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摘要：智能电网软硬件均是人为设置和开发的，因此这些软硬件系统运行时难免产生故障，导致智能电网无法正常运行。基于笔者多年的工作实践，在智能电网中引入应急通信功能，使其可以在电网发生故障时实现信息传输，并实时监控电网运行，保障电网能够及时恢复运行。
关键词：智能电网；应急通信；卫星通信；TD-LTE
0引言
智能电网覆盖地域广泛，工作人员众多，野外工作面临的突发事故多，包括人为故障、设备故障、自然灾害等。因此，在处理突发事件时，需要保障任务执行人员的通信需求，以便能够快速定位故障位置，将设备运行状态传输给监控中心，分析产生故障的原因，实现设备的紧急修复。目前，智能电网各个设备之间相互独立，没有统一的接口，无法满足突发事件的应急解决，导致分离的业务平台不能满足应急处置、协同指挥、信息共享的需求。因此，智能电网引入应急通信功能非常必要，可以利用移动设备、监控中心实现便捷的应急通信系统，从而增强应急处置行动能力，提高智能电网监控中心的指挥效率。
1.智能电网应急通信需求分析
智能电网应急通信不是一般意义上的数据信息交互，更重要的是帮助电网指挥中心汇总整合信息，指挥调度人、物等资源。因此，智能电网的服务层需要安装到移动设备上，如平板电脑、移动终端等。在这些设备上部署统一应急指挥通信平台，根据电力应急通信的应用场景分析可以获知，应急通信需要实现移动终端之间的紧急呼叫，实现通讯内容的强拆、转接、监听、录音等操作。应急通信最关键的是即时通信，准确记录应急指挥人员的命令，通过文字、图片、视频等进行通信，实现应急处置人员之间的快捷、可靠交流。应急通信还要能够为用户提供事件、位置、时间等信息，将这些现场的信息经过加工，能够在指挥中心实现信息加工和处理操作。智能电网应急通信管理系统的主要业务是监控、分配、优化通信资源，从而实现应急通信指挥。智能电网组成设备众多，应急通信管理系统需要在设备网管操作服务的基础上，扩大网络监控范围，实时整合通信设备的日志数据，然后将这些数据进行加工和分析，为通信运行、管理操作提供更加全面、完整的视频监控图，实现对电网多厂商设备的集中运行监控，从而面向智能电网实现告警分析，强化故障处理的时效性。通信的实时监控能够为用户提供调度分析手段，采用强大的网络状态自动分析工具，构建设备故障自动化预警功能，将电网设备和故障记录关联在一起，针对告警信息进行智能化分析，进而提高网络故障定位的精准性。应急通信管理系统不仅需要为电网提供通信传输服务，还需要适应电网通信的集约化、扁平化管理需求，从而面对日益庞大和复杂的骨干通信网络，快速定位电网的故障位置，实现告警信息自动化分析、故障设备自动捕捉，为通信提供可视化、集中化的服务功能，实现资源优化调配，故障及时处理响应，高效保证电网的正常、可靠运行。同时，利用故障决策定位服务，可实现对信息的加工和处理，也可以为用户提供强大的应用支撑。
2.智能电网应急通信关键技术应用
智能电网应急通信采用的技术很多，最关键的是卫星通信技术、TD-LTE通信技术、GPS技术和传感器技术。
2.1卫星通信技术
卫星通信对外部环境依赖性小，具有覆盖面积广、通信距离远、部署机动灵活、不易受地质灾害影响等特点，特别适合于应急、救援通信，成为电力系统应急保障的首要选择。卫星通信是以人造地球卫星为中继站，使地球上各个通信站之间实现通信，可实现点对点、点对多点（星状网）、多点对多点（网状网）通信。针对应急事件的突发性、影响程度不确定性等情况，卫星通信由于自身特点，作为应急保障使用在消除通信孤岛方面有着重要的作用。
2.2TD-LTE通信技术
TD-LTE是第四代移动通信技术。它是在TD-SCDMA的基础上长期演进得到的，有效提高了射频通信的覆盖范围，引入了更加先进的技术，将无线网络划分为接入层、传输层、控制层和应用层。接入层可以将电网设备、传感器、移动终端、控制中心连接在一起，实现用户数据的交换和传输。传输层能够将视频流、网络信令进行正交频分，实现数据通信。TD-LTE采用正交频分多址接入，使用离散傅里叶变换将OFDM作为上行多址接入，以便能够有效提高频率，进一步改善频率利用率。
2.3GPS技术
智能电网发生故障后，为了能够快速定位设备位置，可以通过GPS进行定位，及时判断智能电网的发生现场。GPS是一个全球卫星定位系统，可以采集定位仪所在经纬度信息，并将这个信息传输到利用经纬度建立的移动网格中，将其嵌入到卫星地图上，查看智能电网故障设备，实现信息加工和处理。GPS能够部署于智能电网的每一个设备上，将智能设备的位置信息、运算速度、运行轨迹等数据传回到监控中心。监控中心接收到这些数据后，会立即进行分析、比对等处理，并将处理结果以正常信息或者报警信息两类形式显示给管理员，由管理员决定是否要对故障设备采取必要措施。
2.4传感器技术
传感器是一种电子设备。这种设备可以部署于智能电网的设备上，利用传感器采集智能电网设备数据，将这些数据发送给TD-LTE网关，最后发送给服务器。服务器分析后，可以将结果反馈给管理人员。传感器不需要繁琐的接线、拆线等操作，接线过程非常简单，共享性也非常强。通常，可以通过关键的接口设备实现即插即卸。I/O输入输出采用标准的接口模式，连接外部设备通用性也非常强，用户界面交互性好。目前，随着单片机、微程序等技术的发展，传感器已经得到了极大改进，传感器的控制能力、运算能力、处理能力等均有很大提升，具有数字通信、智能传感、远程控制、Web服务等功能。
3.智能电网通信设计关键问题分析
为了满足智能电网不同发展阶段对电力信息通信网络的需求，需要全面建设一个高速、宽带、自愈的强大电力信息通信网络，支持各种业务的灵活连接，即支持任何时间、任何地点、任何设备、任何服务和无处不在的信息通信连接方式，为电力智能系统或设备提供即插即用的电力信息通信保障。建立先进智能电网通信系统需要解决的几个关键问题：
3.1统一规划建设
智能电网通信系统不仅是一个通信通道，也是智能电网的一部分，需要与智能电网业务统一规划。电力通信系统需要一个开放的网络体系结构和通用的通信标准。
3.2充分考虑今后资源和数据的增加
随着连接站点的增多和数据采集量的快速增长，对传输网络的带宽和可靠性提出了更高的要求。因此，在建设初期，通信平台应充分考虑这一原因，并对未来的网络扩展、维护和更新进行配置。
3.3数据通讯应畅通
目前，电力系统中不同企业和部门之间的信息共享有限，不同的应用软件之间无法兼容。然而，智能电网要求其通信系统必须是开放的，不同企业和部门之间的数据可以完全共享。
3.4数据通信网络应与智能设备高度集成
智能电网中的信息网络可以与智能仪表系统、智能控制系统等各种物理设备集成为集成通信系统。
4.结论
智能电网的多数线路、设备均处于野外环境，自然条件比较恶劣，如果遇到暴风骤雨、寒流大雪等，均可能对智能电网造成不可逆的损害。因此，智能电网需要构建一个应急通信功能，保障现场与指挥中心能够清晰地进行语音、视频交流，判断、分析、描述智能电网故障现场情况，及时做出准确决策，进一步改进智能电网的可靠运行。
参考文献：
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