摘要：伴随当前电力系统行业的快速发展，国家开始越发关注智能电网的建设，其中的信息和通信技术作为新兴电网智能化的成果，给国内电网的建设和发展提供了良好的技术支撑。智能电网只有结合多种新技术，不断推广关键应用，不断完善智能电网建设，提供安全、稳定、绿色的电力能源，才能不断推动经济和社会的可持续发展。鉴于此，本文主要针对此项技术进行了关键问题的探讨和研究。
关键词：智能电网；信息和通信技术；问题分析
1、智能电网概述
所谓智能电网，其指的利用先进技术实现供电网络的完全自动化，使得电力系统的整体性能得到有效改善和提升，并且能够有效保证电流从电厂到用户端之间的双向流动，此外通过该电网能够实现实时监控每一个用户和节点的目的。基于现代输配电网，智能电网是在高速集成的双向通信网络平台的基础上来进行建立的，其在建设过程中主要应用了计算机、传感和测量、自动化控制、电网设备以及智能决策等技术。
（l）智能电网具有自愈功能，其对电网安全可靠的运行具有直接影响，这同时也是它的一个显著特征。所谓自愈功能，指的就是对于电网损害来说，智能电网能够在不用人为或者少量人为干预的情况下，隔离那些存在问题的元器件，尽可能地减少其对电网正常运行的影响，并使电力网络恢复正常运行。（2）智能电网具有兼容特性，能够接入可再生能源，例如，风力发电以及太阳能发电等，能够容纳不同类型电源，适应微电网和分布式发电的并网运行，满足用户个性化的用电需求。（3）智能电网具有交互特性，其将用户作为电力系统的组成部分，能够实现与用户设备和行为的高效互动，促进用户发挥积极作用，最终获得经济、社会等多方面的效益。（4）智能电网具有较强的协调性，其能够与批发电力市场实现无缝衔接，从而能够根据市场需求来调整电力系统的规划，促进电力运行以及管理水平的提升，进而提高电力市场的竞争效率。（5）智能电网的高效性和优质性。应用先进的信息和监控技术，智能电网使得设备和资源的使用效率得以优化，而整个电力网络扩容和运行也随之得到进一步优化，最终实现运行维护成本的有效降低以及资产利用效率的提升。
2、智能电网关键技术分析
2.1、光纤通信技术分析
从理论上说，通过MP1，S（多协议标签交换），光纤通信能够把之前2M带宽扩展成1000M，正是借助这个优势，其在数字融合简化等层面上十分有帮助。在智能电网的建设中，常用电力特种光缆包括OPGW，OPPC，ADSS等，其中OPGW的优点主要体现在如下两个方面：OPGW是主要是利用和地线直接复用进行架设，极大的削减了建设成本。它的信号传输损耗十分小，可以实现在长距离情况下的通信，保证通信质量，不过其在雷雨天气的时候十分容易受雷击影响。但是ADSS光缆却可以避免这种干扰，而且它所采取材料的密度十分低，相同情况下相较OPCW光缆质量更轻。而且在它进行安装的时候采取的是杆塔添加型，可以进行独立的维护和保养，从而削减了由于停电修复而带来的损失。但是却会和化学物质发生电腐蚀。因此在新线路的建设或者是线路的更换工作的时候，OPGW光缆应用价值更高。但在时老线路加挂光缆时，ADSS光缆将会更为出色。值得一提的是，部分发达国家在电力线路杆塔架设中，仍旧采用的是OPPC型光缆，它同相导线复合所形成的高电压状态变成了一套天然的防盗装置，因此尽管国内相关技术正在逐渐成熟，但是当没有办法进行ADSS和OPGW的敷设，OP?PC型光缆也十分有价值。
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2.2、智能电网信息层次模型分析
通常情况下，智能电网包含以下四个方面：电网设备层、通信网架层、数据存储管理层以及数据应用层，以上这些均是智能电网的重要组成结构，缺一不可，同时这四个方面也是智能电网在信息传输方面和数据传输方面坚实的理论基础，为了能够更好地达到信息与数据之间横向与纵向的贯通，可将这四个方面进行标准体系分配，即数据应用层包括实时数据、历史数据、高级分析和高级控制，数据存储管理层包括数据存储、信息集成、消息订阅和事件驱动，通信网架层主要由综合信息网络、有线传输和无线传输构成，电网设备层主要由复合控制设备、输配电设备、检测报警设备、分布式能源、计量表计以及保护设备构成。这里面电网设备层主要是针对数据和信息的传输，通信网架层主要是通过通信网络把电网系统构成一个整体，这里的网络连接方式较传统的连接方式具有更加便捷、简单、维护快的特点，同时高度的安全性保证了有线、无线、公网等环境的安全程度，提升了整体网络的安全构造体系。数据存储管理层主要是针对数据与信息进行整合和存储，由于现今社会的飞速发展，人们对信息量的需求也在不断的增加，因此，如何更好更快的提升现有智能电网的信息存储量成为了智能电网项目的重要问题之一，同时针对已有的信息管理区的管理与划分，最大程度上避免数据冗余和大量数据的检索。
3、智能电网的安全防护措施
3.1、数据信息采集安全
信息采集技术是指利用计算机软件技术、无线传感器、短距离超宽带及射频识别技术等，针对定制的目标数据源，实时进行信息采集、抽取、挖掘、处理，将非结构化的信息从大量的网页中抽取出来保存到结构化的数据库中，从而为各种信息服务系统提供数据输入的整个过程。在采集信息的过程中，最常用到ZigBee技术，它在MAC层、网络层和应用层都有相应的安全措施。在文献中针对信息采集系统提出了 EPON DBA 算法，此算法根据智能电网用电信息采集特点，为电网重要事件提供最小带宽保证，并根据数据存储量按比例分配剩余带宽。
3.2、信息传输安全
（1）无线网络传输的安全
无线网络的安全主要依靠 Wi-Fi 保证接入协议（WPA）、802.11、802.11i 协议、无线安全传输层协议来保证。
（2）有线网络传输的安全
有线网络安全主要依靠防火墙基础、虚拟专用网络技术（VPN）、公钥基础设施（PKI）和安全套接层（SSL）来保证。
（3）移动通信网络传输的安全
移动通信网络主要包括 GSM 网络和 3GPP 网络。在 GMS 网络和3GPP网络中，用户端的身份认证和密钥分配功能分别由移动用户个人身份识别模块 SIM 和 USIM 卡来实现。在 GSM 网络中采用的是“提问—回答”式认证机制，不管是移动台主叫或者被叫都有认证过程。它采用多址技术、数字调制技术、语音编码技术、信道编码技术、交织技术等基于GSM网络的分布式数据采集系统的组成，并着重分析了系统的信息安全问题。通过采用加密算法和口令信息，进一步地提高了系统的安全性能。3GPP网络中，终端和网络使用认证与密钥协商协议（AKA）进行双向认证，同时还引入了加密算法协商机制，加强消息在网络内的传送安全。
结束语
综上所述，智能电网的发展对于国家电力系统行业十分关键，提升对于智能电网建设中信息和通信技术的认识，从而促进智能电网建设，从通信技术到层次模型的构建分析，做好安全防腐，促进智能电网的发展。
参考文献：
[1]付鹏.浅析智能电网环境下继电保护技术[J].中国新技术新产品，2017，（17）：33-34.
[2]邹海亮.智能电网时代电力信息通信技术的应用分析[J].江西建材，2017，（15）：220+223.
论文作者:刘楠
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/6
标签：电网论文; 智能论文; 信息论文; 网络论文; 技术论文; 光缆论文; 数据论文; 《电力设备》2018年第11期论文;