李祥珍:借助物联网构建坚强智能电网

经过多年的建设发展，国家电网的信息通信网络已实现传输媒介光纤化和业务承载化。目前，国家电网公司的骨干通信网络已基本建成，不但覆盖了各级电网主网架，而且满足了电网安全稳定运行需要的“ 纵四横”通信传输网。

国家电网将智能电网称为“三化”，即信息化、自动化以及互动化。旨在通过电网的建设，避免出现大量的停电问题，从而保证电网的安全。当前，无论是输煤还是输电，国家电网都能通过远程覆盖来解决能源紧缺的问题。例如，西部地区能源丰富，但当地对此并没有太大需求，这样就可以通过远程输电建立网络来实现东西部地区的能量转换。但在目前，电网的结构和技术远远满足不了像大型风电或者太阳能接入等的需求，因此接入问题成为亟待解决的重要问题。

国家电网公司肩负着解决用户输电、可靠用电等问题，以及引导用户科技用电、承担节能减排等任务。在认真分析世界电网发展的新趋势和中国同情基础上，紧密结合中国能源供应的新形势和用电服务的新需求，国家电网提出了立足自主创新、加快建设以特高压电为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网的发展目标。坚强电网即以坚强网架为基础、以通信信息平台为支撑、以智能控制为手段，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合，从而成为坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。

目前，根据坚强智能电网信息化、自动化和互动化的特征，国家电网正在制定2020年的发展计划，具体体现在多个实施重点和研发计划、四个构架体系、三个发展阶段、两条发展主线以及一个发展目标上。其中，一个发展目标是按照“安全可靠、清洁高效、自愈可调”的要求，构建以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的巾国特色的坚强智能电网；两条发展主线是要在技术上实现信息化、自动化、互动化，在管理上实现集团化、集约化、精益化和标准化。通过这些建设，达到四个架构体系，即发展基础体系、技术支撑体系、智能应用体系以及标准规范体系。

未来，智能电网在技术和装备方面将实现一些重大突破，包括监测、传感技术、柔韧性以及电能等方面。在输电方面，要加强输电线路智能化建设，保证电网输电线路能够抵御例如2008年南方雪灾等自然灾害的影响，从而适应大的自然灾害对电网的冲击，同时在现有网络基础上，提高传送容量和效率。

此外在配电方面，能够实现高可靠性的目标；在用电方面，要重点开展智能用户、智能家庭、智能小区以及智能电表的建设，实现对高质量电源的提供，特别是对于一些对电能要求比较高的区域或者企业，能够提供众多可靠的服务。

借助物联网提升工作效率和手段

传感器网络是智能电网末梢信息感知的不可或缺的基础环节，在电力系统中具有广阔的应用空间，将在电网建设、电网安全生产管理、运行维护、信息采集、安全监控、计量应用、用户交互等方面发挥巨大作用，可以全方位提高智能电网各个环节的信息感知的深度和广度，为实现电力系统的智能化以及“信息流、业务量、电力流的高度融合”提供基础数据支持。相应技术和产品将可以广泛应用于电力系统的发、输、变、配、用环节，并产生巨大的经济效益和社会效益。

目前，国家电网正在开展一些对风电厂功率预测的应用，以及一些基于无线通信的应用，这对于公司在甘肃大型风电基地建设风力预测以及功率预测非常重要。此外，这些应用对巡检、巡视和故障排查等方面都有重要作用，在配电、变电、供电等方面也有着很大帮助。

基础设施在发电方而体现在分布式电厂监控、厂区监控污染物及气体排放监控、能耗监控、煤料监控、抽水蓄能监控、风电厂监控、功率预测、光伏发电站监控、生物质发电、储能监控以及电源接入等。在输电方面，则体现在输电与控制、广域量测系统以及输电效率的提升等。此外，国家电网也开展了一些多网融合和信息通信网的建设，未来5年，从主干网到低压接入网将是国家电网的主要工作。

在上海世博会期间，借助物联网，国家电网的工作方式得到了进一步的提升。例如，通过一些防护杆塔和线路的部署，来解决线路的一些故障问题；通过在线路上配置传感设备来检测线路的实时情况，从而保证电网的安全；通过一些设备的使用和部署，提高传感的效应，保证设备的安全和到位。

此外，国家电网80％的业务都跟物联网相关。发电环节的接入到检测，以及到变电的生产管理、安全评估与监督、配电的自动化、电力检测、用电的采集，以及营销等方面都需要物联网的支撑。

未来，国家电网将通过技术部署来实施电网方案，通过开展相应的研究和部署，解决智能用电及用电信息采集的传输可靠性不高、实时性不强，以及缺乏互动手段等问题。当前，对智能电网的要求越来越高，亟需通过技术手段的支撑和部署来满足这些需求。

下一步将开展基于物联网的多项试点活动

目前，智能用电、智能小区、智能家居以及无线抄表等都成为物联网的应用之一。未来，智能电网的建设必然产生世界上最大、最为智能、信息感知最全面的物联网。

无线传感网的应用和成果为进一步推动智能电网的发展起到了充分的作用，我国的智能电网已经具备了良好的自动化基础，从主网的能量管理系统到自动化系统再到装置都已达到世界先进水平，这也为未来智能电网应用的研究奠定了良好的基础。为了配合智能电网的发展，以及为用户参与电网互动提供通道和支撑，国家电网已经开展了在全国14—18个省推广光纤电网试点的活动，在不增加费用以及较低成本的条件下，利用电力手段让新建小区全部实现光纤到户。

此外，国家电网还在全国开展了大批与物联网相关的试点活动。一是要求在2010年年底前建成主干系统，全国各省完成主干系统用电信息采集的部署，同时完成用电采集工作；二是电力光纤到户的试点活动与用电采集同时进行；三是在世博会上打造了一个有关地下变电站的试点服务，是一个完整的智能电网的缩影；四是在天津某生态城打造了一个示范工程，从电网初步设计到未来实施都是完全自动化的，包括信息采集、智能家居、安保防护以及光纤到户等应用都将在工程中体现；五是开展智能变电站的建设，通过采用一系列数字化的设备，来实现智能变电。

未来，通过研究、试点和应用，国家电网旨在打造出物联网的几个应用：一是形成电力物联网的感知基础，以传感器为核心，包括各种采集模块等等；二是电力物联网技术支撑体系，主要以信息体系为核心，建立新一代无线和有线相结合的网络；三是面向智能电网应用的系统；四是形成一个完善的各种各样的标准体系，保障电网的安全。