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1.1实现物理隔离的安全性
在智能电网的诸多安全方面中,物理安全非常重要,其内涵意义是指运营智能电网的系统过程中所必备的各类硬件设施的安全性。其中最主要的有对硬件设备方面被物理非法性的入侵的防范、对无授权物理的访问的防止以及严格按照国家的标准构建机房等。其中,主要的硬件设施有,流量的智能统计器、各类测量的仪器以及各种类型的传感设施,在通信体系中各类网络应用设施、主机和数据存储的空间。
1.2网络的安全
网络安全需要智能电网应该具备高可靠性。当前智能网络的发展规模急剧膨胀,互联网电网体系逐步形成,复杂的电力系统的结构对电网的安全性和稳定性进行了加强,但其脆弱的防线也成为重大的问题。尤其当前网络的环境复杂性增强,智能化的攻击手段防不胜防。个人用户的网络信息也不断受到威胁。智能的终端始终存在漏洞。
1.3数据的安全保障弱、备份能力低
当前尽管对数据的保护以及数据自身安全性的软件很多,但网络的复杂化使得风险市场存在。数据被破坏、被盗取,数据库被侵犯的现状依然存在。智能电网的数据对于整个国家电力系统的运行都是至关重要的,因而必须制度化的、规范化的进行数据的安全措施,以改善当前的状况。
2解决智能电网安全的方案
2.1边界的安全防护
边界的安全防护着力于有效的的控制与监测该边界中进出的数据流。检测的有效机制是以网络入侵的检测为基础,在网络的边界进行检测与清除恶意的代码,并对网络进出的信息内容加以滤化。以此来真正实现过滤诸多协议的命令并进行有效的控制,同时对网络的最大流量以及网络的连接数进行限制,提升智能电网的安全性和节约性。以会话的状态和信息为基础进行安全性分析,提升对不良信息的拒绝能力,以单位对允许或者拒绝信息对网内资源的访问进行决策。其中,实现这一功能最有效的软件即建设边界的防火墙。因而,必须明确的找出网络区域的安全边界,以此来在各个点设置防火墙。
2.2网络环境的安全保护
对于我国的电网公司而言,其网络点安全问题产生于各个单位的网点。这样网络的大环境下,必须进行安全的防护以保证智能电网的安全性和不断的发展。
2.2.1从结构上提高各网络设备的性能,提升其对电网业务的处理力度并始终存有大量的空间。这样,在智能电网面临高峰期的业务阶段时,线路和设备的设置能够满足其繁杂而大量的业务需求。
2.2.2安全的接入方面必须有效的控制安全的接入控制,运用当前最主要的协议类型,实现全网络的控制。对非注册的主机进行控制,使其无法对网络进行使用,有效的保护主机。实现资源的安全存储,避免外来信息的非法访问。
2.2.3安全的管理设备在网络的设备登录中,必须设置身份的验证,限制管理员的网络设备登陆地址。设置的口令必须要更强、更长、更复杂,同时定时进行变更。对同一用户进行连续登录实行失败次数记录,超过一定次数变进行锁定。
2.2.4对安全弱点进行扫描在智能电网内部网络中,进行漏洞的扫描系统设定,对网络系统、相关的设备以及数据资料库定期扫描,及时发现钱富裕系统中的漏洞,防范攻击。
3结束语
随着经济的不断发展,电力需求量也越来越大,大电网的建设必然是今后电力事业发展的方向,这也就意味着电网的结构也会越来越复杂,我国地理地域辽阔气候复杂,因此电网所面临的条件很复杂,这就需要利用先进的电力电子技术,采用先进的电子装置来调控电力系统,以增强电网的构架,避免电网故障的扩散,并增强电网的故障抵抗和故障恢复能力,这些问题都是可以通过先进电力电子技术的应用得到改善。社会的进步对电能的需求量变大同时对电能的质量要求也是越来越高,输出电能质量如果达不到要求会对整个电网产生重大影响,带来的损失也是不可估量的。先进电力电子设备可以改善电网电能质量,大大的提高输电效率和经济发展。能源是整个人类社会存在与发展的物质基础,更是经济快速稳定增长的根本驱动力。随着常规化石能源的不断消耗以及生态平衡、环境污染等能源安全问题的日益突出,以清洁无污染、循环可再生为特点的太阳能、风能、生物质能等新能源的开发利用越来越受到世界各国的高度重视。