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1.1實現物理隔離的安全性
在智能電網的諸多安全方面中,物理安全非常重要,其內涵意義是指運營智能電網的系統過程中所必備的各類硬件設施的安全性。其中最主要的有對硬件設備方面被物理非法性的入侵的防范、對無授權物理的訪問的防止以及嚴格按照國家的標準構建機房等。其中,主要的硬件設施有,流量的智能統計器、各類測量的儀器以及各種類型的傳感設施,在通信體系中各類網絡應用設施、主機和數據存儲的空間。
1.2網絡的安全
網絡安全需要智能電網應該具備高可靠性。當前智能網絡的發展規模急劇膨脹,互聯網電網體系逐步形成,復雜的電力系統的結構對電網的安全性和穩定性進行了加強,但其脆弱的防線也成為重大的問題。尤其當前網絡的環境復雜性增強,智能化的攻擊手段防不勝防。個人用戶的網絡信息也不斷受到威脅。智能的終端始終存在漏洞。
1.3數據的安全保障弱、備份能力低
當前盡管對數據的保護以及數據自身安全性的軟件很多,但網絡的復雜化使得風險市場存在。數據被破壞、被盜取,數據庫被侵犯的現狀依然存在。智能電網的數據對于整個國家電力系統的運行都是至關重要的,因而必須制度化的、規范化的進行數據的安全措施,以改善當前的狀況。
2解決智能電網安全的方案
2.1邊界的安全防護
邊界的安全防護著力于有效的的控制與監測該邊界中進出的數據流。檢測的有效機制是以網絡入侵的檢測為基礎,在網絡的邊界進行檢測與清除惡意的代碼,并對網絡進出的信息內容加以濾化。以此來真正實現過濾諸多協議的命令并進行有效的控制,同時對網絡的最大流量以及網絡的連接數進行限制,提升智能電網的安全性和節約性。以會話的狀態和信息為基礎進行安全性分析,提升對不良信息的拒絕能力,以單位對允許或者拒絕信息對網內資源的訪問進行決策。其中,實現這一功能最有效的軟件即建設邊界的防火墻。因而,必須明確的找出網絡區域的安全邊界,以此來在各個點設置防火墻。
2.2網絡環境的安全保護
對于我國的電網公司而言,其網絡點安全問題產生于各個單位的網點。這樣網絡的大環境下,必須進行安全的防護以保證智能電網的安全性和不斷的發展。
2.2.1從結構上提高各網絡設備的性能,提升其對電網業務的處理力度并始終存有大量的空間。這樣,在智能電網面臨高峰期的業務階段時,線路和設備的設置能夠滿足其繁雜而大量的業務需求。
2.2.2安全的接入方面必須有效的控制安全的接入控制,運用當前最主要的協議類型,實現全網絡的控制。對非注冊的主機進行控制,使其無法對網絡進行使用,有效的保護主機。實現資源的安全存儲,避免外來信息的非法訪問。
2.2.3安全的管理設備在網絡的設備登錄中,必須設置身份的驗證,限制管理員的網絡設備登陸地址。設置的口令必須要更強、更長、更復雜,同時定時進行變更。對同一用戶進行連續登錄實行失敗次數記錄,超過一定次數變進行鎖定。
2.2.4對安全弱點進行掃描在智能電網內部網絡中,進行漏洞的掃描系統設定,對網絡系統、相關的設備以及數據資料庫定期掃描,及時發現錢富裕系統中的漏洞,防范攻擊。
3結束語
隨著經濟的不斷發展,電力需求量也越來越大,大電網的建設必然是今后電力事業發展的方向,這也就意味著電網的結構也會越來越復雜,我國地理地域遼闊氣候復雜,因此電網所面臨的條件很復雜,這就需要利用先進的電力電子技術,采用先進的電子裝置來調控電力系統,以增強電網的構架,避免電網故障的擴散,并增強電網的故障抵抗和故障恢復能力,這些問題都是可以通過先進電力電子技術的應用得到改善。社會的進步對電能的需求量變大同時對電能的質量要求也是越來越高,輸出電能質量如果達不到要求會對整個電網產生重大影響,帶來的損失也是不可估量的。先進電力電子設備可以改善電網電能質量,大大的提高輸電效率和經濟發展。