智能电网信息系统体系与关键技术分析

智能电网信息系统体系与关键技术分析
一、智能电网简述
伴随着市场的需求不断加深、信息技术与通信技术的不断发展，尤其是互联网技术与应用的不断普及，对电力的需求与供给也提出了更快更有效率更能反映市场价值的要求。

智能电网的出现，利用高效的信息技术与通信技术，综合展现、处理、分析与管理各位生产与运营数据，将不同时间不同地点不同类型的情况汇聚到一起。

智能电网综合了最新发展的通信与信息技术，在智能生产系统、智能管理系统、智能保护系统、智能通信系统等多个信息系统的支撑下完成电力生产活动，并能够形成一个统一的数据资源池，将电能生产、传输、供电、销售等各个环节的信息融合在一起，也就将电能的供给与消费全过程呈现出来。

在当今互联网时代下，智能电网也是在利用互联网+技术与模式，为电网生产与运营实现更加智能化与高效化打下了坚实的基础。

智能电网的出现与发展是信息与通信技术在电网生产运营方面的一个集中而深度的体现，智能电网利用不断发展的信息技术，将所有不同环节不同时间不同性质的电能生产与经营环节通过数据化的方式呈现出来，能够让经营者进行集中分析与处理，更准确、更高效、更科学合理的安排电网的生产与经营活动。

在英美等发达国家，智能电网已经在一些地方开始推行并发展起来，从企业到用户，都能更精准的通过数据来了解电网的运行情况与用电信息，推动企业合理有效的
使用资源来获得更好的效益。

信息系统是支撑智能电网的重要内容。

一方面，信息系统是各类监控采集数据的汇总点，也是分析处理的重要手段，能够合理有效的反映生产运行情况，并且辅助支持相关人员做好处理工作;另一方面，信息系统之间相互关联，将原有较难同步的信息实现快速有效的合理关联，将生产与经营的各个环节融合成一个整体，实现平台化、数据化、智能化。

互联网+的提出，对智能电网发展提出了新的变革。

在互联网时代下，传统方式对电能供给与需求的处理越来越力不从心。

结合各类信息系统，才能更有效的分享信息、处理数据、监控问题、调度资源从而获取更好的效益。

这些突出的特点，使得互联网+条件下的智能电网能够满足更好的企业生产与经营需求，更庞大的信息存储体系和更多样的业务发展要求，互联网时代下，给用户提供更全面、更优质、更快捷的优质服务。

1)提供更全面更准确的信息：由于有了各类信息系统提供的各项保障，一个统一有效的数据资源池成为了可能，大量的数据作为信息可以提供以作生产与经营分析所需。

2)提供更快速更高效的处理过程：信息数据的普及以及数据处理技术本身的高效率，使得生产运行方式和营销管理能够得到更快更准确的响应，确保用户能够更高效的获得结果。

3)提供更多样化的服务：有了IT 技术的高效支持，不仅能够通过传统的电话与上门服务，还能够通过网厅、微信、APP 等多种渠道多种支付方式为客户提供服务。

4)提供更全面的服务使用体验：互联网+下的发展，使得一些原本必须由宽带、光纤等固网接入享受的服务在移动终端上成为可能，为现场作业人员提供了更高效的移动终端接入与查询，便于在外场的工作。

二、智能电网下的信息系统体系
智能电网的发展，既依赖于信息系统的支撑，也推动了信息系统的建设。

电网企业对信息系统的传统分类，一般是分为生产、管理两个大区来进行。

在智能电网的发展下，信息系统从发电、输电、配电、电力保护、市场营销、通讯保障、企业管理等各方面进行了支撑与发展，同时，信息系统彼此之间的鸿沟不再明显，数据之间的交互、系统相互之间的影响也越来越大。

智能生产系统：生产系统，在美国等地也称为基础设施系统(Infrastructure System)，主要是面向发电、输电、配电、配电和售电的以支撑电网企业主要生产经营活动的信息系统，体现了电能从生产到消费的全过程。

利用传感器、无线数据采集器等终端感应与采集装置，实现对主网、配网各个环节的设备以及节点全方位系统化的监控与数据采集，全景式的展现电能从生产到传输的过程;同时，在供电与售电侧，结合智能电表、计量计费系统，能够实现对供电可靠性、售电量与售电信息的全过程数据化管理。

智能管理系统：主要面向企业内部，实现对人力资源、财务、物资采购、资产设备等的管理，利用管理信息系统(MIS)，实现资产设备的账、卡、物一致，结合生产系统反馈的需求，建立物资采购的电子化，并且能够将人、财等结合在一起，实现对企业内部资源统一调配管理，
支撑电网生产运行与企业经营。