我国虽然是当今世界上最大的发展中国家,能源资源总量丰富,但是资源分布不均衡,开发利用难度较大,且人均拥有量较低。当前正值经济飞速发展、能源高消耗时期,以常规化石能源为主要能源造成的环境污染问题与经济快速发展之间的矛盾较为突出。为了从根本上解决我国的能源问题,满足经济稳定增长和社会和谐发展的需要,必须保护生态环境,实行能源的可持续发展战略。一方面要大力提高能源利用效率,另一方面则是加快风能、太阳能等新能源的开发利用进度。这些新能源的发对电力电子器件的要求更高。
2先进电力电子技术在智能电网中的应用
柔流输电包括SVC和STATCOM,通过SVC进行无功补偿的电压输出谐波大、基波损耗高、占地面积较大,因此,用STATCOM进行无功补偿成为电力系统无功补偿的主要方法。静止同步补偿器(StaticSynchronousCompensator,STATCOM)是柔流输电系统的核心装置和技术之一。1976年,美国人L.Gyugyi第一次提出了它的概念,即利用半导体变流器进行无功补偿的理论。通过对系统无功功率实现动态无功补偿,提高系统暂态电压稳定性,确保系统运行安全,改善系统的稳态性能和动态性能。与传统的无功补偿装置相比,STATCOM装置能够连续调节无功,输出谐波小,器件损耗低,运行范围宽,调节速度快,可靠性高等优点;其输出电流在电网电压低时不受影响,具有较硬的低压无功功率特性;而且接入系统后不会改变系统阻抗特性引起振荡。近年来,世界上有很多学者都从事STATCOM装置的研究工作,无论是装置容量还是产品性能都有了很大的提高。新型电力电子器件(如:IGBT、GTO、IGCT等)、多重化、多电平和单相桥串联等技术被应用到STATCOM装置中,以提高装置容量和电压等级,并通过现代控制技术,提高系统电压稳定性,改善装置输出谐波。
许多先进的控制方法,例如递归神经网络自适应控制、模糊控制、比例积分(PI)控制、微分代数控制、鲁棒性自适应控制等被应用到STAT-COM装置非线性特性的研究中。在世界上针对STATCOM装置的研究工作中,STATCOM装置的仿真建模及其控制方法研究始终是重点。世界各国对STATCOM的研究,STATCOM技术和应用情况都取得了突破性的进展。现代电力电子技术、多重化、多电平和单相桥串联等技术使STATCOM工作性能得到很大的提高。再加上先进控制方法的加入更提高了STATCOM工作的稳定性,使之在电力系统领域的应用更加广泛。关于STATCOM的研究有很多问题,但是最重要的还是它的建模和控制问题,这将直接影响着STATCOM的整体性能。国际上关于STATCOM的研究由来已久,日本是最先运用STATCOM装置的国家,紧接着美国也在STATCOM的研究上取得成功,并和日本联合研制了世界上第一台采用GTO进行逆变的STATCOM,在1991年投入运行取得很好的效果。之后的德国在1997年也研制出大型的STATCOM装置并在丹麦的风电场投入运行。我国虽然起步晚,但是发展速度极快,清华大学在1999年研制出20Mvar的STATCOM装置,在2011年我国南方电网研究出世界上最大容量的STATCOM装置,并在东莞投入运行取得良好的效果。从此我国成为能够研制出大容量STATCOM装置的国家之一,但是仍有许多不足之处有待改进。
3结束语
对消费者的具体用电情况进行收集、测量、分析以及储存,能够有效实现信息采集、实时通信、数据综合分析、需求响应以及双向计量。高级量测体系技术是智能营销基础技术、能源分布式接入以及用户双向互动的基础保障和重要技术支持。量测数据管理系统、通信网络以及智能电表是目前我国智能电网高级量测体系技术的主要组成部分。
二、智能电网技术在用电营销中的应用
(一)智能化抄表
