導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇智能電網(wǎng)的意義，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

（一）智能電網(wǎng)的定義

智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的智能化（智電電力），也被稱為“電網(wǎng)2.0”，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)，其主要特征包括自愈、激勵(lì)和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動(dòng)電力市場(chǎng)以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運(yùn)行。

（二）電力使用安全性對(duì)低碳電力的要求

為了保證電力系統(tǒng)能夠快速實(shí)現(xiàn)供電可靠的性能，必須確定一個(gè)電力系統(tǒng)的最優(yōu)使用容量，也就是在可靠性供電與供電預(yù)算之間確立一個(gè)支撐點(diǎn)，使得預(yù)算成本與可靠性能之間可以相互衡量。對(duì)于我國(guó)來說，能夠全面根據(jù)系統(tǒng)的邊際容積來預(yù)測(cè)與估量供電時(shí)的可靠性能。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)中的發(fā)電構(gòu)成一旦發(fā)生較大的轉(zhuǎn)變，邊際容量的數(shù)值與EEU之間的關(guān)系便會(huì)有一定的變化。所以，在研究供電可靠性的高水平發(fā)展期間，確定一套合理全面的可靠性測(cè)量技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)低碳電力系統(tǒng)來說尤為重要，要想做到這些一定要保證在實(shí)行基礎(chǔ)上滿足一些固定的條件，比如：（1）需要一定數(shù)量的低碳發(fā)電機(jī)來供電，保證供電的可持續(xù)性；（2）準(zhǔn)備充足的發(fā)電燃料，隨時(shí)滿足發(fā)電需要；（3）發(fā)電燃料盡量滿足多樣化，以保證發(fā)電燃料短缺時(shí)不會(huì)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)造成威脅；（4）保證市場(chǎng)上的價(jià)格信號(hào)穩(wěn)定且具體，使得系統(tǒng)的不平衡性盡可能的降低。

（三）智能電網(wǎng)的形成要素

智能電網(wǎng)主要特征要素歸納為六點(diǎn)，即具有堅(jiān)強(qiáng)、自愈、兼容、經(jīng)濟(jì)、集成、優(yōu)化等特征。要想使得智能電網(wǎng)有效的支撐起電力系統(tǒng)，必須要保證其規(guī)劃、技術(shù)、運(yùn)行以及用電方面的機(jī)制得以全面確立，在此基礎(chǔ)上要保證其環(huán)保性與智能性充分發(fā)揮出來。這幾種機(jī)制的確定首先要從源頭找出規(guī)劃的目的，使得能源得以轉(zhuǎn)變，加強(qiáng)環(huán)保與可再生的性能，使得低碳發(fā)展更加快捷迅速；然后從開展低碳技術(shù)作為出發(fā)點(diǎn)，在已知的條件下保證運(yùn)行與推廣更加廣泛全面；最后，要保證大量低碳發(fā)電設(shè)備能夠一齊運(yùn)行，使得智能電網(wǎng)得到更好的發(fā)展。

二、智能電網(wǎng)對(duì)低碳電力系統(tǒng)的支撐意義及其實(shí)現(xiàn)方法

（一）智能電網(wǎng)對(duì)低碳電力系統(tǒng)的支撐意義

根據(jù)以上對(duì)智能電網(wǎng)目標(biāo)的探究，我們可以看出，低碳電力系統(tǒng)實(shí)施的主要意義在于實(shí)施環(huán)保輸電與用電，實(shí)現(xiàn)低碳化意識(shí)，使得電力系統(tǒng)能夠得到更好的支撐作用。從具體角度分析，智能電網(wǎng)的環(huán)保作用主要分為直接階段與間接階段。直接階段是指從根源處使得化石燃料消耗量減小；間接階段是指通過提高終端能效、減少過程損耗所帶來的節(jié)電量，進(jìn)而使得源頭能源使用量減?。恢苯訙p排效益是指由于減少源頭能源使用所減少的CO排放量；間接減排效益是指通過優(yōu)化投資，實(shí)施更多的能效項(xiàng)目，進(jìn)而帶來減排效益。

（二）實(shí)現(xiàn)低碳電力系統(tǒng)的方法

篇2

1 縣級(jí)智能電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的重要意義

1.1 有利于供電可靠性的提升

在縣級(jí)智能電網(wǎng)自動(dòng)化中，利用線路上自動(dòng)化開關(guān)可減少停電時(shí)間，縮小停電范圍，保證供電的穩(wěn)定性和可靠性；在“手拉手”聯(lián)絡(luò)開關(guān)的作用下，可根據(jù)實(shí)際用電需求對(duì)負(fù)荷進(jìn)行轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)帶，并準(zhǔn)確定位故障地點(diǎn)；智能電網(wǎng)中，主站具備監(jiān)測(cè)功能，可對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障隱患。由此可以看出，智能電網(wǎng)具備供電穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，能夠有效改善用戶用電條件，提升配網(wǎng)供電能力，更好地滿足生產(chǎn)、生活的用電需求。

1.2 有助于促進(jìn)供電企業(yè)的發(fā)展

縣級(jí)智能電網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)行，可實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的自動(dòng)化調(diào)整，有利于減少電量損失和線損，降低電網(wǎng)損耗，保證電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，智能電網(wǎng)運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)，進(jìn)一步提升了電網(wǎng)的自動(dòng)化控制水平，并且還可以降低維護(hù)費(fèi)用，節(jié)約資金支出，有利于增強(qiáng)供電企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 能大幅度提高經(jīng)濟(jì)效益

通常情況下，停電會(huì)引起相應(yīng)的電費(fèi)損失，其計(jì)算公式如下：

在式（1）當(dāng)中， 代表停電造成的損失（元/年）； 代表平均損失1kWh電量折合人民幣的價(jià)值，可以取20； 代表負(fù)荷功率（單位：kW）； 代表斷路器故障率（老式油開關(guān)的故障率設(shè)定為0.5次/km?年）；L代表線路長(zhǎng)度；t表示停電檢修持續(xù)時(shí)間（取4h）。

以某縣級(jí)配網(wǎng)中12km長(zhǎng)的線路為例，其負(fù)荷為8000kW（假設(shè)平均分布）。實(shí)現(xiàn)智能配網(wǎng)自動(dòng)化后，在10kV線路上加裝3臺(tái)自動(dòng)重合器，使整條線路分為4個(gè)區(qū)段，每段的負(fù)荷功率為2000kW，自動(dòng)重合器的應(yīng)用使平均故障率降低到0.1次/（km?年），檢修持續(xù)時(shí)間縮短至2h，設(shè)備故障斷電或是檢修停電均為某一段，長(zhǎng)度為3m。未實(shí)施自動(dòng)化前，該線路每年因停電造成的電費(fèi)損失為3840000（元/年）。智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化后，該線路每年因停電造成的電費(fèi)損失為24000（元/年），可降低電費(fèi)損失381.6萬元/年，由此所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益非常巨大。

2 縣級(jí)智能電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的合理化建議

2.1 自動(dòng)化建設(shè)的總體思路

在架空線路或混合線路的主干線上采取就地式饋線自動(dòng)化建設(shè)，并將故障自動(dòng)定位技術(shù)應(yīng)用到架空線路或混合線路的第一級(jí)分支線上，實(shí)現(xiàn)近期建設(shè)目標(biāo)，即通過就地式饋線自動(dòng)化與故障自動(dòng)化定位相配合，構(gòu)建“二遙”綜合系統(tǒng)；充分考慮基建配電網(wǎng)新建情況，或配電房、開關(guān)站的改造情況，在此基礎(chǔ)上配套進(jìn)行電網(wǎng)自動(dòng)化改造，建設(shè)起“三遙”綜合系統(tǒng)；對(duì)不在配電網(wǎng)改造計(jì)劃范圍內(nèi)的開關(guān)站、配電房、電纜分接箱，以及純電纜線路，可先應(yīng)用故障自動(dòng)定位技術(shù)，而后再逐步擴(kuò)大自動(dòng)化建設(shè)范圍。

2.2 自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)途徑

（1）主站。縣級(jí)配網(wǎng)自動(dòng)化主站可以采用集中采集、分區(qū)應(yīng)用的模式進(jìn)行建設(shè)，該模式具體是指在地方供電局的調(diào)控中心內(nèi)建設(shè)配電自動(dòng)化主站，對(duì)轄區(qū)范圍內(nèi)所有配電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行集中采集和處理。同時(shí)可在縣供電公司建設(shè)遠(yuǎn)程工作站，對(duì)轄區(qū)范圍內(nèi)配電設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。地方供電局的配網(wǎng)自動(dòng)化可以就地式饋線自動(dòng)化為主，主站可選擇集成型主站，這樣能夠滿足未來的發(fā)展需要，減少重復(fù)建設(shè)；軟件根據(jù)簡(jiǎn)易型的原則進(jìn)行配置，先實(shí)現(xiàn)故障快速定位功能，逐步實(shí)現(xiàn)饋線故障自動(dòng)化處理、事故反演、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等功能。（2）饋線自動(dòng)化選型。就地饋線自動(dòng)化較為常用的方式有兩種，一種是電壓時(shí)間型，另一種是電壓電流型，這兩種類型的就地饋線自動(dòng)化均適用于架空線路和混合線路，前者采用的是自動(dòng)化負(fù)荷開關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)故障區(qū)段的快速隔離和非故障區(qū)段的快速?gòu)?fù)電，但在故障發(fā)生時(shí)，變電站出線斷路器需要完成兩次重合閘，并且要承受故障電流的沖擊，這樣容易對(duì)站內(nèi)電氣設(shè)備的運(yùn)行造成影響；后者是在主干線上設(shè)置分段斷路器，其不僅能夠減少變電站出線斷路器的跳閘次數(shù)，從而降低對(duì)站內(nèi)電氣設(shè)備運(yùn)行的影響，同時(shí)還能使故障停電范圍縮小，有助于確保線路的供電可靠性。通過兩種方式的對(duì)比，建議在縣級(jí)智能配網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)中，采用電壓電流型就地饋線自動(dòng)化。（3）故障自動(dòng)化定位。根據(jù)饋線自動(dòng)化開關(guān)布點(diǎn)，合理選擇故障指示器的安裝位置。在10kV線路中，可將自動(dòng)化故障指示器分別設(shè)置在4個(gè)不同分支線上。若在線路T接處安裝故障指示器，則應(yīng)多設(shè)置一套指示器；選擇主站架空線路中分支線路與主干線的連接處，設(shè)置一套自動(dòng)化故障指示器；采用太陽能板和電池混合供電的方式，為故障指示器提供電源，滿足通信終端工作的用電需要；在10m范圍內(nèi)，故障指示器可與一套通信終端實(shí)現(xiàn)無線通信，通過通信終端向主站上傳送遙測(cè)信息。

3 結(jié)語

總之，在智能電網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程中，配電網(wǎng)自動(dòng)化是一個(gè)主流趨勢(shì)，通過配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，不但能夠使供電可靠性進(jìn)一步提升，而且還能提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，有利于促進(jìn)企業(yè)穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展。鑒于此，應(yīng)當(dāng)加快縣級(jí)智能電網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)速度，提高縣級(jí)電網(wǎng)的自動(dòng)化水平，這對(duì)于促進(jìn)縣級(jí)電力事業(yè)的發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 顏志強(qiáng).智能配電網(wǎng)與配電自動(dòng)化的分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（12）：69-70.

