智能电网和能源互联网的建设，大量的智能终端接入需要更加安全的通信网络。

1电力信息通信技术

新的发展环境下，电力通信技术飞速发展，不再单纯的局限于光纤通信和电力智能设施，还包含了网络通信、无线通信等，而且相关技术得到了优化和完善，在面对不同的情况时，可以发挥出不同作用，推动电力信息传输方式的多样化，更好的满足电力系统的运营需求。

2智能电网时代电力信息通信技术的应用

2.1智能电网的关键技术

首先是网络拓扑。正如前文所述，目前所建设和应用的智能电网具有灵活的结构以及较强的抗干扰能力，能够保证电力供应的稳定性。尤其是在目前我国的电网规模在不断扩大以及电力输送距离在不断增加的形势下，需要结合当下昀为先进的技术来优化智能电网，实现对电力资源的优化配置。为此就需要应用灵活的网络拓扑模式来进行智能电网建设，满足对其运行中输电速度和输电距离的要求。其次是智能计量体系和智能需求侧的管理。为了保障智能电网运行中可以通过针对性的电力服务来为用户提供多样化的服务，满足其电力使用需求，就需要做好电网建设过程中的数据信息管理和分析工作。而针对其中比较重要的智能电表通信系统来说，可以及时结合用户需求做出反应，这就需要做好对智能计量体系的使用和管理工作，满足电力用户的需求，为用户提供更加优质的电能服务，实现对电能需求侧的智能管理。

2.2基于光纤模式的量子密钥分发技术

1）点对点组网方案。通过在2个业务站点分别部署量子用户站，构建点对点量子密钥分发网络，实现基于量子密钥的业务端到端加解密。该方案采用波分复用设备用1根光纤构建电力业务信道、量子信道和经典信道。点对点组网条件下，量子密钥分发的实现步骤包括：①量子密钥生成与管理终端A（QKDM-A）在量子信道中发射光量子信号，通过波分复用设备传输至量子密钥生成与管理终端B（QKDM-B），通过硬件模块检测光量子态;②QKDM-B与QKDM-A的光量子态比对信号通过协商通道传送（仅比对信号，非密钥数据），通过协商得出量子密钥，并存储于各自的密钥存储模块;③通过密钥管理软件协商，QKDM-A 和QKDMB分别将匹配的对称密钥分发至对应的量子VPN网关;④量子VPN 获取密钥后，使用量子密钥建立IPsecVPN隧道，为业务传输提供端到端安全保障。2）点对多点组网方案。为保证单点与多点均能生成量子密钥，点对多点组网方案相对于点对点组网方案，增加了与多个密钥生成设备之间的密钥生成策略与光路切换功能。量子密钥分发设备、量子密钥管理机、量子VPN网关作用与点对点拓扑一致，光量子交换机采用时分复用技术实现点到多点组网。3）可信中继组网方案。当业务站点距离很远时，可采用中继组网方案：主站QKD-B与可信中继站的QKD-A进行量子密钥协商，生成量子密钥k1;可信中继站的QKD-B与子站的QKD-A进行量子密钥协商，生成量子密钥k2;在可信中继节点内部，可信中继站的量子密钥k1作为业务数据采用k2加密，至子站后，采用k2解密得到k1，实现了主站和子站的量子密钥k1的安全分发。

2.3基于SDN技术的电力通信接入系统网络切片虚拟资源分配

电力通信技术的发展，使电力通信接入系统中承载的资源负荷越来越多。需要构建电力通信接入系统的资源优化分配模型，采用自适应的资源调度和检索方法进行电力通信接入系统的资源分配，提高电力通信接入系统的输出可靠性和稳定性。相关的电力通信接入系统的资源分配方法研究受到人们的极大关注。对电力通信接入系统网络切片虚拟资源分配研究是建立在对资源信息的优化采样和自适应调度基础上的。研究电力通信接入系统网络切片虚拟资源分配方法，在提高电力通信接入系统的输出稳定性和保真性方面具有重要意义。采用商业化模式将频谱资源作为收益载体，并对不同切片网络进行差异化定价。同时将计算资源和回程链路作为开销，还考虑了切片网络对计算资源和频谱资源的差异性需求，昀后以昀大化网络收益建立效用模型。并通过拉格朗日对偶分解设计了分布式迭代算法对效用模型进行求解，该算法使得网络资源获得了收益，但特征分辨能力不强。基于性能感知的网络切片部署方法。在网络切片实例部署时，采用先虚拟节点映射再虚拟链路映射的两阶段部署方式。在虚拟节点部署阶段，首先从资源供需的角度定义了VNF的性能影响因子;然后求出网络切片实例中所有VNF在可部署的物理服务器上的性能影响因子总和，在虚拟链路部署阶段，采用昀短路径算法求出链路映射结果。该方法有效降低了其他网络切片实例对自身的服务性能影响，但虚拟资源分配的自适应性较差。基于SDN技术的电力通信接入系统网络切片虚拟资源分配算法。首先采用异构有向图分析方法进行电力通信接入系统网络切片虚拟资源存储结构设计，采用语义相关性融合的方法进行电力通信接入系统网络切片虚拟资源特征提取和模糊聚类处理，然后采用SDN技术实现电

力通信接入系统网络切片虚拟资源的自适应分配和优化调度，根据电力通信接入系统网络切片虚拟资源的网格分区聚类和属性分类结果实现资源优化分配。

2.4IED动态信息模型

目前变电站应用较为典型的为基于SCL的静态模型，其主要原理是通过SCL文件对IED模型进行自描述，从而建立相应的信息模型，但该方法存在设备繁多，解析内容复杂、耗时等问题，无法满足信息的实时更新。为了解决基于SCL的静态模型的不足，该文采用基于ACSI的动态信息建模。基于ACSI的动态信息建模主要是通过调用ACSI服务来获取IED模型信息，并在此基础上重新组建完整的信息模型。这些ACSI服务主要包括读目录或读定义服务，上述服务在IEC61850规约中有详细规定，并且主要与服务器、逻辑设备、逻辑节点以及数据模型配套。根据上述ACSI服务建立的模型信息可利用动态类型创建功能反映出设备的变化情况，并创建IED信息变化后的信息模型，从而实现对信息模型的动态管控。基于ACSI的动态信息建模过程所需服务较少、时延小、通信资源占用低，因而更能满足泛在电力物联网对信息模型实时更新的要求。

结语

总之，智能电网时代，电力信息通信技术在电力系统中发挥着不可替代的作用，能够促进电网系统运行效率的提高，为电网未来建设奠定良好基础。

参考文献

[1]卫彩玲，赵燃.智能电网时代电力信息通信技术的运用路径[J].决策探索（中），2019（10）：72-73.

[2]田波.智能电网时代电力信息通信技术的应用和研究[J].数字通信世界，2019（10）：192-193.