随着我国智能电网技术的不断发展,智能化抄表不断应用于我国电力营销中,有效提高了我国用电营销效率。远程抄表和抄表设备智能化是目前我国电力营销中智能化抄表的主要体现。远程抄表即是利用智能电表上的后台控制系统和数据采集模块,采用低压配电线、通信网络、现场总线以及串口数据传输等通讯技术,远程自动抄录、统计用户智能电表用电表数据,同时进行自动计费。对于一些未能实施远程抄表的地区,抄表人员可以携带准确可靠、便于操作的智能化抄表设备进行实地抄表,及时掌握用户的用电信息。
(二)智能化自动配电系统
智能化自动配电系统即是综合运用微机控制技术、电力网络技术以及通讯网络技术,构建用电营销智能化系统,提升用电营销效率。目前,我国用电营销中的智能化自动配电系统具有覆盖范围广、供电可靠性高以及监控实时性强的优势,同时为远程抄表提供了信息交流基础。目前,我国智能化自动配电系统在功能方面不断完善,已能够兼容GPRS通讯网络,同时也有效实现了用电营业管理信息系统与自动抄表系统之间资源共享,有效提升了我国用电营销管理水平。
(三)营配信息通信一体化平台
营配信息通信一体化平台即是在拓扑关系、基础资源、客户资料模型以及电网设施的基础上,采用先进现代化信息传输技术,构建用户停屈媛媛国网陕西省电力公司电力科学研究院陕西西安710000电管理、供电稳定性管理、报装业扩辅助以及线损管理和电网CIS一体化的信息服务平台。主、辅、补充相结合的信道组合是目前我国营配信息通信一体化平台的主要传输通道,该传输线路以光纤为主要通道,宽带无线网络为辅助通道,并在传输过程中采用公共信息网络进行有效补充。目前,我国营配信息通信一体化平台了公共有效确保用户用电信息传输的正确性、完整性以及及时性,同时也便于电力企业对电力营销的实时监控和维护,推动了我国电力营销的不断发展。
(四)智能交互仪表
智能交互仪表即是利用网络将采集到的有价值的客户用电信息自行向电力相关部门传递的设备。智能交互仪表为双向交流沟通渠道,电力相关部门能够实时、准确地跟踪和监控电力传输和营销,对于电力运输及储存过程中出现的耗损情况和环节能够及时发现,同时采取相关解决措施,有效避免电网出现盗电现象。
三、结束语
1.1数据采集
数据采集是用电信息采集系统的主要职能,它使以往耗时耗力的数据采集工作变得既简单又高效,而且根据各种业务的各种需要,可以对数据采集进行合适的调整,以满足不同业务的需要,这样,可以保证采集工作的定时性,而且还可以对数据进行随机采集,或直接接受用户上报的数据。
1.2数据管理
用电数据采集系统可以使数据的运算、分析和储存得以实现,从而实现原始数据的安全有效,而且可以保证对异常数据的甄别工作的实现。在对数据进行分析后,可以得出三项平衡度,另外,可以根据设定的突变值,定时对线损进行相应的分析,包括用电情况的等。
1.3数据控制
为了控制电网功率的定值,我们也可以使用用电信息采集系统,对用电时段、总的用电量以及保电工作进行控制,还可以实现远程遥控。
1.4综合运用方面
对于用电信息采集系统,除了上述应用职能之外,还可以实行预付费管理、对用电管理人员的考勤管理、通过现代化的信息通信(手机短信、语音)及时向用户发送用电的相关信息,实现与用户的及时沟通、及时联系,使用户对自己的用电情况及时了解,此外,互联网和银行卡等相关媒介的使用也可以实现同样的目的。
2.智能电网用电信息采集系统中各种信息采集系统的优缺点
智能电网用电信息采集系统能够充分利用现有的配电网络来实现信息的快速传输,这是该系统在宽带通信中的优势,在上述的职能中有充分的体现,这里就不再叙述。对于该系统之外的缺点,主要存在于“电磁辐射”、“噪声干扰”、“变压器阻隔信号”以及“BPLC协议”等各方面。第一,在电力线宽带的通信技术中,其重要环节是减小电磁辐射,但是此时,电力线的工作特性与射频天线发射的电磁波,会对现有的短波通讯产生干扰。第二,当电力线宽带在执行通信工作时,配电变压器使信号不能够直接从中压网进入低压网,因此,为了解决这一问题,需要相应的设备的协助,但是这些设备通常比较昂贵,这是该系统中存在的另一缺点。第三,电力线通道的噪声干扰比较大,时变性也比较强,而噪声的来源是各种电器和几点产品以及电力线本身,很难消除。而且,这些噪声还会对电力器件产生作用,使其产生周期性噪声、产生宽带噪声。更糟糕的是,一些未接入电网的设备会将其产生的噪声通过射频耦合进入电力线。