篇3

近年來，我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快，飛速發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)致我國(guó)企業(yè)和個(gè)人對(duì)于各種能源的需求量大大增加。能源的消耗同時(shí)給全球的環(huán)境和生態(tài)帶來了嚴(yán)重的破壞。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，人們開始注重研究新技術(shù)和方法來充分利用可再生能源。在這種狀況下，智能電網(wǎng)理論被提出，它能夠有效對(duì)能源進(jìn)行節(jié)約，在實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的過程中具有重大的意義。而現(xiàn)階段智能電表的應(yīng)用能夠有效促進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展。

1智能電表的原理

伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，近年來科學(xué)家在電子式電表的基礎(chǔ)上研發(fā)了智能電表。同傳統(tǒng)的電表相比，智能電表在運(yùn)行職能和構(gòu)成方面都具有非常大的進(jìn)步。電流電壓線圈和鋁盤等是傳統(tǒng)電表的重要組成部件，當(dāng)渦流被能夠移動(dòng)的鋁盤進(jìn)行感應(yīng)之后再用電流線圈相互影響是傳統(tǒng)電表的工作過程。而電子元器件是智能電表的組成部件，其在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中首先要將用電者的電壓和電流進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，集成電路是由專門的電能表來進(jìn)行的，并將采集到的信息進(jìn)行有效的處理，并將其轉(zhuǎn)換成與電能成正比的脈沖進(jìn)行輸出。在最后，處理和控制工作室有單片機(jī)來執(zhí)行的，以用電量的形式將脈沖進(jìn)行顯示。

2智能電表的擴(kuò)展功能研究

同傳統(tǒng)的電表相比，提供雙向計(jì)量功能是智能電表最大的功能特點(diǎn)，它能夠有效監(jiān)視各大用電戶所擁有的電能質(zhì)量，同時(shí)還擁有自動(dòng)抄表（AMR）和將電價(jià)進(jìn)行分時(shí)段計(jì)算的功能，數(shù)據(jù)處理能力也比傳統(tǒng)的電表高很多。近年來智能電表的應(yīng)用越來越廣泛，它具有多種拓展功能，在這里重點(diǎn)將配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)進(jìn)行分析。

2.1傳統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)

種類繁多和性質(zhì)不同的負(fù)荷是電力系統(tǒng)最主要的特點(diǎn)之一，同時(shí)，人們?cè)谌粘Ｉ钪杏秒姷倪^程中是不規(guī)律的，因此，普通的解析式是無法將如此大量的負(fù)荷進(jìn)行累加的。從供電需求及社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方面來講，對(duì)于負(fù)荷的估計(jì)和預(yù)測(cè)不可忽視。人們?cè)谌粘５纳町?dāng)中需要預(yù)測(cè)負(fù)荷，這樣才能夠?qū)⑿枰玫碾娏M(jìn)行提前的估計(jì)，保證工作和生活的正常進(jìn)行，此時(shí)就需要充分調(diào)查和分析歷史數(shù)據(jù)。預(yù)測(cè)結(jié)果能夠影響用電低谷設(shè)備的采用和蓄冷蓄熱技術(shù)的應(yīng)用等，能夠轉(zhuǎn)變用戶用電的高峰期和低谷期，這樣一來就能夠促進(jìn)系統(tǒng)更加可靠和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行[1]。

伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)近年來得到了很大的進(jìn)步，例如，灰色預(yù)測(cè)技術(shù)、指數(shù)平滑預(yù)測(cè)技術(shù)等，尤其是SCADA裝置的有效應(yīng)用，使我國(guó)的配電網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)得到及時(shí)的收集和傳送。然而SCADA對(duì)于數(shù)據(jù)的有效測(cè)量才能夠促進(jìn)負(fù)荷預(yù)測(cè)的順利進(jìn)行，但是現(xiàn)階段自動(dòng)化在我國(guó)的配電網(wǎng)當(dāng)中不夠發(fā)達(dá)，嚴(yán)重缺少測(cè)量模塊，SCADA只能在饋線一級(jí)進(jìn)行應(yīng)用，然而眾多的負(fù)荷是無法得到及時(shí)準(zhǔn)確的測(cè)量的。

2.2在智能電表基礎(chǔ)上的廣域負(fù)荷預(yù)測(cè)

傳統(tǒng)的電表在應(yīng)用過程中會(huì)使網(wǎng)損現(xiàn)象發(fā)生在配電網(wǎng)線路當(dāng)中，這是SCADA技術(shù)在進(jìn)行負(fù)荷測(cè)量當(dāng)中的缺陷。智能電表之所以能夠?qū)⒇?fù)荷進(jìn)行更準(zhǔn)確的測(cè)量是由于它被安裝與用戶的一端，同時(shí)在整體的測(cè)量元件當(dāng)中它屬于最底層的元件，這就在很大程度上能夠?qū)y(cè)量負(fù)荷的精確度進(jìn)行提高。如果想要將某一區(qū)域內(nèi)在某一時(shí)間段內(nèi)的負(fù)荷值進(jìn)行真實(shí)的展現(xiàn)，我們可以將該區(qū)域內(nèi)的智能電表數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理來實(shí)現(xiàn)，這樣一來就能夠細(xì)化電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

然而在進(jìn)行這樣的操作過程中我們要充分考慮到如果將該區(qū)域某一時(shí)間段內(nèi)的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，那么傳輸過程中是否能夠得到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的支持，以及頂端系統(tǒng)解決這樣大量數(shù)據(jù)的方法是什么。所以此時(shí)我們應(yīng)該將智能測(cè)量裝置安裝與饋線的出口處，它們是能夠與智能電表進(jìn)行通信相連的，智能電表數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)的處理都由這些裝置來完成，這樣就能夠?qū)跋到y(tǒng)處理數(shù)據(jù)的壓力進(jìn)行較小。分級(jí)處理數(shù)據(jù)的方法能夠促進(jìn)通信上的順暢[2]。

2.3支持向量機(jī)負(fù)荷預(yù)測(cè)

在對(duì)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)的過程中，其精度大小影響很重要的一個(gè)因素就是對(duì)核函數(shù)的選擇。長(zhǎng)久以來人們對(duì)于核函數(shù)的選擇都進(jìn)行了大量的研究，在這些研究數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上，在這里我們選擇SVM的核函數(shù)的時(shí)候以指數(shù)函數(shù)來作為代表進(jìn)行研究。近年來，經(jīng)過不斷的研究和調(diào)查，我們了解到能夠嚴(yán)重影響SVM的性能表現(xiàn)的是寬度參數(shù)和懲罰系數(shù)在核函數(shù)當(dāng)中的體現(xiàn)。我們?cè)谶M(jìn)行研究的過程中，在0.001與10之間固定懲罰系數(shù)c和不敏感損失參數(shù)ε，如果寬度參數(shù)不斷增大那么訓(xùn)練集中的標(biāo)準(zhǔn)均方差以后增大。因此，當(dāng)較小的寬度參數(shù)σ2過學(xué)習(xí)現(xiàn)象就會(huì)出現(xiàn)在SVM與訓(xùn)練集當(dāng)中。因此，SVM的泛化能力是受到寬度參數(shù)的重要影響的。但是，不敏感損失參數(shù)ε在變大的過程中會(huì)引起支持向量樹木的減少，還會(huì)造成一定程度的波動(dòng)出現(xiàn)在訓(xùn)練時(shí)間當(dāng)中。這就表明，預(yù)測(cè)精度和泛化能力在SVM當(dāng)中受到不敏感損失參數(shù)ε的影響幾乎可以忽略不計(jì)。模型的性能會(huì)受到SVM參數(shù)選擇的嚴(yán)重影響，在現(xiàn)階段的發(fā)展當(dāng)中SVM的參數(shù)選擇還缺少公認(rèn)有效的結(jié)構(gòu)化方法。

3結(jié)語

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，社會(huì)經(jīng)濟(jì)在發(fā)展過程中對(duì)于能源的需求量大大增加，能源的消耗給環(huán)境和生態(tài)帶來了巨大的損害。在這種情況下我國(guó)應(yīng)積極充分利用現(xiàn)有能源，減少能源的浪費(fèi)。智能電表的研發(fā)并使用有效的對(duì)我國(guó)個(gè)人和企業(yè)的用電情況進(jìn)行了監(jiān)督和控制，以獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)提高了人們的節(jié)能意識(shí)。同時(shí)，我們還應(yīng)該注意到智能電表的種種擴(kuò)展功能，尤其在負(fù)荷預(yù)測(cè)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。通過對(duì)智能電表這一智能終端的有效應(yīng)用， 促進(jìn)了整個(gè)電網(wǎng)處理的優(yōu)化。

篇4

1.1智能電網(wǎng)推動(dòng)我國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展電力系統(tǒng)的發(fā)展是以電力電子技術(shù)和信息化技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)的。電力行業(yè)屬于資金密集型和技術(shù)密集型行業(yè)，具有投資大，產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)等特點(diǎn)。建設(shè)智能電網(wǎng)有利于促進(jìn)我國(guó)裝備制造業(yè)和通信信息等行業(yè)的技術(shù)升級(jí)，為我國(guó)占領(lǐng)世界電力裝備制造領(lǐng)域的制高點(diǎn)奠定基礎(chǔ)。智能電網(wǎng)的建設(shè)將吸引大量的政府，企業(yè)及民間投資，帶動(dòng)電力設(shè)備制造企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新，技術(shù)改進(jìn)。根據(jù)我國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)規(guī)劃，2009年至2020年國(guó)家電網(wǎng)總投資3.45萬億元，其中智能化投資38941億元，占電網(wǎng)總投資的11.1%，未來十年將建成堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)[6]。同時(shí)，隨著大規(guī)模的風(fēng)電，太陽能等新能源的發(fā)電并網(wǎng)，以及電力汽車的大規(guī)模普及，必將推動(dòng)相關(guān)行業(yè)乃至整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。如今，中國(guó)已是世界上最大的光伏組件出口國(guó)，供應(yīng)著世界40%的光伏產(chǎn)品需求。同時(shí)我國(guó)是風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)總量增長(zhǎng)最快的國(guó)家，到2012年底我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到7532萬千瓦，連續(xù)三年全球裝機(jī)排名第一。在汽車方面中國(guó)企業(yè)生產(chǎn)了全球首款單次充電可行駛400公里，并可容納5位乘客的純電動(dòng)汽車，將為我國(guó)汽車行業(yè)開辟非常規(guī)快速發(fā)展之路。

1.2智能電網(wǎng)對(duì)提高電網(wǎng)效率，降低能耗有重要意義我國(guó)能源分布與需求呈逆向分布，80%的能源分布在經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后的西部，客觀上造成了西電東輸?shù)木置?。我?guó)以特高壓電網(wǎng)為骨干的智能電網(wǎng)在理論上將使輸電損耗下降75%以上，大大提高電網(wǎng)輸電效率。2008年我國(guó)電網(wǎng)線損率為6.64%，且成逐年下降趨勢(shì)，但仍有很大的降低空間。隨著特高壓、柔性輸電技術(shù)、經(jīng)濟(jì)調(diào)度等先進(jìn)技術(shù)的推廣和應(yīng)用，輸電線損率將進(jìn)一步降低，電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性將進(jìn)一步提高。據(jù)估測(cè)，2020年我國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)可節(jié)約用電量約445億千瓦時(shí)，按平均每千瓦時(shí)電量消耗燃料的費(fèi)用為0.216元計(jì)算，全社會(huì)將節(jié)約燃料費(fèi)用96.3億元。據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司的初步研究分析表明，到2020年堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建成后，在發(fā)電，輸配電及用電等各環(huán)節(jié)均可取得良好的節(jié)能效果，可實(shí)現(xiàn)節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約1.7億噸。此外，通過推動(dòng)水電，核電，太陽能和風(fēng)能等新能源的開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)節(jié)約3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

