電力通信技術在智能建筑電氣的應用

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摘要：隨著科學技術不斷發展和進步，信息化、數字化和智能化技術在自動控制領域中得到廣泛應用，在保證精準度的同時，也給工作質量提供了保障。經濟的迅猛發展帶動用了電量的不斷增加，電力通信網和電力一次網進行了更加密切的“兩網融合”，在智能電網的發展過程中，電力通信技術在電力電網發展過程中起著至關重要的作用，建筑電氣工程智能化管理有利于提高對其的控制水平，建筑電氣運用智能化技術，使施工過程中各種設備安裝、調試的精度得到了提高和改進，確保了建筑工程的質量。

關鍵詞：通信網絡；人工智能；電力通信；智能電網

1智能電網及電力通信技術

1.1智能化技術的理論基礎

隨著經濟社會的迅猛發展，電氣工程在生產和生活中占據著越來越重要的作用，計算機技術中的高端分支智能化技術也逐漸被運用于電氣領域，電氣自動化控制中對智能化技術的應用，更好地實現了自動化的控制效果。隨著智能化技術的不斷更新和進步，各個領域開始普遍采用智能化技術，對智能化技術進行研究是以智能化理論為基礎，對其進行創新和開發。人工智能是對人類的行為進行模仿，并進行分析和判斷，通過過程控制和相關控制，可以實現某些特定的智能操作。通過合理應用智能化技術，用智能機器代替人的作業，可以減少工作人員的作業強度和壓力，提高工作的可靠性，以及提升電氣管理的水平。

1.2智能電網

智能電網帶有互動化、自動化以及信息化的特點，這些特點不僅對我國智能電網的建設起到推動作用，而且能夠在客觀上推動電力通信、電力營銷、電網保護、電力調度的進一步發展。電網智能化簡稱為智能電網，該技術通過現代化傳感和測量技術，以高速集成雙向通信網絡為基礎，在決策支持系統和多元化控制模式的協助下，使電網能夠可靠、安全和經濟的運行。

1.3電力通信技術

電力通信技術在構建智能電網高速集成雙向通行網絡方面發揮著非常重要的作用，同時在電力通信技術、電力系統的自動化等方面也發揮著積極的作用。在控制過程中，建筑電氣工程智能化技術可對各種數據信息進行處理，把信息轉化為圖像、聲音、圖形等形式表達給用戶，從而實現信息的交流。電力通信技術可以顯著提升系統的工作效率，且當前智能化技術的應用向著多元化和多系統集成的綜合性方向發展，技術應用的工序較少，且精度和效率都很高，這兩個指標也是衡量自動化控制水平的重要參考內容。因智能化技術使用多個處理器，高速CPU和RISC芯片具有很高的工作效率，且工作精度也很高，因此，采用電力通信技術有利于電力系統的調度，可使電力系統保持高效運行，采用該技術，電網智能化水平能夠得到不斷的提升和改進，使電力系統更便于人為控制。

1.4依托于電力通信技術的智能電網構建

建立智能化電網需要具備三個要素：第一，構建實時、雙向、高效的電力通信網絡框架；第二，在運行過程中進行精細化、智能化的管理決策；第三，及時、準確地監控與采集電力系統的智能數據。在建設智能網絡的過程中，電力通信基礎設施的建設是重要的硬件保障，現代化管理、自動化控制和市場化運營三方面構成了電力通信基礎設施，電力網絡基礎設置離不開自動化控制技術，更依托于電力市場化運營和現代化管理中企業內部的數據交換等工作的支撐。

2智能化技術在現代建筑電氣中的應用

2.1智能化技術在建筑電氣化自動控制中的應用

在建筑電氣中，為保證其安全可靠運行，避免發生突發事件，要在電氣設備內部設置保護和控制系統，包括變壓器裝置、照明裝置等。在對建筑電氣進行管理和控制的過程中，需要運用精密傳感技術、計算機處理技術與GPS定位技術，在電氣設備內“植入”GPS技術，實現控制系統對電氣設備的定位，為定位操作提供基礎保證；然后借助精密傳感技術，把關于電氣設備運行的信息數據傳送到計算機控制系統，這樣計算機系統便取得了來自GPS定位部位的電氣設備的數據信息參數。計算機系統把搜集到的數據信息和存儲的歷史信息進行對比，便于及時檢測系統存在的問題，同時在控制系統中，電氣相關技術人員根據電路和電氣的相關知識，對控制系統的程序進行設置，設置相關自動執行處理操作，實現電氣工程的自動化控制。這種方式可有效避免突發事件的發生。