3.智能电网用电信息采集中电力线宽带通信技术的实施要点
电力线宽带通信技术采用的是先进的OFDM通信编码技术,利用电力线来实现对数据通信的传送,这种电力线的应用范围和覆盖面积特别广泛,利用这种电力线将互联网上的数字信号转换为高频无线电波,这些电波在特定端口被送回到效用栅格中,并经过效用变压器进入用户家庭和公司。可以免布线低成本地实现用户的数据终端接入宽带通信网络,适应了现代节约型社会的建设需求。
3.1组网模式
电力线宽带载波抄表系统由采集器电力线载波交换机集中器主站以及传输通道组成。在对其进行组装时,应将采集器与智能电能表连接,通过耦合环,将采集到的电力数据信号耦合进电力线,将其传输汇聚至电力线载波交换机,通过这个交换机将数据汇聚到宽带载波集中器中,集中器再通过光纤通道将数据传动到主站。集中器的上行方面采用了EPON光网络技术实现数据的上传。对于传输方式,有许多方式,具体有施工方式、可靠性、运行维护、传输速率、访问机制、影响因素和可扩展性,通过对不同传输方式的各种指标的对比,可以更好地选择不同要求下的合适方式。
3.2组网结构
根据部署位置,以电力线宽带载波技术的低压用户集中抄表系统为基础的系统构架可分为三个部分,即主站、通信信道和采集设备。
(1)面对系统主站部分的各种物力结构,建议单独组网,应用防火墙来安全隔离营销应用系统、其他应用系统以及公网信道,从而实现系统信息的安全传输。
(2)通信信道主要分为两部分:远程通信信道和本地通信信道在这两种通信信道中,远程通信信道就是一种通信信道,这种通信信道位于系统主站和远端网络集中器之间,包括了多种网络信道。而由于光纤信道具有高宽带、高速率、高可靠性的特点,所以在一定的条件下,可将电力通信光纤专网向配网延伸至每个台区,从而保证主要通信网络的专有性和安全性。而本地通信信道即网络集中器和采集器以及采集器与电能表计之间的通信信道。
(3)采集设备是安装在现场的终端以及计量设备。主要由专一收集各种终端数据并进行处理的网络集中器,用于采集多种电表数据的电能信息并可以与集中器交换数据的电力线宽带载波采集器,以及电能表构成。
3.3网络管理
宽带集抄的全面支持受益于SNMP网络管理,因此,网络管理是电力线宽带通信技术的重要内容,主要包括以下三个方面:
(1)网络配置的管理
可以对数据进行远程设置、对各种参数实现获取。而且支持人工设置和自动下载。
(2)性能检测
支持对设备运行状态的远程监控,可以实时检测电力线的通信线路的状态,包括通信速率、信道曲线、载波调制等。
(3)应用升级
它同样可以支持通信控制和应用软件的远程升级,可以采用整体或分模块的升级,为新的应用业务开展提供了简单、经济的解决手段。
4.总结
针对我国电力资源,多数集中在中东部地域,智能电网的运用实现脱离工业发展轨道,在通信分配上缺乏平衡,智能电网实际运用中,在其传送网络信息之时,由于当前智能电网缺乏统一标准及配置规则,导致无法确定定位网络通信中的信息路径,则可能会导致数据的包丢失。在智能电网之中,智能电网系统设备覆盖范围广泛,信息和通信体系类型不同,不能确保协调运作。对此,实现电网智能化,提供客户的大范围信息服务,有效解决电网信息通信关键问题。
二、优化当前智能电网信息和通信技术
1完善信息管理技术
在智能电网中,其智能电网信息技术管理之中,主要是包括针对电网信息的采集、分析,以及针对电网信息的显示、管理,可以有效确保信息采集的高准确性。在管理中,可以通过分析智能电网信息客观系统,提升智能电网管理者的分析决策,从而有效提升信息管理水平。同时,对于智能电网信息的显示方面,也应该要具有个性化的服务,以便能够及时满足对于各种不同用户的多样化需求,确保管理安全性。
2确保智能电网的安全运行