2智能電網(wǎng)的巨大生態(tài)效益

節(jié)能減排是實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的重要手段，也是實(shí)現(xiàn)我們生態(tài)文明，構(gòu)筑中國(guó)夢(mèng)的重要組成部分。我國(guó)CO2的排放量從2006年起就超過美國(guó)，至今都是世界上最大的CO2排放國(guó)。2011年，我國(guó)CO2排放量為89億噸，排名世界第一，占全球排放總量26%。CO2排放過快增長(zhǎng)使我國(guó)的低碳發(fā)展面臨巨大的壓力。我國(guó)燃煤發(fā)電碳排放占全國(guó)碳排放總量的將近一半。燃煤發(fā)電產(chǎn)生的SO2是主要的大氣污染物，2011年，全國(guó)SO2排放總量2218萬噸，電力行業(yè)排放量占45%。大力發(fā)展清潔能源可以改善我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，但由于大多可再生能源具有間歇性和不可預(yù)測(cè)性的特點(diǎn)，當(dāng)并入電網(wǎng)的規(guī)模足夠大時(shí)，將對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量、安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行提出了新的挑戰(zhàn)，而智能電網(wǎng)可以很好地解決這個(gè)問題。智能電網(wǎng)的“即插即用”特點(diǎn)將實(shí)現(xiàn)從小到大各種容量的發(fā)電和儲(chǔ)能裝置在所有的電壓等級(jí)上都可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，這將為大規(guī)模開發(fā)風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、潮汐能等新能源提供可能和保障。根?jù)行業(yè)調(diào)查，到2020年我國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建成后，我國(guó)的每年可減少CO2排放量約15億噸，SO285萬噸。新型能源的使用率提升30%，這對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)2020年單位GDP碳排放目標(biāo)的貢獻(xiàn)率超過20%。同時(shí)對(duì)緩解我國(guó)目前日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，霧霾問題，全球變暖問題有重大作用。由智能電網(wǎng)發(fā)展起來的家庭分布式電源將逐步改變?nèi)藗兊哪茉聪M(fèi)結(jié)構(gòu)，加快實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)氐墓?jié)能減排目標(biāo)。

篇5

中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

現(xiàn)在因?yàn)槿丝诘闹饾u增長(zhǎng)，能源供應(yīng)問題變得越來越突出，同時(shí)對(duì)電力工程技術(shù)無論是需求還是要求均變得越來越高。智能電網(wǎng)能夠有效的實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)智能電網(wǎng)具有自愈能力強(qiáng)、頑強(qiáng)、堅(jiān)固、實(shí)用性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性高等特點(diǎn)，已經(jīng)受到越來越多人的青睞。電力工程技術(shù)是智能電網(wǎng)建設(shè)常用的技術(shù)，可以有效的提高輸電的穩(wěn)定性，可以支持大多數(shù)智能電網(wǎng)中的設(shè)備電源等。智能電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)越來越離不開電力工程技術(shù)。

1 智能電網(wǎng)的特點(diǎn)

1.1 智能電網(wǎng)有非常好的自愈能力

電網(wǎng)所使用的智能系統(tǒng)，可以在其出現(xiàn)問題時(shí)對(duì)其進(jìn)行很好的“自我療傷”，也就是自愈。智能系統(tǒng)的分析能力以及安全評(píng)估能力本身就非常強(qiáng)，再加上具有極高的預(yù)防以及預(yù)警的功能，能夠在不同的運(yùn)作情況下，自動(dòng)的診斷故障出現(xiàn)的部位，然后對(duì)該部位進(jìn)行隔離或者是系統(tǒng)自我恢復(fù)等。

1.2 智能電網(wǎng)的實(shí)用性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性高

電力市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)離不開智能電網(wǎng)的支持。智能電網(wǎng)可以有效的幫助電力市場(chǎng)以及電力交易的開展，最大限度的優(yōu)化資源配置；同時(shí)通過智能電網(wǎng)的運(yùn)作，可以降低電網(wǎng)的損耗率。

1.3 智能電網(wǎng)非常頑強(qiáng)、堅(jiān)固

電網(wǎng)系統(tǒng)是非常龐大的，一旦其出現(xiàn)故障或者是受到干擾，由于電網(wǎng)主要是被智能所控制，則電網(wǎng)仍舊可以正常持續(xù)的為電能用戶穩(wěn)定的供應(yīng)電力，防止出現(xiàn)大面積的停電情況，降低由于停電而導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失；如果出現(xiàn)自然災(zāi)害或者是非常惡劣的氣候條件，智能電網(wǎng)仍舊可以維持電力系統(tǒng)大范圍持續(xù)、安全運(yùn)行。所以說，智能電網(wǎng)是非常的頑強(qiáng)以及堅(jiān)固的。

2 在智能電網(wǎng)建設(shè)時(shí)電力工程技術(shù)的總體應(yīng)用

2.1 電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)電源的應(yīng)用體現(xiàn)

電力工程技術(shù)可以支持大多數(shù)智能電網(wǎng)中的設(shè)備電源，比如說使用頻率較高的恒頻交流電源、蓄電池需要使用的直流電源以及變電所需要使使用的交流電源等等。具體的技術(shù)功能可以在智能電網(wǎng)電源電能的質(zhì)量提高方面得以體現(xiàn)。通過對(duì)電能的質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行建立或者是劃分，以及對(duì)電能質(zhì)量常用的評(píng)估方法進(jìn)行分析，并與供電實(shí)際的經(jīng)濟(jì)性要求相結(jié)合，可以建立起用戶經(jīng)濟(jì)性以及技術(shù)質(zhì)量等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)體系，同時(shí)根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)，對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)的各個(gè)方面進(jìn)行有效的提高，以盡可能的加強(qiáng)該電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性。

一般來說，調(diào)諧濾波器技術(shù)（連續(xù)型）可以有效的提高電能質(zhì)量。該技術(shù)不但能夠加強(qiáng)電能的質(zhì)量，同時(shí)還可以提高經(jīng)濟(jì)性能、減少成本，市場(chǎng)前景極為廣闊。

2.2 電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)輸電方面的應(yīng)用體現(xiàn)

因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)所要求使用的電網(wǎng)工作狀態(tài)要持續(xù)穩(wěn)定、電能質(zhì)量要高，上述內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)是離不開無功補(bǔ)償技術(shù)以及諧波抑制技術(shù)這兩項(xiàng)電力工程技術(shù)的配合以及支撐的。在一些國(guó)家，由于輸電工程的輸電的容量非常大或者是線路比較長(zhǎng)，通常會(huì)使用直流電這種輸電方式來完成。我國(guó)現(xiàn)在的輸電線路的建設(shè)，特別是一些輸電線路，比如說高壓直流電，一般送電以及受電兩端的逆變閥裝置或者是整流閥裝置會(huì)采取晶閘管變流裝置。上述設(shè)備的應(yīng)用，不但使得智能電網(wǎng)的輸送的容量變大、穩(wěn)定性變強(qiáng)。而且正是由于這些裝置的應(yīng)用，有效的防止甚至是避免了智能電網(wǎng)出現(xiàn)電壓的突然閃變或者是降低，與突然停電的情況，大大加強(qiáng)了供電的質(zhì)量以及效果。

3 在智能電網(wǎng)建設(shè)時(shí)電力工程技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 柔流輸電技術(shù)

大部分的清潔度比較高的新能源等輸送到智能電網(wǎng)中的技術(shù)會(huì)使用柔流輸電技術(shù)。該技術(shù)主要是利用電子技術(shù)、微處理技術(shù)以及控制技術(shù)等形成可以靈活控制交流輸電的技術(shù)。由于現(xiàn)在階段我國(guó)主要是使用電壓比較高的輸變電進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)，而且在建設(shè)時(shí)需輸入部分新的清潔能源，以達(dá)到隔離能源的目的。柔流輸電技術(shù)可以更好地滿足上述要求，同時(shí)該技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)過程的需求正在不斷的提高。把電力工程技術(shù)有機(jī)的結(jié)合各種控制技術(shù)，能夠達(dá)到控制以及調(diào)節(jié)電網(wǎng)參數(shù)的目的，使電網(wǎng)可以穩(wěn)定運(yùn)行，有效降低輸電的損耗。

3.2 高壓直流輸電技術(shù)

現(xiàn)在很多的直流輸電系統(tǒng)環(huán)節(jié)均在使用交流電這種輸電方式，然而輸電的過程卻是采取直流電這種方式。該技術(shù)的使用可以對(duì)換流器進(jìn)行合理的控制使用，更好地進(jìn)行逆變或者是整流。部分直流輸電系統(tǒng)，如重量較輕的系統(tǒng)，其換流器通常使用一些能夠關(guān)斷的元件組合而成的，其不僅經(jīng)濟(jì)性能強(qiáng)，而且還可以加強(qiáng)輸送的穩(wěn)定性，同時(shí)其還可以應(yīng)用在一些如海島供電等比較孤立的地域，以及距離較短的直流輸電工程之中。直流輸電技術(shù)（高壓）一般會(huì)應(yīng)用在遠(yuǎn)距離輸電中，其未來將會(huì)應(yīng)用在容量更大、距離更遠(yuǎn)的輸電工程中。

3.3 電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)中的重要意義

在電力系統(tǒng)方面，能夠降低總發(fā)電所需要的燃料費(fèi)用，這樣就能夠在一定程度上降低成本，減少建設(shè)投資，電網(wǎng)的輸送效率也會(huì)有所提升。

在用電客戶方面，可以提供比較便捷的服務(wù)，不僅終端能源的利用效率大大的提高，而且電量消費(fèi)也能夠節(jié)約利用，供電可靠性和穩(wěn)定性也會(huì)大幅度的提高，電能的質(zhì)量也會(huì)有所改善。

在環(huán)境與節(jié)能方面，可以在提高能源轉(zhuǎn)換效率，節(jié)能減排的同時(shí)，促進(jìn)清潔能源的創(chuàng)新與開發(fā)，除此之外土地的整體利用率也會(huì)有所提升。

其他方面，主要就是對(duì)我國(guó)社會(huì)生活以及國(guó)家經(jīng)濟(jì)的有利影響，能夠促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)拉動(dòng)就業(yè)，緩解就業(yè)壓力，有利于社會(huì)的穩(wěn)定。能源供應(yīng)方面也能夠保障其安全性，能源轉(zhuǎn)換效率也會(huì)有所提高，交通運(yùn)輸壓力就會(huì)相應(yīng)的減輕。

實(shí)際上我國(guó)還是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，就技術(shù)而言，還需要有很大的提升，所以在經(jīng)濟(jì)全球化的今天要真正的發(fā)展技術(shù)，提高我國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量，就需要充分利用經(jīng)濟(jì)全球化這把雙刃劍，充分利用國(guó)際國(guó)內(nèi)兩種市場(chǎng)兩種資源，有效地規(guī)避不利因素來發(fā)展自己。只有電力工程技術(shù)不斷地發(fā)展和創(chuàng)新，才能夠促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的進(jìn)步。當(dāng)然專業(yè)性的人才也是必不可少的，不僅要加強(qiáng)我國(guó)的教育事業(yè)，培養(yǎng)動(dòng)手能力比較強(qiáng)，理論知識(shí)比較豐富的實(shí)干人才，同時(shí)也要引進(jìn)國(guó)外具有豐富經(jīng)驗(yàn)的國(guó)際人員，為我國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)提供比較新鮮的元素，促進(jìn)我國(guó)智能電網(wǎng)的健康發(fā)展。

4 總結(jié)

電網(wǎng)建設(shè)作為社會(huì)設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ)項(xiàng)目之一，隨著我國(guó)當(dāng)前的電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境逐漸的發(fā)生改變，社會(huì)各行業(yè)對(duì)于電網(wǎng)的需求量越來越高。由于智能電網(wǎng)具有自愈能力強(qiáng)、頑強(qiáng)、、實(shí)用性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性高、堅(jiān)固等特點(diǎn)，可以有效的推動(dòng)現(xiàn)代社會(huì)的建設(shè)。電力工程技術(shù)作為智能電網(wǎng)建設(shè)的基本技術(shù)，在我國(guó)現(xiàn)在智能電網(wǎng)的建設(shè)中有著非常好的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王正風(fēng)，高濤.智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行面臨的關(guān)鍵技術(shù)研究[J].安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（S1）.