能源是整個人類社會存在與發展的物質基礎,更是經濟快速穩定增長的根本驅動力。隨著常規化石能源的不斷消耗以及生態平衡、環境污染等能源安全問題的日益突出,以清潔無污染、循環可再生為特點的太陽能、風能、生物質能等新能源的開發利用越來越受到世界各國的高度重視。我國雖然是當今世界上最大的發展中國家,能源資源總量豐富,但是資源分布不均衡,開發利用難度較大,且人均擁有量較低。當前正值經濟飛速發展、能源高消耗時期,以常規化石能源為主要能源造成的環境污染問題與經濟快速發展之間的矛盾較為突出。為了從根本上解決我國的能源問題,滿足經濟穩定增長和社會和諧發展的需要,必須保護生態環境,實行能源的可持續發展戰略。一方面要大力提高能源利用效率,另一方面則是加快風能、太陽能等新能源的開發利用進度。這些新能源的發對電力電子器件的要求更高。
2先進電力電子技術在智能電網中的應用
柔流輸電包括SVC和STATCOM,通過SVC進行無功補償的電壓輸出諧波大、基波損耗高、占地面積較大,因此,用STATCOM進行無功補償成為電力系統無功補償的主要方法。靜止同步補償器(StaticSynchronousCompensator,STATCOM)是柔流輸電系統的核心裝置和技術之一。1976年,美國人L.Gyugyi第一次提出了它的概念,即利用半導體變流器進行無功補償的理論。通過對系統無功功率實現動態無功補償,提高系統暫態電壓穩定性,確保系統運行安全,改善系統的穩態性能和動態性能。與傳統的無功補償裝置相比,STATCOM裝置能夠連續調節無功,輸出諧波小,器件損耗低,運行范圍寬,調節速度快,可靠性高等優點;其輸出電流在電網電壓低時不受影響,具有較硬的低壓無功功率特性;而且接入系統后不會改變系統阻抗特性引起振蕩。近年來,世界上有很多學者都從事STATCOM裝置的研究工作,無論是裝置容量還是產品性能都有了很大的提高。新型電力電子器件(如:IGBT、GTO、IGCT等)、多重化、多電平和單相橋串聯等技術被應用到STATCOM裝置中,以提高裝置容量和電壓等級,并通過現代控制技術,提高系統電壓穩定性,改善裝置輸出諧波。
許多先進的控制方法,例如遞歸神經網絡自適應控制、模糊控制、比例積分(PI)控制、微分代數控制、魯棒性自適應控制等被應用到STAT-COM裝置非線性特性的研究中。在世界上針對STATCOM裝置的研究工作中,STATCOM裝置的仿真建模及其控制方法研究始終是重點。世界各國對STATCOM的研究,STATCOM技術和應用情況都取得了突破性的進展。現代電力電子技術、多重化、多電平和單相橋串聯等技術使STATCOM工作性能得到很大的提高。再加上先進控制方法的加入更提高了STATCOM工作的穩定性,使之在電力系統領域的應用更加廣泛。關于STATCOM的研究有很多問題,但是最重要的還是它的建模和控制問題,這將直接影響著STATCOM的整體性能。國際上關于STATCOM的研究由來已久,日本是最先運用STATCOM裝置的國家,緊接著美國也在STATCOM的研究上取得成功,并和日本聯合研制了世界上第一臺采用GTO進行逆變的STATCOM,在1991年投入運行取得很好的效果。之后的德國在1997年也研制出大型的STATCOM裝置并在丹麥的風電場投入運行。我國雖然起步晚,但是發展速度極快,清華大學在1999年研制出20Mvar的STATCOM裝置,在2011年我國南方電網研究出世界上最大容量的STATCOM裝置,并在東莞投入運行取得良好的效果。從此我國成為能夠研制出大容量STATCOM裝置的國家之一,但是仍有許多不足之處有待改進。