应用无线局域网技术,提供身份验证,将无线局域网技术和智能化的电网通信交融,确保电网通信安全,避免电网用户遭受安全问题。智能电网中,在其通信方,应构建专业的网络安全防护队伍,使工作人员可以积极的监督管理网络通信安全;并且,针对智能电网通信中,构建智能化的网络防控体系,可以提早扫除智能电网的安全侵略,确保当前国家智能电网的运行安全。
3完善电网的标准体系
能够在智能电网中,利用无线技术,确立统一标准体系,传输电网信息。规划智能电网,首先,应该它根据智能电网信息的模块功能以及特点,细分国家电网的信息操作以及电网构成特征,将所得信息数据均用于智能电网的通信模块中,有效发挥电网智能化中的信息技术优势。
4优化电网智能通信模块
(1)及时的响应能力
在变电站自动化系统的数据传输中要存在实时的运行信息和操作控制信息,要及时有效的进行传输,在传输的过程当中要保证系统数据传输的实时性要求;
(2)可靠性高
电力系统在实际的运行过程当中是有其特殊性质的,主要是因为电力系统是24小时不间断运行的,这也直接导致了数据通信也要求24小时不间断,一旦系统中出现了较大失误的时候,就会出现设备以及人员造成非常大的损害,设备破坏,所以我们要求一定要保证变电站自动化系统设备之间的通信可靠性,这也是对智能电子设备数据通信的要求;
(3)具备良好的兼容性
由于变电站是一个高电磁干扰的环境,除了自身通信信号传输通道复杂以外,恶劣的通信环境同样是一个重大的因素,所以说怎样对设备之间数据通信产生的不良影响进行改善,这就要求我们的变电站要具备良好的电磁兼容性,此外在采取其他的一些性对措施来减弱环境对变电站的影响;
(4)结构要分层设计
这里所说的主要是变电站自动化系统的分层,而只有在通信系统设计成分层式方式的时候,变电站自动化系统才能够使用分层的分布式结构,因此我们的工作人员在进行通信设计的时候一定要根据各个层次的实际特点进行针对性的设计;
二.智能变电站的网络通信
1信息记录技术
1.1点对点通信记录技术
(1)确保采样的完整性,信息丢失报警,虽然采样值道德传递方式是通过光纤进行直接传递的,这在很大程度上是避免了信息的丢失,但是由于在实际的传递过程当中,并不是只有光纤传输,还有其他介质存在,再加上软件实际使用能力等原因,就有可能会出现信息丢失的现象,所以说在记录信息之前一定要优先考虑信息丢失所带来的影响;
(2)采样点的离散程度。由于采样值是通过光纤直接进行传输的,在传递给相关的设备之后,采样点间隔的波动和网络结构就已经没有什么关系了。以后出现的波动基本上都是由软件造成的,所以对于这方面的研究只是做一个数据的统计,在以后的对比研究中会用到;
1.2记录方法点
对点的通信报文是目前较好的记录方法之一,因为它能够在不影响通信正常运行的前提下,顺利的从采样值网络中获取真实的采样值信息,因为采样值在点对点的传输当中是不完全都依靠网络进行的,因此它的传输在一定程度上可以摆脱网络交换的环境。但是对于SV通信的记录方法来说,一般是由以下几种方法的:
(1)第一种方法就是合并单元的输出端,一般在合并完单元的输出端之后,就可以直接的从合并单元的输出端获取采样值的信息,实现了对通信的记录,这样的一种方式其实是在源端获取的信息,所以也被称之为原始信息,但是需要注意的是每一个记录仪器只能够听到一个合并单元的采样值信息,所以在实际的操作当中要注意这一点;
(2)第二种方法就是在网络的交换设备方面入手,由于采样组报文是通过组播的形式发送的,因此我们可以根据相应的网络设置,从网络交换设备上面获取相应的采样值报文,这样做最终的采样值信息可能是多个合并单元在网络上面所传输的采样值信息;
(3)第三种方法就是从装置的端输入入手,在装置采样值输入端获取的采样值信息是通过装置进行接收的,通过网络传送之后获取的采样值信息和上面获取信息的形式基本上是相同的,也是每一个端口只能够接收一个装置所发出的采样值信息;由于组网当中采样值的传送是在网络交换设备当中进行的,所以我们在对采样值进行记录的时候,不但要记录采样值的真实传输情况,还要记录采样值传输的真实网络环境,所以说记录的采样值信息也要从网络交换的设备当中进行获取。
三.总结