篇6

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展及科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，電網(wǎng)建設(shè)這一基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模在逐漸擴(kuò)大，同時(shí)其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮的作用也越來越重要。在智能信息化水平快速提高下，智能電網(wǎng)模式已成為全球范圍內(nèi)電網(wǎng)建設(shè)的重要形式，而原有的電網(wǎng)管理模式已逐漸不能適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展中的相應(yīng)需求。在這一背景下，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)智能化、自動(dòng)化及信息化的一體化調(diào)控，已成為保證智能電力系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行，以智能電網(wǎng)模式助力于社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展與社會(huì)生產(chǎn)力不斷提高的必然要求。

1 智能電網(wǎng)及其優(yōu)勢(shì)

智能電網(wǎng)是將電網(wǎng)中各種資產(chǎn)與設(shè)備經(jīng)由傳感器聯(lián)系起來，利用高級(jí)元器件、先進(jìn)計(jì)算機(jī)與電子設(shè)備等基礎(chǔ)設(shè)施，將自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)及其他相關(guān)信息技術(shù)引入其中，構(gòu)成客戶服務(wù)總線，對(duì)各種相關(guān)信息加以整合并展開分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，從而促使電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性及穩(wěn)定性，促使電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行中與管理中均實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化目的。智能電網(wǎng)核心思想是對(duì)電力系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)與新型技術(shù)的有效集成，可促使智能化水平不斷提高，實(shí)現(xiàn)對(duì)自實(shí)施設(shè)施、分布式發(fā)電至電力市場(chǎng)這一電力系統(tǒng)整體與其中相應(yīng)環(huán)節(jié)的有效監(jiān)控，同時(shí)確保其中任何一節(jié)點(diǎn)均在實(shí)時(shí)監(jiān)控下，確保自發(fā)電廠至用戶端電器間，每一點(diǎn)中信號(hào)與電力均可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)互動(dòng)與雙向流動(dòng)。

2 在智能電網(wǎng)模式下實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)調(diào)控一體化的必要性

近年來，經(jīng)過國(guó)家電網(wǎng)企業(yè)相關(guān)實(shí)踐，配網(wǎng)管理工作的地位逐漸得到提高。目前配網(wǎng)管理已經(jīng)脫離了原來的以輸電為主，對(duì)配電缺乏應(yīng)有重視的格局，且獨(dú)立的配電管理部門與管理系統(tǒng)已逐漸形成。我國(guó)于2010年明確要求強(qiáng)化智能電網(wǎng)建設(shè)，在智能電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一組織，統(tǒng)一策劃并統(tǒng)一實(shí)施，并對(duì)現(xiàn)階段配網(wǎng)中薄弱環(huán)節(jié)予以大力解決。而通過對(duì)現(xiàn)階段配網(wǎng)調(diào)控情況進(jìn)行分析可知，需不斷對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃、組織并著力開展，實(shí)現(xiàn)其和主網(wǎng)架間有效規(guī)劃，保證配網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃與城鄉(xiāng)中社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃實(shí)現(xiàn)有效銜接，從而解除智能電網(wǎng)配電管理的不合理問題。

因此，在智能電網(wǎng)模式下，應(yīng)加大配網(wǎng)調(diào)控一體化研究力度，增加配網(wǎng)建設(shè)和改造的力度，特別要將中壓配網(wǎng)與低壓配網(wǎng)投資比例予以合理擴(kuò)大，構(gòu)建結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)濟(jì)性高、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、運(yùn)行安全而靈活，環(huán)保節(jié)能的配網(wǎng)調(diào)控體系，對(duì)供電系統(tǒng)中突出問題加以解決，從而促使配電網(wǎng)供電系統(tǒng)可靠性與供電質(zhì)量顯著提高。在實(shí)施智能電網(wǎng)模式下配網(wǎng)調(diào)控一體化時(shí)，需對(duì)配網(wǎng)智能化調(diào)控予以積極推進(jìn)，不斷加大新技術(shù)、新材料與新設(shè)備的研究與應(yīng)用力度，逐漸提高配網(wǎng)技術(shù)水平與相應(yīng)裝備，確保配網(wǎng)規(guī)劃與社會(huì)電力發(fā)展形勢(shì)相符，同時(shí)可有效滿足時(shí)展下的相應(yīng)需求。

3 當(dāng)前配網(wǎng)調(diào)控中存在的不足

現(xiàn)階段，智能電網(wǎng)模式雖然已在配網(wǎng)調(diào)控管理中有所應(yīng)用，然而配網(wǎng)調(diào)控中仍有許多不足之處有待進(jìn)一步改進(jìn)，主要包括配網(wǎng)管理模式的不足、調(diào)控中的局限性及盲目調(diào)控問題。

3.1 現(xiàn)階段配網(wǎng)管理模式的不足

在電力系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模不斷加大及配網(wǎng)逐漸發(fā)展下，現(xiàn)階段配網(wǎng)已逐步實(shí)現(xiàn)電纜化，其主要特征即單條饋路混合模式。配網(wǎng)調(diào)控管理工作涉及到諸多不同部門，如架空線、電纜與開閉部門等。然而，目前配網(wǎng)管理仍采取分散管理模式，各部門各司其職，各負(fù)其責(zé)，各自管理，雖然這一管理模式可以明確責(zé)任，但很容易造成諸多數(shù)據(jù)資料混亂問題，使之無法集中起來實(shí)施有效管理。尤其是在近年來配網(wǎng)線路不斷變化下，諸多用戶資料均缺乏完整性，導(dǎo)致線路真實(shí)容量統(tǒng)計(jì)困難，使配網(wǎng)管理難度進(jìn)一步加大。

3.2 配電調(diào)控中的局限性

在配電調(diào)控工作中，當(dāng)配網(wǎng)變化較快且操作面較大時(shí)，若單純依靠圖紙與資料展開配網(wǎng)調(diào)度，則很難實(shí)現(xiàn)調(diào)度精細(xì)化。同時(shí)，電網(wǎng)調(diào)控中有種類繁多的設(shè)備運(yùn)行，致使系統(tǒng)中架空線、電纜與開閉運(yùn)行存在顯著差異，然而很多基礎(chǔ)資料往往缺乏準(zhǔn)確性，致使配電調(diào)控工作精細(xì)化管理受到嚴(yán)重阻礙。

3.3 盲目調(diào)控問題

因?yàn)楝F(xiàn)階段配網(wǎng)中人力調(diào)控模式還有明顯局限性，同時(shí)分散式調(diào)控模式下管理工作較為困難，因此很容易導(dǎo)致配網(wǎng)調(diào)控管理中出現(xiàn)盲目調(diào)控問題。對(duì)配電日常調(diào)控運(yùn)行而言，一般都是根據(jù)傳統(tǒng)調(diào)控方法與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行展開管理，導(dǎo)致盲目調(diào)控問題出現(xiàn)，而盲目的調(diào)控方式無法對(duì)電網(wǎng)信息化、智能化要求予以真正滿足，而其發(fā)展空間也十分有限。

4 在智能電網(wǎng)模式下實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)調(diào)控一體化的原則與規(guī)劃思路

隨著電網(wǎng)公司對(duì)配網(wǎng)管理重要性的認(rèn)識(shí)不斷加深，目前電網(wǎng)投資正逐漸傾斜于配網(wǎng)調(diào)控工作。為對(duì)我國(guó)政府關(guān)于建設(shè)智能電網(wǎng)的策劃與具體實(shí)施措施予以準(zhǔn)確把握，對(duì)配網(wǎng)中薄弱問題加以解決，目前，配網(wǎng)調(diào)控工作應(yīng)順應(yīng)新形勢(shì)，不斷探索配網(wǎng)調(diào)控一體化實(shí)施原則與規(guī)劃思路，為滿足我國(guó)電力發(fā)展新要求做好充分準(zhǔn)備。

4.1 對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化模式實(shí)現(xiàn)全面改革

配網(wǎng)自動(dòng)化是滿足配網(wǎng)調(diào)控一體化的首要條件，自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括通訊系統(tǒng)、區(qū)域子站、設(shè)備控制終端與主站等部分，其中，主站是配網(wǎng)自動(dòng)化中最為重要的組成部分?，F(xiàn)階段，諸多配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備的工作正常率普遍較低，這是因?yàn)樵诙喾矫嬉蛩毓餐饔孟?，主站系統(tǒng)只是發(fā)揮對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中負(fù)荷曲線予以轉(zhuǎn)發(fā)的作用。在這一背景下，對(duì)于配網(wǎng)調(diào)度而言，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)形同虛設(shè)，而與之配套的配網(wǎng)地理信息系統(tǒng)完全處于閑置狀態(tài)，導(dǎo)致配網(wǎng)自動(dòng)化根本未得到實(shí)現(xiàn)。因此，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)調(diào)控一體化系統(tǒng)并非是對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)處理，而應(yīng)通過總結(jié)過去的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)智能電網(wǎng)理念展開深入分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)項(xiàng)目實(shí)用性予以有效提高，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化模式的全面改革。

4.2 對(duì)分布式電源接入予以充分考慮

電力系統(tǒng)與其配網(wǎng)調(diào)控工作的主要目的是為促使各地清潔、豐富、可再生電力資源得到充分利用，為用戶提供優(yōu)質(zhì)、綠色電力。為實(shí)現(xiàn)這一目的，很多電力企業(yè)均采用分布式發(fā)電功能技術(shù)，在確保為用戶提供優(yōu)質(zhì)電力的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。因此，在對(duì)新電網(wǎng)展開規(guī)劃時(shí)，應(yīng)充分考慮分布式電源接入問題，確保分布式電源有充分而適當(dāng)?shù)慕尤?，這樣即使電網(wǎng)運(yùn)行情況惡劣，也可滿足其運(yùn)行的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 對(duì)配網(wǎng)多聯(lián)絡(luò)網(wǎng)架方案著重研究

在智能電網(wǎng)模式下實(shí)施配網(wǎng)調(diào)控一體化時(shí)，需準(zhǔn)確把握配電網(wǎng)架這一基本前提。在配網(wǎng)系統(tǒng)中，配網(wǎng)管理內(nèi)線路的接線模式與分段情況均會(huì)給供電可靠性與用戶用電可靠性及安全性造成影響。當(dāng)接線合理、有效時(shí)，可促使電力系統(tǒng)供電質(zhì)量大幅提高，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)良好經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。因此，應(yīng)對(duì)配網(wǎng)中多聯(lián)絡(luò)網(wǎng)架方案予以大力研究，在對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行考慮時(shí)，不僅應(yīng)根據(jù)現(xiàn)階段負(fù)荷密度，將宏觀中電源點(diǎn)布局適當(dāng)增加，同時(shí)應(yīng)對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)調(diào)整合理性如互聯(lián)與分段的合理性予以重點(diǎn)突出，充分考慮電網(wǎng)實(shí)施方案及其自愈性能力，最終促使配網(wǎng)供電可靠性與安全性得以提高。

5 智能電網(wǎng)模式下配網(wǎng)調(diào)控一體化的實(shí)現(xiàn)

5.1 制定配網(wǎng)管理統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)與管理模式

配網(wǎng)調(diào)控一體化屬于系統(tǒng)性工程，在管理標(biāo)準(zhǔn)與管理模式上應(yīng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，確保系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互換性與可操作性。在構(gòu)建配網(wǎng)調(diào)控一體化時(shí)，應(yīng)將調(diào)控的靈活性與堅(jiān)強(qiáng)特點(diǎn)予以有機(jī)結(jié)合，根據(jù)綠色電力相應(yīng)要求，將可靠性作為重要因素展開綜合考慮。同時(shí)，主網(wǎng)面對(duì)的是輸電線路與變電設(shè)備，一旦發(fā)生故障時(shí)將會(huì)造成難以預(yù)計(jì)的影響，這就需要主網(wǎng)中可靠性與安全性必須達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，在運(yùn)行中可以維持設(shè)備安全。另外，配網(wǎng)為用戶提供高質(zhì)量電力，其主要服務(wù)對(duì)象為用戶，因此配網(wǎng)與主網(wǎng)在管理思路上存在一定差異。在配網(wǎng)管理中，應(yīng)保證配網(wǎng)中各設(shè)備可靠性與安全性，將用戶作為配網(wǎng)調(diào)控的核心內(nèi)容，為用戶提供滿意電力供應(yīng)，促使售電量顯著提高。在架構(gòu)上，相較于配網(wǎng)而言，主網(wǎng)更加清晰與簡(jiǎn)潔。