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對消費者的具體用電情況進行收集、測量、分析以及儲存,能夠有效實現信息采集、實時通信、數據綜合分析、需求響應以及雙向計量。高級量測體系技術是智能營銷基礎技術、能源分布式接入以及用戶雙向互動的基礎保障和重要技術支持。量測數據管理系統、通信網絡以及智能電表是目前我國智能電網高級量測體系技術的主要組成部分。
二、智能電網技術在用電營銷中的應用
(一)智能化抄表
隨著我國智能電網技術的不斷發展,智能化抄表不斷應用于我國電力營銷中,有效提高了我國用電營銷效率。遠程抄表和抄表設備智能化是目前我國電力營銷中智能化抄表的主要體現。遠程抄表即是利用智能電表上的后臺控制系統和數據采集模塊,采用低壓配電線、通信網絡、現場總線以及串口數據傳輸等通訊技術,遠程自動抄錄、統計用戶智能電表用電表數據,同時進行自動計費。對于一些未能實施遠程抄表的地區,抄表人員可以攜帶準確可靠、便于操作的智能化抄表設備進行實地抄表,及時掌握用戶的用電信息。
(二)智能化自動配電系統
智能化自動配電系統即是綜合運用微機控制技術、電力網絡技術以及通訊網絡技術,構建用電營銷智能化系統,提升用電營銷效率。目前,我國用電營銷中的智能化自動配電系統具有覆蓋范圍廣、供電可靠性高以及監控實時性強的優勢,同時為遠程抄表提供了信息交流基礎。目前,我國智能化自動配電系統在功能方面不斷完善,已能夠兼容GPRS通訊網絡,同時也有效實現了用電營業管理信息系統與自動抄表系統之間資源共享,有效提升了我國用電營銷管理水平。
(三)營配信息通信一體化平臺
營配信息通信一體化平臺即是在拓撲關系、基礎資源、客戶資料模型以及電網設施的基礎上,采用先進現代化信息傳輸技術,構建用戶停屈媛媛國網陜西省電力公司電力科學研究院陜西西安710000電管理、供電穩定性管理、報裝業擴輔助以及線損管理和電網CIS一體化的信息服務平臺。主、輔、補充相結合的信道組合是目前我國營配信息通信一體化平臺的主要傳輸通道,該傳輸線路以光纖為主要通道,寬帶無線網絡為輔助通道,并在傳輸過程中采用公共信息網絡進行有效補充。目前,我國營配信息通信一體化平臺了公共有效確保用戶用電信息傳輸的正確性、完整性以及及時性,同時也便于電力企業對電力營銷的實時監控和維護,推動了我國電力營銷的不斷發展。
(四)智能交互儀表
智能交互儀表即是利用網絡將采集到的有價值的客戶用電信息自行向電力相關部門傳遞的設備。智能交互儀表為雙向交流溝通渠道,電力相關部門能夠實時、準確地跟蹤和監控電力傳輸和營銷,對于電力運輸及儲存過程中出現的耗損情況和環節能夠及時發現,同時采取相關解決措施,有效避免電網出現盜電現象。
三、結束語
我國電力通信已逐步進入數字通信時代,主推移動通信、注重通信軟件的發展,由于光纖傳輸的優勢而逐漸替代傳統的同軸電纜組成的電力通信網的結構,同時,電網的程控模式使電力通信控制更加便捷。智能電網的開展使發電廠、電力部門和變電所等組成部分之間的通信更加方便。電網結構不斷優化、通信技術的加速發展,推進了電力通信網的發展。隨著改革開放進程的不斷加深,電網在我國已實現了全面覆蓋,全國水利發電、火力發電、風力發電及新能源發電等總發電量已基本能滿足所有用戶的用電需求,電網規模龐大,但是很多地方的電網質量還有待提高。隨著電網的大力發展,電力通信技術也隨之發展,通信機構不斷增多,國家科研投入增加,逐漸形成較為完善的管理模式和技術標準,都有利于電網通信的智能化發展。
2電力通信技術在智能電網中的應用
為了實現智能電網的全面建設,穩健的電力通信技術是基礎。智能電網對改善公眾用電需求,用電質量和電網安全維護等方面有著重要意義。電力系統質量的好壞直接關系著國家安全,當然智能電網的建設也給電力通信提出了新的要求。首先,要求電力通信平臺朝多功能化發展,為智能電網提供通信信道。同時,要求更加開放的電力通信平臺,使網絡通信趨于標準化,各設備間的通信便捷化。電力通信系統已經遍及變電站、發電站和輸電站等電網的末端,全面保護電網信息的獲取與保護。電力通信具備高可靠性,較強的抗攻擊性和保密性,確保電力網絡的安全運行。智能電網的生產運營中,需電力通信系統的自動調度、網絡經營、現代化管理等支持以使其安全運行。電力通信主要分為發電、輸電、配電、調度和用電等6個部分。智能電網的建設主要包括以下幾個部分:
(1)應加大資金投放,使配電網綜合化發展。
(2)妥善處理好通訊、電力通道和環境保護間的關系,尋求可持續發展。
(3)增加電力通訊與國外先進通訊的合作力度,加強與國外通訊公司的文化交流,便于技術交流。電網的管理技術也是智能電網成功的關鍵,可以充分分析用戶的用電數據,以更好的實現電網調度、電網構建,并提升管理的自動化水平。智能電網的建設目的是實現電能信息的智能化采集、統計、查詢和線路分析,實現雙向通信、傳輸速度快、帶寬高的通信網絡。智能電網的構建需要完善的通信系統的支持,高效實時、集成性高的特點是大型電網實現實時信息動態交換的基礎。對提高我國電網系統運行的安全、經濟特性有著積極的影響。今年來無線通信技術、嵌入式技術的發展也未網絡傳輸的智能化發展提供了便利,是數據監控和數據傳輸更加高效。
3電力通信技術中存在的問題
電網覆蓋面和構建規模都不斷增大,作為電網信息通道的電力通信系統,是組成智能電網的重要部分。智能電網的建設,應借鑒過往電網建設存在許多企業級標準的經驗教訓,應制定統一的電網運行標準,進行統一規劃。盡管目前電力通信平臺開放性不斷增強,通信模式的標準化程度不斷提高,設備間的通信暢通,網絡覆蓋面廣,并實現各電網末端的全覆蓋。這也便利了智能電網在數據采集和數據保護。但仍然存在許多不足之處需要改進,如實時、雙工通信和大容量的接入網的缺乏等。首先,在智能電網對調度、決策、控制自動化技術要求不斷增加的同時,對技術創新的要求性也增加,也是智能電網能夠在未來更好造福于民的前提。同時,在倡導低碳環保、綠色節能、循環利用的今天,對電力系統本身的能源浪費和利用的要求提高不少,對電力發展與周圍環境的發展應該引起重視,確保遵循可持續發展的科學發展觀。其次,人力資源特別是高端通信人才的缺乏。電力通信持續發展,同時學校教育中知識較為陳舊,且缺少實際應用和實習,因此存在脫節現象。人才的貧乏制約著電力通信的發展,因此,注重通信人才的培養,鼓勵學習高端通信技術,加強通信人才的培訓對電力事業的發展影響重大。
4結論
針對我國電力資源,多數集中在中東部地域,智能電網的運用實現脫離工業發展軌道,在通信分配上缺乏平衡,智能電網實際運用中,在其傳送網絡信息之時,由于當前智能電網缺乏統一標準及配置規則,導致無法確定定位網絡通信中的信息路徑,則可能會導致數據的包丟失。在智能電網之中,智能電網系統設備覆蓋范圍廣泛,信息和通信體系類型不同,不能確保協調運作。對此,實現電網智能化,提供客戶的大范圍信息服務,有效解決電網信息通信關鍵問題。
二、優化當前智能電網信息和通信技術
1完善信息管理技術
在智能電網中,其智能電網信息技術管理之中,主要是包括針對電網信息的采集、分析,以及針對電網信息的顯示、管理,可以有效確保信息采集的高準確性。在管理中,可以通過分析智能電網信息客觀系統,提升智能電網管理者的分析決策,從而有效提升信息管理水平。同時,對于智能電網信息的顯示方面,也應該要具有個性化的服務,以便能夠及時滿足對于各種不同用戶的多樣化需求,確保管理安全性。
2確保智能電網的安全運行
應用無線局域網技術,提供身份驗證,將無線局域網技術和智能化的電網通信交融,確保電網通信安全,避免電網用戶遭受安全問題。智能電網中,在其通信方,應構建專業的網絡安全防護隊伍,使工作人員可以積極的監督管理網絡通信安全;并且,針對智能電網通信中,構建智能化的網絡防控體系,可以提早掃除智能電網的安全侵略,確保當前國家智能電網的運行安全。