2.2智能化技術在建筑電氣工程故障檢測分析中的應用

建筑電氣設備實現自動化管理和控制后，要對故障進行預測分析，以確保電氣設備處于正常運行狀態。傳統的故障診斷方法費時費力，結果可靠性低，且方法步驟較復雜。可借助智能化管理技術對建筑電氣系統進行控制和保護，智能化程序能及時發現系統存在的故障，并迅速報警，對產生故障的部位進行嚴密監控，同時把搜集到的數據信息傳送到智能故障分析系統，對存在故障的部位開展故障分析或提出維修處理建議，便于技術人員進行維修。當前，智能化故障預測分析技術主要是借助智能監控，采用專家系統和神經網絡與模糊系統方法進行預測和分析。電機和變壓器是重要的電氣設備，當存在故障時，要及時對其進行排查和處理，以保證電氣線路的正常運行，采用智能化技術后，系統首先會分析變壓器油中的氣體成分，這為電氣維修人員開展電氣設備維修工作提供了參考依據，便于分析故障產生的原因。

2.3智能化技術在建筑電氣設備優化設計中的應用

對電氣設備運行情況進行優化改進設計時，電氣智能化系統采用遺傳算法和專家系統來實現該功能。遺傳算法借助生物界的進化規律開展隨機搜索，這是一種先進的、科學的計算模型，通過模擬達爾文生物進化論中的自然選擇理論與生物進化論的遺傳學原理來進行運算，智能化系統借助生物進化的相關規律，通過分析搜集到的相關數據信息對電氣設備進行分析，發現系統存在的缺陷，之后借助專家系統對這些缺陷進行優化改進，把智能化技術中專家系統與遺傳算法有機地結合起來，從而實現建筑電氣設備性能參數的優化。

2.4智能化技術在建筑節能中的應用

近年來，在建筑節能中廣泛地使用和推廣智能化技術，這不僅可為企業帶來經濟效益，也符合國家可持續發展的戰略理念。在建筑行業中，電梯、公共照明系統、空調和通風系統等設備采用智能化技術實現了自動化控制和實時監控，對建筑設備進行控制和管理，提升了系統的工作效率，同時保證系統響應的準確性。

3智能電網中電力信息通信技術的應用

3.1進一步完善通信體系性能

隨著我國智能電網的迅猛發展，電網通信方面的安全和管理問題也需要得到有效的解決。在智能電網的覆蓋下，電力通信網絡結構變得更加開放，且具備通用標準——IEC61850，通過該標準，電力網絡的操作性可獲得大幅度的提升。在建設智能電網的過程中，設備間的信息通過電力通信技術進行了有效的傳輸，同時借助電力通信的安全技術，系統的抵御攻擊和保密方面性能優越，電力網絡安全性獲得了大幅度的提高。在智能化電網中，要使智能電網具備高效、安全、自愈、互動的特性，通信體系要具備更高的可靠性與保密性，系統對信息安全提出了更高的要求，以保證智能電網的安全性。

3.2提升智能電網下電力網通信水平

3.2.1采用多元化的通信手段

隨著我國信息網絡化建設的大量資金投入和智能電網的迅猛發展，我國通信容量儲備在不斷地變小，大部分通信處于重載狀態，還有部分通信通道已處于飽和狀態，因此，選取具有可靠性、靈活性和多樣性的通信手段具有重要意義。我國電網通信主要采用光纖方式進行信息傳輸，電力載波、微波、衛星等成為主要的輔助通信傳輸手段。智能電網是隨著電力行業的不斷發展以及電力網絡技術的不斷革新而興起的網絡系統，是在世界電力技術以及電網理論的革新基礎上發展起來的，通信手段的進一步提高極大地促進了智能電網通信水平的提高，無線、4G、光纖和PON等通信手段主要以通信資源為主，通過與移動、電信、聯通等公網的融合，有效地實現了資源共享，擴大了智能電網的服務范圍。