5.2 利用地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)調(diào)控一體化

5.2.1 在GIS基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)調(diào)控一體化

從技術(shù)上而言，對(duì)SCADA系統(tǒng)進(jìn)行智能升級(jí)即是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)調(diào)控一體化。傳統(tǒng)調(diào)度管理模式雖已實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的遠(yuǎn)程、在線、實(shí)時(shí)監(jiān)控，然而在未進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)備安裝的線路中，需利用人工翻閱圖冊(cè)方式進(jìn)行配網(wǎng)調(diào)控。因此，將部分配網(wǎng)自動(dòng)化信息接入，可促使監(jiān)控、調(diào)度相結(jié)合基礎(chǔ)上的配網(wǎng)調(diào)度一體化管理模式實(shí)現(xiàn)。

5.2.2 實(shí)現(xiàn)GIS與SCADA系統(tǒng)互容

為真正實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)控一體化的設(shè)計(jì)思路，按照配網(wǎng)管理的相關(guān)理論，可在原有自動(dòng)化GIS基礎(chǔ)上對(duì)SCADA配網(wǎng)功能予以開發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)調(diào)控一體化的自動(dòng)化形成。按照我國(guó)電網(wǎng)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求，根據(jù)現(xiàn)階段配網(wǎng)實(shí)際情況，在確保數(shù)據(jù)完整基礎(chǔ)上，應(yīng)對(duì)GIS與SACADA系統(tǒng)中頻繁數(shù)據(jù)交換加以思考，確保GIS與SCADA系統(tǒng)互容，從而為數(shù)據(jù)交換的可靠性及穩(wěn)定性提供保障。

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篇7

中圖分類號(hào)：V242.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

0引言

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，智能電網(wǎng)（Smart Power Grids）被提上日程，目前已成為世界各國(guó)在電力行業(yè)重點(diǎn)研究發(fā)展的方向。智能電網(wǎng)具有堅(jiān)強(qiáng)、自愈、兼容、經(jīng)濟(jì)、集成、優(yōu)化等主要特征。智能電網(wǎng)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效和環(huán)境友好，電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)這些目標(biāo)，就可以稱其為智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)可分為智能輸電網(wǎng)和智能配電網(wǎng)，其中智能配電網(wǎng)的組成包含了智能微電網(wǎng)。微電網(wǎng)是由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、負(fù)荷與各種監(jiān)控裝置組成的微型電網(wǎng)，可以靈活地實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)和孤島運(yùn)行，是智能電網(wǎng)的重要組成部分。1分布式電源的概念及特點(diǎn)

不管是近年來在世界范圍內(nèi)發(fā)生的幾次大停電事故,還是在我國(guó)的冰災(zāi)和震災(zāi)期間出現(xiàn)的大面積停電事故,都為目前的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其發(fā)展敲響了警鐘。這種規(guī)模不斷擴(kuò)大的大電網(wǎng)使受端電網(wǎng)對(duì)外來電網(wǎng)的依賴程度增加,大電網(wǎng)在可靠性和靈活性等方面存在的缺陷也日益顯現(xiàn)。不僅如此,在目前能源發(fā)展面臨著容量和環(huán)保受限的巨大壓力下,分布式發(fā)電無疑是一個(gè)很好的解決手段,從而受到電力和能源界的普遍關(guān)注和重視。

分布式發(fā)電(DG)是指規(guī)模不大(幾十kW到幾十MW)且靠近負(fù)荷的電源高效、經(jīng)濟(jì)、可靠地發(fā)電。分布式發(fā)電技術(shù)包括太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、燃料電池發(fā)電、微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電等技術(shù)。近年來,歐美DG技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用都在不斷增大,DG技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)成為美國(guó)和歐盟國(guó)家未來電力和能源的重點(diǎn)發(fā)展計(jì)劃。同時(shí),日本、韓國(guó)以及亞洲其他一些地區(qū)也把DG作為滿足電能與熱能需求的最重要來源之一。在我國(guó),已將“分布式供能技術(shù)”列入2006―2020年中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要。因此,電力建設(shè)也應(yīng)積極適應(yīng)國(guó)家的整體發(fā)展目標(biāo),發(fā)展分布式電源技術(shù)。

分布式電源大都采用風(fēng)電、太陽能等高效的新能源,節(jié)能和環(huán)保性能好,解決了能源緊缺和環(huán)保問題。分布式電源在電網(wǎng)中的大規(guī)模發(fā)展,使電網(wǎng)的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性都大大提高。

2微電網(wǎng)的概念和優(yōu)勢(shì)

盡管分布式電源可靠性好、靈活性高、經(jīng)濟(jì)性高、節(jié)能環(huán)保,但是研究表明它對(duì)大電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行控制和潮流等具有重要的影響,是對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的運(yùn)行、計(jì)算、規(guī)劃的一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。正是由于分布式發(fā)電的這些不足,近年來提出了微電網(wǎng)的概念。微電網(wǎng)作為大電網(wǎng)的一個(gè)主要支撐和后備,無疑將成為未來電網(wǎng)發(fā)展的一大趨勢(shì)。而且隨著智能電網(wǎng)概念的提出,微電網(wǎng)作為一種可以進(jìn)行智能化控制的單元,也將是未來智能電網(wǎng)的重要組成部分。美國(guó)的CERTS最早提出了這一概念,接著在歐美很多國(guó)家都開始廣泛地研究微電網(wǎng)。

根據(jù)CERTS的定義,微電網(wǎng)是一種由負(fù)荷和微型電源共同組成的系統(tǒng),它可同時(shí)提供電能和熱量。微電網(wǎng)內(nèi)部的電源由電力電子器件負(fù)責(zé)主要的能量轉(zhuǎn)換,并提供必需的控制。微電網(wǎng)相對(duì)外部大電網(wǎng)是一個(gè)單一的可控元件,并可同時(shí)滿足用戶對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量和安全的要求。

微電網(wǎng)將發(fā)電機(jī)機(jī)、負(fù)荷、儲(chǔ)能裝置、電力電子控制裝置相結(jié)合,對(duì)外網(wǎng)來說,是一個(gè)單一、可控的元件,對(duì)用戶來說又是一個(gè)靈活、可調(diào)節(jié)的電源。微電網(wǎng)具有自主運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種運(yùn)行方式,能夠靈活地實(shí)現(xiàn)孤立運(yùn)行和并網(wǎng)。外網(wǎng)故障時(shí),孤立運(yùn)行可以保證微電網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷不斷電,不受外網(wǎng)的影響;并網(wǎng)時(shí)可以支撐上級(jí)電網(wǎng)。

根據(jù)各國(guó)的不同國(guó)情,微電網(wǎng)的發(fā)展具有不同的特點(diǎn)。其中美國(guó)電網(wǎng)以提高重要負(fù)荷的供電可靠性、滿足用戶定制的多種電能質(zhì)量需求、降低成本、實(shí)現(xiàn)智能化為發(fā)展重點(diǎn);日本的微電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)主要定位于能源供給多樣化,減少污染,滿足用戶的個(gè)性化電力需求;歐洲規(guī)劃的未來電網(wǎng)則以智能性、能量利用多元化,滿足電力市場(chǎng)的需求為主要特點(diǎn)。我國(guó)的微電網(wǎng)發(fā)展尚處在起步階段,但是其帶來的電網(wǎng)技術(shù)改革和經(jīng)濟(jì)效益是不容忽視的。

3MAS概念及其在微電網(wǎng)中的優(yōu)勢(shì)

Agent是MAS的基本單元,傳統(tǒng)人工智能技術(shù)只是著重對(duì)這種單元的研究,如單個(gè)專家系統(tǒng)的知識(shí)表示、推理機(jī)制等。隨著對(duì)MAS研究的深入,MAS賦予所擁有的各個(gè)智能體不同的結(jié)構(gòu)、信息內(nèi)容和推理、規(guī)劃能力,因此對(duì)單個(gè)A-gent的研究仍然是一個(gè)重要的基礎(chǔ)性研究?jī)?nèi)容。MAS是由多個(gè)(Agent)組成的系統(tǒng),它是為了解決單個(gè)不能解決的復(fù)雜問題,由多個(gè)協(xié)調(diào)合作形成問題的求解網(wǎng)絡(luò)。在該網(wǎng)絡(luò)中,每個(gè)能夠預(yù)測(cè)其他的作用,也能影響其他的動(dòng)作。因此,在多系統(tǒng)中要研究一個(gè)對(duì)另一個(gè)的建模方法。同時(shí),為了能影響另一個(gè),需要建立間的通信方法,即多個(gè)組成一個(gè)松散耦合又協(xié)作共事的系統(tǒng),就是一個(gè)多系統(tǒng)。為了使間能夠合理、高效地進(jìn)行協(xié)作,間的通信和協(xié)調(diào)機(jī)制成為多系統(tǒng)的重點(diǎn)問題。同時(shí),值得強(qiáng)調(diào)的是,前面討論的的特性大多也是多系統(tǒng)所具有的特點(diǎn),如交互性、社會(huì)性、協(xié)作性、適應(yīng)性和分布性等。此外,多系統(tǒng)還具有如下特點(diǎn):數(shù)據(jù)分布性或分散性,計(jì)算過程異步、并發(fā)或并行,每個(gè)都具有不完全的信息和問題求解能力,不存在全局控制。

4智能微電網(wǎng)應(yīng)用于建筑電氣的優(yōu)勢(shì)及技術(shù)難點(diǎn)

4. 1智能微電網(wǎng)應(yīng)用于建筑電氣的優(yōu)勢(shì)

在現(xiàn)代建筑電氣系統(tǒng)中,對(duì)電能質(zhì)量的要求越來越高。由于微電網(wǎng)可以作為一個(gè)可定制的電源,以滿足用戶多樣化的需求,因此它在建筑電氣中的應(yīng)用將具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

(1)增強(qiáng)供電可靠性。微電網(wǎng)能夠快速地跟蹤負(fù)荷的變化,并及時(shí)作出反應(yīng)。儲(chǔ)能裝置也

能對(duì)發(fā)電設(shè)備的突然故障迅速作出反應(yīng),彌補(bǔ)供電有功的缺失。

(2)支持當(dāng)?shù)仉妷?。微電網(wǎng)采用大量的先進(jìn)電力電子技術(shù),對(duì)于由全控器件絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)組成的換流器可以有效地控制有功和無功,因此對(duì)于每一個(gè)分布式電源(如PV),都可以當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立的無功補(bǔ)償設(shè)備,發(fā)揮靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)的作用。這可對(duì)當(dāng)?shù)仉妷浩鸷芎玫闹巫饔谩?/p>

(3)提高電能質(zhì)量。新型的電力電子器件及脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù),不僅可以補(bǔ)償無功,更

可以發(fā)揮有源濾波器的作用,減少諧波污染,向用戶提供更高質(zhì)量的電能。

4. 2技術(shù)難點(diǎn)

結(jié)合MAS的控制,將智能微電網(wǎng)應(yīng)用到建筑電氣中有其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì),但是也存在以下技術(shù)難點(diǎn):

(1)如何協(xié)調(diào)各底層元件Agent進(jìn)行控制。微電網(wǎng)Agent將對(duì)底層元件Agent進(jìn)行協(xié)調(diào),合理地進(jìn)行協(xié)調(diào)控制策略就顯得尤為重要,既要保證微電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定的同時(shí),也要考慮經(jīng)濟(jì)效益最大化。

(2)如何實(shí)現(xiàn)Agent的快速反應(yīng)性。Agent的特點(diǎn)之一就是對(duì)環(huán)境的快速反應(yīng)性,這使它在故障環(huán)境或者大擾動(dòng)情況下,能夠及時(shí)地作出響應(yīng),以應(yīng)對(duì)環(huán)境的突變,避免問題的進(jìn)一步惡化。

5結(jié)語

篇8

中圖分類號(hào)： TU994 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

在新時(shí)期，我國(guó)的電網(wǎng)規(guī)劃面臨著如下的幾個(gè)問題：如何研究從整體把握電網(wǎng)規(guī)劃，確保電網(wǎng)以及電源建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展；如何有重點(diǎn)的針對(duì)電網(wǎng)抗災(zāi)能力；電網(wǎng)不完善的評(píng)估體系如何優(yōu)化；提高電網(wǎng)規(guī)劃智能化，達(dá)到統(tǒng)一的平臺(tái)的支持。鑒于以上方面，本文設(shè)計(jì)了新的決策系統(tǒng)，將多種技術(shù)的最新成果引入電網(wǎng)規(guī)劃。如今，該技術(shù)以得到實(shí)際的應(yīng)用。