智能保护系统：电网企业与其他一般工业企业不同之处，在于对电力设施以及供电可靠性有着很高的要求，这就使得在一次系统上还要有很强大的二次系统。

智能电网的领域，也将这类系统归为保护系统，利用数据监测、人工智能(Artificial Intelligence)以及机器学习(Machine Learning)等技术，实现继保、潮流分析等的自动化，实现对运行方式数据化从而更加精准有效的进行管理，实现对电网的可靠运行进行精细的量化。

智能通信系统：智能信息系统不能成为一个孤岛，大量的数据与信息传输、交互和同步都需要有强大的通信系统进行支撑，通过4G(LTE、MIMO、OFDM)等技术，结合电网无线专用网的建设，通过WDM 等光纤技术，进一步的实现对海量数据的传输与共享。

同时在传统网络的基础上，结合软件自定义网络(Software Defined Network)和网络互联互通技术(BGP 等)，实现对数据平面与控制平面的分离管理，加强了通信本身的智能化。

以上所述是智能电网信息系统的主要分类，他们既作为一个方面的支撑，又相互关联。

智能电网正是由各类的信息系统相结合来支撑实现智能化的。

三、智能电网中的关键信息技术分析
我们可以看到，智能电网的发展有赖于信息系统的支撑，信息系统的建设与发展又由不同的技术在推动，一系列关键新技术的应用也推动了智能电网的发展。

云计算与虚拟化：近些年云计算的发展使得IT 系统的应用更加灵活与快捷，也提高了IT 资源的利用率。

云计算的核心是虚拟化，一般分为计算虚拟化(包括x86virtualization)、存储虚拟化和网络虚拟化。

利用计算虚拟化，很好的提到了对单一服务器的资源使用，使得系统部署更加灵活，访问更加便捷，管理更加直观有效;利用存储虚拟化，不仅能够做到系统有效备份，还有动态优化备份结构与策略(包括逻辑机架等功能)，提高存储资源利用率;利用网络虚拟化，不仅能管理传统物理网络，还能管理物理机内部每个系统的虚拟机网络情况，能够将监控、流量优化、ACL 策略等深入到每个系统的节点，做到全方位无遗漏。

大数据与商业智能：电网企业从生产、营销到企业管理，都产生了大量的数据，是大数据应用的天然沃土。

利用Spark 内存计算等技术，能够有效的提升信息系统分析数据、处理数据的能力，能够为生产经营的各项活动提供有效的数据支撑，提升营销精准度，降低故障对业务的影响度;利用HBase 以及相关NoSQL 存储技术，能够把视频、图片等非关系型数据进行存储，分析，能够提升营业厅、变电站等生产经营场所的安全保障力度，能够更好地结合数据分析技术，实现对海量数据不遗失的进行处理。

传感器与集群技术：智能电网的智能化，主要体现在了发现数据、传输数据和处理数据。

利用有线和无线传感器，能够将变压器、接头、传输线路等关键设备的运行状态数据进行有效传输，以提供系统进行分析。

信息系统可以利用集群技术，以应对高并发(比如数据库的RAC、
网络层面的LVS 等)和高可用的情形(比如操作系统层面的RHCS 等)，此外，信息系统自身也可复用应用节点，利用keepalived 等相关方式，实现节点之间在进程级别的高可用与高并发的处理。

信息安全技术：智能电网对信息系统的要求很高，从电网生产经营活动出发，对信息系统的应用与数据安全要求也很高。

安全是一个体系。

信息系统不仅在网络方面利用防火墙、入侵检测等工具与技术，也会在操作系统、数据库等层面开展防护工作。

同时，利用PKI 等，也可以进一步对终端的使用进行安全管理与审计。

利用信息安全审计系统中的Agent 与探针方式，也可以全面无遗漏的对信息系统进行保护。

智能电网中涉及的通信与信息技术十分广泛，也正是这些关键技术的涌现与不断发展，促使了智能电网向更高效、更智能、更可靠的方向不断发展。

四、总结
随着信息技术与通信技术的发展，工业智能化与自动化的程度越来越高，智能电网的出现，正是将传统电网生产管理活动与信息通信技术相融合，用IT 技术手段提升电网生产、管理、监控、保障等全方位的效率，提升各环节与活动之间的信息互通，在互联网时代的条件下，实现电网生产与经营的高效与可靠。

本文在介绍智能电网发展的基础上，从信息系统结合电网生产经营活动的角度入手，分析智能电网建设下的信息系统体系建设，并就主要的关键IT 技术进行分析，探索智能电网的发展趋势。