3.2.2擴大通信網絡覆蓋性

當前我國主要網絡雖采用光纖化傳輸方式，但網絡的覆蓋率不高，當前配電網覆蓋率小于15%，電力通信網絡仍需不斷延伸，特別是和電網延伸有關的配電、變電、用電、送電等過程，需要對這些過程的通信能力進行有效地提升。在電網建設方面，我國仍然處于初步發展階段，要積極開發并推廣智能電網技術，就要對電力通信的基礎建設工作進行強化和完善，加大對電力通信基礎設施的投資強度，在用電的部位盡可能建立全面覆蓋的電力通信網，使用電的每個角落都可采用電力通信技術，推廣智能電網的重點領域涵蓋變電、發電、送電和用電等領域，有效提升智能電網的數據收集和處理能力，有效發揮智能電網的功能。目前我國光纖覆蓋率較為薄弱，這就需要不斷提高光纖覆蓋率，不斷提高光纖覆蓋地區的配電和用電環節，進一步提高發電、配電和用電客戶的互動和決策水平。要進一步推動光纖網絡的建設，將光纖網絡覆蓋推廣到每一個角落，實現需求地區的遠程智能配電、抄表、電力營銷等無縫隙覆蓋服務，通過無線光網、移動無線、固定無線和PLC等通信方式推進光纖入戶。當前我國光纖通信面臨著信息傳遞瓶頸的問題，這就需要不斷優化通信網絡，擴大網絡信息容量，不斷提高資源利用率，并且在此基礎上要向新能源領域以及低電壓電網發展。建立一體化的通信網絡管理體系，有效地將配電網、主網和用電網進行結合。在智能電網的建設過程中會遇到難度較大的施工地點，尤其是當電力建設的環節比較險峻，電力區間的跨度較大，線路輸送較長時，需要對其進行重點監測，采用遠方監控、控制以及作業聯絡等需求方式，另外要將光纖開發與無線相結合，固定通信同移動通信相結合，建立新型的通信方式。

3.3積極采用智能電網下電力網通信新技術

目前4G技術已得到了廣泛的應用，它是在原來3G基礎上，利用230MHz電力負荷無線通信頻點資源以及開發式的構架，將智能控制、智能傳感和智能保護運用到電網中，為用戶提供一個可靠、安全的使用環境，具有信息和物理雙重的安全可靠性。IPv6技術具有高安全性、靈活性等特點，能夠為網絡提供更大的地址空間，對于智能電網的建設而言，此技術有利于將發電、變電、輸電、用電等技術納入這個技術之中，使智能電網進入雙向通信空間。當前我國互聯網建立在IPv4協議基礎上，伴隨著互聯網技術的快速發展，原有協議已經不能滿足網絡發展的需求，IPv6協議成為當前網絡地址的主要發展方向，并且隨著智能電網的建設以及網絡的普及，此協議將很快地運用到智能電網的發展中，并且成為推動物聯網發展的關鍵技術。

3.4構建電力信息通信的應急機制

要準備和建立針對自然因素對電力系統產生損壞的備用電源與應急通信機制。自然因素涉及臺風、地震、雪災、泥石流等災害，可進行點對點的無線接入或微波接入。建設后備電源系統時，可充分結合分布式能源與微電網技術，積極建設與開發微通信網，發展自組網技術與脫網自通，預防重大自然災害，并構建智能電網下的電力應急機制，當出現緊急情況時，能夠及時解決用電問題。

3.5做好智能電網中電氣的設計工作

在智能電器設計階段，要設置科學合理的設計目標，保證設計的目標滿足項目的實際具體情況。因智能化建筑設施復雜且功能全面，所以對于電氣提出了很高的設計與管理要求。因每種設備都有自身的優點與缺陷，且功能上存在差異，所以設計時不可追求“新”、“全”的目標，這不僅會增加建設成本與施工難度，還會導致系統不能實現預期效果，造成資源浪費。在進行智能化系統設計時，要結合項目的具體情況，實事求是，選擇恰當的電氣系統和設備，并使用合適的控制技術，這樣才能最大限度地發揮電氣系統和設備的功能，滿足使用要求；在選擇可靠設備時，還要注重經濟適用性；在采用新技術時，要保證建筑電氣工程的安全可靠，且對電氣系統進行優化和簡化，降低工程造價。

4結論

建筑電氣工程采用智能化技術，可提升工作效率，有效地對電氣設備進行自動化管理及控制，并可以及時發現系統的故障，進行有效地排查和處理，同時還可以不斷對電氣系統進行升級和優化，極大地提升建筑電氣的工作效率。在強化智能電力通信技術應用的同時，還要科學合理地對智能電網進行規劃與布局，并要隨著智能電網的發展，不斷地進行完善和優化，有效開展電力網絡系統的建設工作，做好配套基礎設施的建設，在開發智能電網的過程中，要強化對智能電力通信技術的應用和開發的力度。在應用電力通信技術時，要注意系統的適應性與匹配性，保證智能電網可安全、高效、可靠的運行，同時還要對其將來的發展應用趨勢進行準確的預測，這樣才能使電力通信更好地達到智能電網的應用條件。

參考文獻：

[1]李賀.電氣工程自動化的智能化技術應用分析[J].科技創新與應用，2013（16）：48.

作者：徐安 殷有春 單位：北京瑞拓電子技術發展有限公司