一、建立電網(wǎng)規(guī)劃智能輔助決策系統(tǒng)的意義

電網(wǎng)是供電系統(tǒng)各級(jí)電壓電網(wǎng)的統(tǒng)稱。他是現(xiàn)代化城市建設(shè)的最基礎(chǔ)設(shè)施，也是電力系統(tǒng)的負(fù)荷中心，是城市規(guī)劃的重要基礎(chǔ)，也是一個(gè)地區(qū)總體規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要部分。決定著城市規(guī)劃的水平的總體質(zhì)量。城市電網(wǎng)規(guī)劃的總體水平，反映了城市規(guī)劃中電力系統(tǒng)的建設(shè)水平，它也關(guān)系到城市的政治、經(jīng)濟(jì)等其他領(lǐng)域，因此科學(xué)的建設(shè)電力基礎(chǔ)設(shè)施，科學(xué)有效地規(guī)劃城市電網(wǎng)，對(duì)城市建設(shè)具有重大的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。

對(duì)城市電網(wǎng)的科學(xué)規(guī)劃，要求我們不僅要了解和掌握負(fù)載和負(fù)載分布的現(xiàn)狀，也要清楚知道負(fù)載和負(fù)載分布的相關(guān)歷史數(shù)據(jù)。同時(shí)我們還要掌握這一地區(qū)的近年來數(shù)據(jù)，包括土地面積、人口數(shù)量和分布、大型企業(yè)分布、城市主干道路情況等等。在掌握第一手?jǐn)?shù)據(jù)后，我們要利用計(jì)算機(jī)等工具對(duì)上述數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析整理推衍，得出相關(guān)分析結(jié)果的報(bào)表。雖然使用的計(jì)算機(jī)，但仍然僅僅停留在手工操作階段。方法傳統(tǒng)，需要大量的人力物力和財(cái)力支撐。分析的方式也是依靠以往經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)數(shù)據(jù)的人工比較完成的。對(duì)于這個(gè)復(fù)雜、多變、多因素的電網(wǎng)規(guī)劃問題，現(xiàn)有的方式方法亟待改善。因此就要求我們建立一個(gè)電網(wǎng)規(guī)劃的智能輔助決策系統(tǒng)。替代傳統(tǒng)方式，解放出大量人力物力。利用該系統(tǒng)得出的數(shù)據(jù)，經(jīng)相關(guān)專家進(jìn)行分析整理得出更加科學(xué)高效的電網(wǎng)規(guī)劃方案。這是擺在我們面前的重要課題。

鑒于此，研發(fā)電網(wǎng)規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)，就可以有效地?cái)[脫能傳統(tǒng)手工方式的繁雜工作。利用系統(tǒng)得出的分析數(shù)據(jù)，合理地規(guī)劃設(shè)計(jì)，充分利用資源。使我國(guó)電網(wǎng)得到快速高效地發(fā)展，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要。

二、我國(guó)電網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展現(xiàn)狀

目前，我國(guó)電網(wǎng)處于高速發(fā)展階段，建立特高壓電網(wǎng)網(wǎng)架、建設(shè)智能電力網(wǎng)絡(luò)、有效分配電力資源，開展清潔能源建設(shè)等多項(xiàng)工作是我們現(xiàn)階段的重要任務(wù)。這對(duì)我國(guó)電網(wǎng)規(guī)劃工作的開展提出了很高的要求。因此我們需要制定能夠適應(yīng)我國(guó)電力網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展的、抵御各種挑戰(zhàn)的、擁有智能電網(wǎng)特性的電網(wǎng)規(guī)劃方案和體系，實(shí)現(xiàn)“智能化”的電力網(wǎng)絡(luò)。

2.1電網(wǎng)規(guī)劃的概念

電網(wǎng)規(guī)劃也叫做輸電系統(tǒng)規(guī)劃，他是在負(fù)荷預(yù)測(cè)和電源規(guī)劃的基礎(chǔ)上開展的。開展電網(wǎng)規(guī)劃工作可以確定在何時(shí)、何地投建何種類型的輸電線路及其回路數(shù)，從而達(dá)到規(guī)劃周期內(nèi)所需要的輸電能力，達(dá)到在滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的前提下使輸電系統(tǒng)的費(fèi)用最小。保持電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展。城市電網(wǎng)規(guī)劃是城市電網(wǎng)發(fā)展和改造的總體計(jì)劃。它是城市總體規(guī)劃中的重要組成部分，也是各層次規(guī)劃的一個(gè)重要內(nèi)容，在城市總體規(guī)劃、分區(qū)規(guī)劃、專項(xiàng)規(guī)劃和控制性詳細(xì)規(guī)劃中都能得到充分體現(xiàn)。城市電網(wǎng)規(guī)劃是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，他是在大量城市發(fā)展的歷史數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，還需要對(duì)現(xiàn)狀網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深入的分析，同時(shí)，也要對(duì)城市的未來發(fā)展情況有比較全面的了解。

2.2我國(guó)電網(wǎng)規(guī)劃的現(xiàn)狀及存在問題

我國(guó)的電力市場(chǎng)改革才剛剛起步，當(dāng)前我國(guó)的電力產(chǎn)業(yè)廠網(wǎng)已經(jīng)徹底實(shí)現(xiàn)了分離，但零售環(huán)節(jié)仍然與輸配電網(wǎng)絡(luò)捆綁在一起。綜觀西方發(fā)達(dá)國(guó)家電力工業(yè)的市場(chǎng)化改革，無一例外地都引入用戶對(duì)電力供應(yīng)商的自由選擇權(quán)，在發(fā)電市場(chǎng)和零售市場(chǎng)兩個(gè)市場(chǎng)上同時(shí)引入競(jìng)爭(zhēng)。通過公平競(jìng)爭(zhēng)，用市場(chǎng)手段優(yōu)化電力資源配置，從而提高整個(gè)電力工業(yè)的效率，降低電價(jià)。當(dāng)前我國(guó)正在深化電力改革，應(yīng)該認(rèn)真分析研究其他國(guó)家成功的電力改革進(jìn)程經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)對(duì)問題的解決策略，為我國(guó)的電力市場(chǎng)改革進(jìn)一步構(gòu)建完整的競(jìng)爭(zhēng)性零售市場(chǎng)提供有益的借鑒。如今，我國(guó)電網(wǎng)規(guī)劃主要存在如下問題：一是規(guī)劃不協(xié)調(diào)，配置混亂，導(dǎo)致部分地區(qū)供電不足，事故頻發(fā)；二是需要健全分析和評(píng)估機(jī)制。

2.3電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)層級(jí)分析

電網(wǎng)規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)采用混合架構(gòu)，并大致分為多個(gè)層級(jí)，多個(gè)層級(jí)分別為數(shù)據(jù)、分析、應(yīng)用、評(píng)價(jià)等。數(shù)據(jù)層一般采用大型數(shù)據(jù)庫(kù)建立而成，完成與電力系統(tǒng)的程序接口，建立數(shù)據(jù)平臺(tái)；分析層會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)層進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，并將關(guān)鍵信息提取出來；應(yīng)用層則是根據(jù)分析結(jié)果輔助完成方案設(shè)計(jì)；評(píng)價(jià)層是對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃方案進(jìn)行全方位的綜合評(píng)價(jià)；決策層會(huì)根據(jù)相應(yīng)的評(píng)估指標(biāo)來選擇最優(yōu)化的規(guī)劃方案。

到目前為止，我國(guó)的電網(wǎng)工作正在以飛快的速度前進(jìn)，這就對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃提出了全新的要求，同時(shí)隨著我國(guó)電網(wǎng)規(guī)劃的不斷深入，也使得傳統(tǒng)的規(guī)劃方式得到了改進(jìn)，目前，主要討論的問題主要包含了電網(wǎng)脆弱性、穩(wěn)定性等，并對(duì)這些問題予以解決，從而幫助電力規(guī)劃打下基礎(chǔ)。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，如今我國(guó)電網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入了大電廠、遠(yuǎn)距離輸電的新時(shí)代。面對(duì)這樣一個(gè)超、特高壓的特大電網(wǎng)，如何保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行就成為了我們面前的重大課題。

三、智能輔助決策系統(tǒng)的建立及主要特點(diǎn)

3.1電網(wǎng)規(guī)劃智能輔助決策平臺(tái)的建立

我們建立了基于GIS的電網(wǎng)規(guī)劃平臺(tái)。借助GIS平臺(tái)，系統(tǒng)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)按時(shí)間和方式規(guī)劃的展示信息，建立滿足不同層次，不同分析的結(jié)果數(shù)據(jù)，由此來滿足日常規(guī)劃工作的需求。本文所提出的電網(wǎng)規(guī)劃智能輔助決策平臺(tái)，是將計(jì)算機(jī)分析軟件、復(fù)合預(yù)算等多種功能進(jìn)行整合，以“智能化”設(shè)計(jì)理念作為業(yè)務(wù)流程的導(dǎo)向，并提供以平臺(tái)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的解決方案，將科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)集成進(jìn)行一體化，建立電網(wǎng)規(guī)劃智能輔助決策平臺(tái)，從而使電力系統(tǒng)可以得到強(qiáng)大的平臺(tái)支持。

3.2利用決策系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電氣計(jì)算的可視化

GIS是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、測(cè)量與遙感等多種技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)物。決策系統(tǒng)將充分發(fā)揮GIS平臺(tái)強(qiáng)大的圖形展示功能，可提供豐富的視圖展示手段，為規(guī)劃人員提供了一套可視化的認(rèn)知和操作平臺(tái)。該系統(tǒng)對(duì)同一套規(guī)劃數(shù)據(jù)提供地理接線圖與電氣接線圖兩種可視化交互展示模式，并實(shí)現(xiàn)了由地理接線圖自動(dòng)生成電氣接線圖的功能，支持地理接線圖、電氣接線圖的雙視圖顯示以及同步操作。此外，針對(duì)規(guī)劃所需變電站內(nèi)部連接情況輔助以站內(nèi)主接線圖進(jìn)行展示，能夠滿足規(guī)劃領(lǐng)域不同層面分析決策以及規(guī)劃日?；ぷ鞯男枨蟆?/p>

3.3電網(wǎng)規(guī)劃方案更加可靠

建立更加細(xì)致全面的電網(wǎng)規(guī)劃評(píng)估體系，電網(wǎng)規(guī)劃分析完成后，GIS會(huì)生成大量的報(bào)表和規(guī)劃文本。并對(duì)最終的規(guī)劃結(jié)果進(jìn)行匯總管理，并打印出相應(yīng)的文本。此外，系統(tǒng)還提供了多種形式的自定義報(bào)表功能，都由設(shè)備直接更新和生成。我們只需操作計(jì)算機(jī)就可實(shí)現(xiàn)所有信息的導(dǎo)入和導(dǎo)出及信息的更新，使規(guī)劃人員擺脫了日常工作中最繁瑣部分。使得電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)更加可靠。

3.4電網(wǎng)適應(yīng)性更加智能

電網(wǎng)規(guī)劃工作的開展，是在分析電網(wǎng)現(xiàn)狀了解電網(wǎng)擁塞、分配不均等現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，進(jìn)行分析整理，得出改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)果，以增強(qiáng)適應(yīng)性，使其更加智能。以經(jīng)濟(jì)性為準(zhǔn)則，能夠在一定負(fù)荷與裝機(jī)容量基礎(chǔ)上，對(duì)電網(wǎng)輸送能力進(jìn)行智能評(píng)估，促進(jìn)電網(wǎng)的有序快速發(fā)展。