3完善電網的標準體系
能夠在智能電網中,利用無線技術,確立統一標準體系,傳輸電網信息。規劃智能電網,首先,應該它根據智能電網信息的模塊功能以及特點,細分國家電網的信息操作以及電網構成特征,將所得信息數據均用于智能電網的通信模塊中,有效發揮電網智能化中的信息技術優勢。
4優化電網智能通信模塊
(1)及時的響應能力
在變電站自動化系統的數據傳輸中要存在實時的運行信息和操作控制信息,要及時有效的進行傳輸,在傳輸的過程當中要保證系統數據傳輸的實時性要求;
(2)可靠性高
電力系統在實際的運行過程當中是有其特殊性質的,主要是因為電力系統是24小時不間斷運行的,這也直接導致了數據通信也要求24小時不間斷,一旦系統中出現了較大失誤的時候,就會出現設備以及人員造成非常大的損害,設備破壞,所以我們要求一定要保證變電站自動化系統設備之間的通信可靠性,這也是對智能電子設備數據通信的要求;
(3)具備良好的兼容性
由于變電站是一個高電磁干擾的環境,除了自身通信信號傳輸通道復雜以外,惡劣的通信環境同樣是一個重大的因素,所以說怎樣對設備之間數據通信產生的不良影響進行改善,這就要求我們的變電站要具備良好的電磁兼容性,此外在采取其他的一些性對措施來減弱環境對變電站的影響;
(4)結構要分層設計
這里所說的主要是變電站自動化系統的分層,而只有在通信系統設計成分層式方式的時候,變電站自動化系統才能夠使用分層的分布式結構,因此我們的工作人員在進行通信設計的時候一定要根據各個層次的實際特點進行針對性的設計;
二.智能變電站的網絡通信
1信息記錄技術
1.1點對點通信記錄技術
(1)確保采樣的完整性,信息丟失報警,雖然采樣值道德傳遞方式是通過光纖進行直接傳遞的,這在很大程度上是避免了信息的丟失,但是由于在實際的傳遞過程當中,并不是只有光纖傳輸,還有其他介質存在,再加上軟件實際使用能力等原因,就有可能會出現信息丟失的現象,所以說在記錄信息之前一定要優先考慮信息丟失所帶來的影響;
(2)采樣點的離散程度。由于采樣值是通過光纖直接進行傳輸的,在傳遞給相關的設備之后,采樣點間隔的波動和網絡結構就已經沒有什么關系了。以后出現的波動基本上都是由軟件造成的,所以對于這方面的研究只是做一個數據的統計,在以后的對比研究中會用到;
1.2記錄方法點
對點的通信報文是目前較好的記錄方法之一,因為它能夠在不影響通信正常運行的前提下,順利的從采樣值網絡中獲取真實的采樣值信息,因為采樣值在點對點的傳輸當中是不完全都依靠網絡進行的,因此它的傳輸在一定程度上可以擺脫網絡交換的環境。但是對于SV通信的記錄方法來說,一般是由以下幾種方法的:
(1)第一種方法就是合并單元的輸出端,一般在合并完單元的輸出端之后,就可以直接的從合并單元的輸出端獲取采樣值的信息,實現了對通信的記錄,這樣的一種方式其實是在源端獲取的信息,所以也被稱之為原始信息,但是需要注意的是每一個記錄儀器只能夠聽到一個合并單元的采樣值信息,所以在實際的操作當中要注意這一點;
(2)第二種方法就是在網絡的交換設備方面入手,由于采樣組報文是通過組播的形式發送的,因此我們可以根據相應的網絡設置,從網絡交換設備上面獲取相應的采樣值報文,這樣做最終的采樣值信息可能是多個合并單元在網絡上面所傳輸的采樣值信息;
(3)第三種方法就是從裝置的端輸入入手,在裝置采樣值輸入端獲取的采樣值信息是通過裝置進行接收的,通過網絡傳送之后獲取的采樣值信息和上面獲取信息的形式基本上是相同的,也是每一個端口只能夠接收一個裝置所發出的采樣值信息;由于組網當中采樣值的傳送是在網絡交換設備當中進行的,所以我們在對采樣值進行記錄的時候,不但要記錄采樣值的真實傳輸情況,還要記錄采樣值傳輸的真實網絡環境,所以說記錄的采樣值信息也要從網絡交換的設備當中進行獲取。
三.總結