3.5實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)規(guī)劃的有效決策

不同的規(guī)劃方案對(duì)于電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性都有著不同程度的影響。當(dāng)存在資金瓶頸時(shí)，應(yīng)先確定項(xiàng)目投資的順序，這是電網(wǎng)企業(yè)的首要問題。智能輔助決策系統(tǒng)，引入投資優(yōu)先級(jí)，能夠?yàn)轫?xiàng)目的安全和經(jīng)濟(jì)效益考慮，從而實(shí)現(xiàn)有效條件下的投資排序。

四、電網(wǎng)規(guī)劃智能輔助決策系統(tǒng)的功能

本系統(tǒng)應(yīng)是建立在大量理論數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，能夠?yàn)闆Q策提供技術(shù)支撐等功能。

4.1預(yù)測(cè)功能

系統(tǒng)建立了平均、綜合預(yù)測(cè)等多種預(yù)測(cè)模型?？梢詫?duì)某地區(qū)每年或者每個(gè)月的最大電量進(jìn)行預(yù)測(cè)，并提供可信的數(shù)據(jù)，使得用戶可以對(duì)模型進(jìn)行篩選，并形成預(yù)測(cè)報(bào)告。

4.2投資優(yōu)先級(jí)決策功能

在已有基礎(chǔ)上，建立投資優(yōu)先級(jí)決策模型，對(duì)規(guī)劃項(xiàng)目進(jìn)行分析，了解負(fù)荷情況，計(jì)算各個(gè)項(xiàng)目故障情況及對(duì)系統(tǒng)的影響度，影響度大的則投資優(yōu)先。

4.3多種電網(wǎng)規(guī)劃方案對(duì)比功能

不同規(guī)劃方案的對(duì)比是比較不同方案的技術(shù)，經(jīng)濟(jì)，客觀條件下的優(yōu)缺點(diǎn)和可行性。比較內(nèi)容包括技術(shù)參數(shù)、規(guī)模，預(yù)算等等。而電網(wǎng)規(guī)劃方案本身非常復(fù)雜，并具有不確定性，因此方案的對(duì)比也是非常復(fù)雜的。不僅需要做地區(qū)之間的比較，而且要做不同年份，不同情況下的比較，也即橫向和縱向的比較。不同方案的可行性和必要性比較由為重要，然后在從設(shè)計(jì)上比較不同方案的優(yōu)缺點(diǎn)。本系統(tǒng)可以代替人工決策， 減輕規(guī)劃人員工作量，進(jìn)一步增強(qiáng)了規(guī)劃的科學(xué)可信度。

4.4智能化全方位評(píng)估功能

這個(gè)功能的原理是基于電網(wǎng)基礎(chǔ)，考慮線路輸送極限以及不考慮線路輸送極限的兩種情況下，分別計(jì)算發(fā)電機(jī)組的處理，比較兩種情況，潮流變化率大的效益則較高，反之效益較低。適應(yīng)性評(píng)估模型中包含有兩個(gè)模型，分別為火電機(jī)組處理優(yōu)化模型以及潮流評(píng)估模型。前者采用逐臺(tái)投入的方式，確定最經(jīng)濟(jì)的處理情況，直到全部滿足為止。

在電網(wǎng)的建設(shè)過程中，可以將能夠反應(yīng)規(guī)劃方案特性的指標(biāo)進(jìn)行組合，并建立包括線路與電量分析等大數(shù)據(jù)在內(nèi)的評(píng)估體系，例如，在電網(wǎng)建設(shè)中，可以再評(píng)價(jià)體系當(dāng)中加入環(huán)保指數(shù)，這就可以體現(xiàn)當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)中低碳的要求。

五、電網(wǎng)規(guī)劃智能輔助決策系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

決策系統(tǒng)覆蓋電網(wǎng)規(guī)劃工作的全過程，可以在系統(tǒng)中完成規(guī)劃，同時(shí)具有對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)性進(jìn)行決策的功能。可進(jìn)行投資優(yōu)先級(jí)決策，可視化電氣計(jì)算項(xiàng)目管理等。是面向電網(wǎng)規(guī)劃人員的智能輔助決策系統(tǒng)，根據(jù)電力規(guī)劃流程的需要，我們將系統(tǒng)設(shè)計(jì)為以下模塊，并就主要模塊進(jìn)行闡述。

其中基礎(chǔ)信息模塊為這種系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)中線路、機(jī)組等設(shè)備，以及電量、經(jīng)濟(jì)等信息進(jìn)行導(dǎo)入和維護(hù)?，F(xiàn)狀分析模塊為通過與GIS結(jié)合，展示電網(wǎng)負(fù)載率等相關(guān)指標(biāo)，同時(shí)給用戶提供適應(yīng)。對(duì)電量、國(guó)民經(jīng)濟(jì)等多方面進(jìn)行多層面分析，幫助用戶了解市場(chǎng)狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力市場(chǎng)的分析。市場(chǎng)預(yù)測(cè)部分為以完備的預(yù)測(cè)方法為基礎(chǔ)，對(duì)電力電量實(shí)現(xiàn)多時(shí)間的預(yù)測(cè)，并可根據(jù)需要，選擇預(yù)測(cè)的方式，對(duì)多級(jí)電網(wǎng)的預(yù)測(cè)進(jìn)行有效地平衡與協(xié)調(diào)。電源規(guī)劃為對(duì)指定的年份進(jìn)行電力平衡計(jì)算，充分考慮水電特性，以確定系統(tǒng)是否滿足需求。這種功能模塊有效的提高了工作效率。電網(wǎng)規(guī)劃部分為直接獲取電力預(yù)測(cè)結(jié)果，分電壓等級(jí)進(jìn)行決策，并根據(jù)GIS上發(fā)電廠情況進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，實(shí)行不同方案的分別管理。

我們也可以實(shí)現(xiàn)無電源規(guī)劃方案、多種電網(wǎng)接線方案的調(diào)度模擬?？梢缘玫较到y(tǒng)檢修計(jì)劃、可靠性指標(biāo)以及環(huán)保型指標(biāo)等計(jì)算結(jié)果?？梢詫?shí)現(xiàn)不同電源規(guī)劃方案的多種組合，可以實(shí)現(xiàn)不同方案之間的比較及對(duì)不同符合水平的敏感校核等。

如今，人工智能已經(jīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，但電力系統(tǒng)復(fù)雜龐大，如何有效的利用人功能，增強(qiáng)系統(tǒng)的智能型，依然十分的漫長(zhǎng)。但在研究出氣，可以嘗試針對(duì)某一時(shí)間，比對(duì)系統(tǒng)給出的方案和實(shí)際的調(diào)整方案，修正結(jié)論。

參考文獻(xiàn)：

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篇9

The Study of Security Issues for the Industrial Control System Communication Protocols in Smart Grid System

Fu Ge 1 Zhou Nian-rong 2 Wen Hong 3

（1. Information Security Department， Yunnan YundianTongfang Technology Co.，Ltd. YunnanKunming 650217；

2.Yunnan Power Grid r Research Institute YunnanKunming 650011；

3.National Key Laboratory of Science and Technology on Communications， UESTC SichuanChengdu 611731）

【 Abstract 】 With the development of the smart grid application， the industrial control system communication protocols’ risks have become increasingly prominent in the smart grid system. How to enhance and improve of industrial control system communication protocols’ security is one of the key problems that need to be solved in the smart grid system security. This paper firstyly analyzes the security issues and security risks of the current mainstream smart grid industrial control system communication protocols’ common. Then the security recommendations are raised against such issues and risks of industrial control system communication protocols.

【 Keywords 】 smart grid； ics protocols； modbus； iccp； dnp3； profibus； opc； security

1 前言

在傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)中一直以來使用著種類繁多的工業(yè)系統(tǒng)通信控制協(xié)議。這些通信控制協(xié)議完成了電力ICS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互與采集、命令與執(zhí)行、業(yè)務(wù)監(jiān)控與管理等諸多重要功能。然而這些協(xié)議從頒布至今已運(yùn)行有數(shù)十年（例如Modbus協(xié)議是1979年開發(fā)的協(xié)議），隨著智能電網(wǎng)概念的提出以及IT技術(shù)的不斷革新，傳統(tǒng)電網(wǎng)將不斷的引入新技術(shù)、新系統(tǒng)并改變?cè)芯W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和業(yè)務(wù)模式，這些通信控制協(xié)議的安全問題日益凸顯。

2010年震驚世界的Stuxnet病毒正是利用移動(dòng)介質(zhì)感染了德國(guó)西門子公司的基于WinCC操作系統(tǒng)的PCS 7 （STEP7）系統(tǒng)，利用Profibus協(xié)議的缺乏認(rèn)證和鏈路加密的漏洞攻擊西門子的S7 PLC設(shè)備，最終破壞了伊朗的核設(shè)施。由此可見，電力行業(yè)而言，工控協(xié)議自身的不安全性也是智能電網(wǎng)安全威脅中的一個(gè)環(huán)節(jié)，需要加以重視。

本文將對(duì)目前電力行業(yè)中數(shù)個(gè)主流和廣泛應(yīng)用的工業(yè)通信控制協(xié)議進(jìn)行安全問題分析并嘗試提出相應(yīng)的安全防護(hù)建議。

2 智能電網(wǎng)工業(yè)系統(tǒng)通信控制協(xié)議安全漏洞分析

智能電網(wǎng)中的工業(yè)控制系統(tǒng)包括大量的監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)、分布式控制（DCS）系統(tǒng)、過程控制（PCS）系統(tǒng)、可編程邏輯控制器（PLC）以及其它系統(tǒng)。所使用的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議也非TCP/IP協(xié)議，而是Modbus、ICCP/TASE.2（IEC60870-6）、DNP3這樣的幾十種工業(yè)控制通信協(xié)議。這些ICS系統(tǒng)和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議與IT系統(tǒng)和TCP/IP協(xié)議有很多的區(qū)別，所面臨的安全威脅也不一樣，下面針對(duì)Modbus、ICCP、DNP3進(jìn)行分析。

2.1 Modbus協(xié)議的安全問題

Modbus是Modicon公司于1979年開發(fā)的一種通訊協(xié)議。它是一種在當(dāng)今工業(yè)控制領(lǐng)域被廣為應(yīng)用的真正開放、標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。通過此協(xié)議，控制器相互之間、或控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)）可以和其它設(shè)備之間進(jìn)行通信。最初的Modbus系統(tǒng)只是簡(jiǎn)單的兩層通信并工作在EIA-232鏈路之上，隨著光纖、無線等不同的物理層通信方式的應(yīng)用，已發(fā)展出了了Modbus+和Modubus/TCP。這些協(xié)議的共同點(diǎn)都是采用client-server命令架構(gòu)，如圖1所示是Modbus協(xié)議族和ISO模型的對(duì)照。

由于Modbus在設(shè)計(jì)之初并未考慮信息安全，因此它缺乏機(jī)制來避免典型的信息安全威脅，Modbus的安全問題主要在于幾點(diǎn)。

（1） 不驗(yàn)證：Modbus的會(huì)話僅要求使用有效的Modbus地址和有效的功能碼。無法知道原始信息在傳輸過程中是否被更改。

（2） 不加密：Modubs會(huì)話的命令和地址內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)中以明文方式傳輸。很容易被竊聽和偽造。

（3） 不校驗(yàn)（僅Modbus TCP）：由于Modbus是應(yīng)用層協(xié)議，而在OSI模型中校驗(yàn)在僅在傳輸層而非應(yīng)用層進(jìn)行，因此偽造的命令可以運(yùn)行于Modbus/TCP。

（4） 缺乏廣播抑制（僅在串行Modbus）：所有串接的設(shè)備都有可能接收到所有的信息，則就意味著一個(gè)未知地址的對(duì)廣播可能對(duì)這個(gè)串行連接上的所有設(shè)備造成有效的拒絕服務(wù)（DOS）攻擊。

（5） 可編程：該缺點(diǎn)為最重要的Modbus缺陷，其它很多的工業(yè)協(xié)議也都存在該安全隱患。因?yàn)镸odbus這類協(xié)議被用來對(duì)控制器進(jìn)行編程，因此攻擊者可加以利用形成對(duì)RTU和PLC的惡意邏輯代碼注入。

2.2 ICCP協(xié)議的安全問題

ICCP（Intercontrol Center Communication Protocol）是美國(guó)電科院EPRI（Electric Power Research Institute）開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)，該協(xié)議后被采納為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60870-6 TASE.2. ICCP-TASE.2。ICCP/TASE.2（IEC60870-6）協(xié)議不同于串行控制的Modbus協(xié)議，它是一個(gè)雙向WAN通信協(xié)議，用于設(shè)施控制中心和其它控制中心，電站以及其它設(shè)施之間的通信。ICCP是應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可工作在TCP/IP之上，默認(rèn)端口為102。該協(xié)議是一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議，使用“雙邊表”來定義通信雙方的約定。

ICCP協(xié)議也存在著幾點(diǎn)安全隱患。

（1） 缺乏認(rèn)證和加密：ICCP協(xié)議并不進(jìn)行強(qiáng)制性的認(rèn)證和加密。容易受到欺騙和偽裝攻擊?？蓪?duì)ICCP數(shù)據(jù)包進(jìn)行竊聽并可修改和偽造數(shù)據(jù)包內(nèi)。盡管存在安全型ICCP協(xié)議，但它并未廣泛使用和部署。

（2） 明確定義信任關(guān)系：因ICCP在client和server之間通過“雙邊表”進(jìn)行明確的關(guān)系定義，因此可導(dǎo)致修改雙邊表從而侵入ICCP。

（3） 可接入性：ICCP是個(gè)廣域網(wǎng)協(xié)議導(dǎo)致其存在高度的接入性和容易導(dǎo)致DOS攻擊。

2.3 DNP3協(xié)議的安全問題

DNP 協(xié)議最早是加拿大Westronic公司在1990年開發(fā)工業(yè)控制協(xié)議。DNP3規(guī)約是加拿大HARRIS公司在1993年7月開始起草制定的、基于IEC870-5標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)分布式協(xié)議。DNP3使用的參考模型源于的ISO-OSI參考模型。

DNP3協(xié)議運(yùn)行在在主控站和從設(shè)備之間，例如RTU、IED和控制站之間。DNP3可通過TCP或UDP封裝運(yùn)行于IP之上并使遠(yuǎn)程RTU通信可運(yùn)行在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)上。與Modbus 協(xié)議不同，DNP3協(xié)議提出了不少安全措施，盡管DNP3協(xié)議比起Modbus協(xié)議在安全性上有了很大的改善，但現(xiàn)實(shí)中DNP3協(xié)議仍存在著安全威脅。最為主要的安全威脅是竊聽和中間人攻擊，一旦攻擊者獲得地址和信任，則可以發(fā)起多種攻擊行為；（1）關(guān)閉主動(dòng)報(bào)告使告警無效；（2）發(fā)出虛假的主動(dòng)響應(yīng)使主控設(shè)備收到欺騙并采取錯(cuò)誤的行動(dòng)；（3）通過注入廣播導(dǎo)致DOS攻擊，使DNP3網(wǎng)絡(luò)發(fā)生大規(guī)模的異常動(dòng)作；（4）篡改同步時(shí)鐘數(shù)據(jù)，導(dǎo)致同步丟失和數(shù)據(jù)通信錯(cuò)誤；（5）篡改和刪除確認(rèn)信息，強(qiáng)制進(jìn)入連續(xù)性的數(shù)據(jù)再傳輸狀態(tài)；（7）發(fā)起非授權(quán)的停止、重啟或其它導(dǎo)致運(yùn)行中斷的功能。

3 智能電網(wǎng)工業(yè)系統(tǒng)通信控制協(xié)議安全防護(hù)措施

3.1 Modbus協(xié)議的安全防護(hù)

對(duì)于Modbus協(xié)議建議采取幾項(xiàng)安全措施。

（1） 部署使用工業(yè)防火墻設(shè)備：在Modbus Server和Modbus Client之間部署防火墻設(shè)備對(duì)通問進(jìn)行訪問控制，只開放Modbus 通信端口，只允許既定地址范圍內(nèi)Modbus Server和Modbus Client進(jìn)行相互通信。

（2） 部署使用IDS設(shè)備：通過IDS設(shè)備對(duì)Modbus數(shù)據(jù)包進(jìn)行以下重要內(nèi)容檢測(cè)和監(jiān)控，并根據(jù)實(shí)際需求制定報(bào)警策略。

（3） 采取其他安全措施，例如在Modbus通信中增加用戶名和密碼驗(yàn)證，在Modbus通信中使用VPN加密隧道，在Modbus通信中采用數(shù)據(jù)加密方式（如SSL和TLS），在Modbus通信中采用PKI。

3.2 ICCP協(xié)議的安全防護(hù)

對(duì)于ICCP/TASE.2協(xié)議建議采取幾項(xiàng)安全措施。

（1） 部署使用工業(yè)級(jí)防火墻：將ICCP的Client和Server進(jìn)行嚴(yán)格的區(qū)域隔離。

（2） 部署使用IDS設(shè)備：通過IDS設(shè)備對(duì)ICCP數(shù)據(jù)包進(jìn)行以下重要內(nèi)容檢測(cè)和監(jiān)控，并根據(jù)實(shí)際需求制定報(bào)警策略。

（3） 使用Secure ICCP：在應(yīng)用層中通過數(shù)字證書提供強(qiáng)認(rèn)證方式，增加用戶名和密碼認(rèn)證，在Web頁面中通過SSL和TLS方式提供安全加密隧道，保障數(shù)據(jù)傳輸安全。

3.3 DNP3協(xié)議的安全防護(hù)

對(duì)于DNP3協(xié)議建議采取幾項(xiàng)安全措施。

（1） 部署使用工業(yè)級(jí)防火墻：將DNP3的Master和Slaver進(jìn)行嚴(yán)格的區(qū)域隔離，只開放DNP3通信端口（默認(rèn)為TCP/UDP 20000端口）。

（2） 部署使用IDS設(shè)備：通過IDS設(shè)備對(duì)DNP3數(shù)據(jù)包進(jìn)行以下重要內(nèi)容檢測(cè)和監(jiān)控，并根據(jù)實(shí)際需求制定報(bào)警策略。

（3） 使用Secure DNP3協(xié)議：在Master和Slaver之間啟用定期身份驗(yàn)證；使用Aggressive Mode模式解決在正常Secure DNP3模式中因未設(shè)置預(yù)防外部延時(shí)而導(dǎo)致在質(zhì)詢/響應(yīng)中存在大量的延時(shí)和負(fù)荷開銷；使用Secure DNP3中新增加的安全功能碼增加安全特性。

4 結(jié)束語

本文對(duì)Modbus、ICCP、DNP3這幾個(gè)常見工業(yè)系統(tǒng)通信控制協(xié)議和接口的安全問題進(jìn)行了分析，闡述了協(xié)議本身缺陷可能引起的攻擊行為，并針對(duì)這些安全問題提出了對(duì)應(yīng)的安全防護(hù)措施，為智能電網(wǎng)的安全防護(hù)建設(shè)提供了技術(shù)參考，具有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：

篇10

關(guān)鍵詞：

新一代；智能變電站；通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

1智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)方面狀況

就中低壓接入網(wǎng)而言，其所針對(duì)的目標(biāo)是普通用戶、相關(guān)營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)，以及沒有超過110kV的一些廠站。對(duì)于配電通信網(wǎng)來說，它最主要的業(yè)務(wù)就是電自動(dòng)化，其通信方式一般是無線公網(wǎng)和光纖專網(wǎng)等。而在用電通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)方面，主要是采集用電相關(guān)的信息。其本地通道主要是依靠電力線的通信和短距離的無線等手段來完成任務(wù)的，遠(yuǎn)程通道則是依靠無線公網(wǎng)、光纖專網(wǎng)等手段來實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)樾枰O(shè)置的點(diǎn)比較多，覆蓋的范圍比較大，經(jīng)濟(jì)投資成本比較高，所以長(zhǎng)期以來，在中低壓接入網(wǎng)里面，其發(fā)展模式的收效都不是很理想。在骨干通信方面，它主要針對(duì)的是各級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)，以及等級(jí)大于或等于110kV的變電站。在電網(wǎng)系統(tǒng)各方面業(yè)務(wù)都在不斷發(fā)展的背景下，其系統(tǒng)容量升高，使得在1，2，3級(jí)通信網(wǎng)的光通信系統(tǒng)中，其傳輸速率從原本的622Mbit/s及2.5Gbit/s，向如今的2.5Gbit/s與10Gbit/s的方向發(fā)展。同時(shí)，在一些地區(qū)已經(jīng)開始運(yùn)用波分復(fù)用技術(shù)了。而對(duì)于4級(jí)通信網(wǎng)的光通信系統(tǒng)來說，速率主要是622Mbit/s，155Mbit/s。盡管如此，隨著國(guó)家電網(wǎng)容災(zāi)中心等系統(tǒng)的成功上線，各類系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)信息方面的承載要求非常高。在這種背景條件下，骨干網(wǎng)已經(jīng)漸漸顯示出其承載力方面的劣勢(shì)了。

1.2站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)方面的狀況

站內(nèi)信息的網(wǎng)絡(luò)主要承載一些功能方面的業(yè)務(wù)。在站控層中，其網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)形式大致相同，使用的是以太網(wǎng)，并且以星形、雙星形為主，或者是GOOSE和MMS的報(bào)文共網(wǎng)傳輸。而對(duì)于過程層的網(wǎng)絡(luò)來說，它組網(wǎng)形式的選擇就比較多。在保護(hù)方面的方案選擇上，能夠采取的方式有直采網(wǎng)跳、直采直跳等方式。而在SV和GOOSE方面的方案選擇上，則可以采取共網(wǎng)或不組網(wǎng)等方式。交換機(jī)的配置方面，則可以采取多串聯(lián)或者分組串聯(lián)等方式。

2站內(nèi)信息網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化技術(shù)分析

2.1技術(shù)優(yōu)化的原則分析

對(duì)于站內(nèi)信息網(wǎng)絡(luò)來說，在優(yōu)化其結(jié)構(gòu)的過程中，需要遵循如下相關(guān)技術(shù)方面的原則。（1）將網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，使二次專業(yè)壁壘在這方面失效，從而能夠促進(jìn)一體化的平臺(tái)建立，不僅速度較快，同時(shí)還能夠達(dá)到資源共享的目的。（2）在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的過程中，應(yīng)當(dāng)使網(wǎng)絡(luò)相關(guān)方面的安全性與可靠性得到應(yīng)有的保障。這樣，才能夠使自動(dòng)化系統(tǒng)在傳輸帶寬與實(shí)時(shí)性等方面的要求得到滿足。（3）在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面，它的簡(jiǎn)化進(jìn)程受到一些因素的制約。主要是相關(guān)的一些管理制度，以及智能化相關(guān)設(shè)備的集成度方面。因此，在簡(jiǎn)化進(jìn)程中，不僅要推進(jìn)集成化與智能化方面的研發(fā)進(jìn)程，還要分階段來執(zhí)行。

2.2需求方面的研究

需求方面的研究主要有以下幾方面。

2.2.1高級(jí)功能和信息共享方面

在調(diào)控主站端和變電站里面，對(duì)于變電站的相關(guān)數(shù)據(jù)源而言，需要它更加簡(jiǎn)化并統(tǒng)一，從而使得相關(guān)數(shù)據(jù)信息的一致性更強(qiáng)，同時(shí)具有唯一性。另外，在數(shù)據(jù)信息共享的同時(shí)，需要采取統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等手段來完成。所以，在變電站的內(nèi)部，建立一個(gè)平臺(tái)，使信息一體化，可以使相關(guān)應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)更加便利，如廣域、站域等方面的保護(hù)控制。

2.2.2一次設(shè)備方面的智能化發(fā)展

當(dāng)前背景下，一次設(shè)備的智能化不斷發(fā)展，二次設(shè)備技術(shù)方面的集成化程度也在不斷提升。在變電站的間隔層中，大多數(shù)設(shè)備的相關(guān)功能都會(huì)慢慢地融入智能化相關(guān)設(shè)備的本體里面。對(duì)于過程層的網(wǎng)絡(luò)來說，它在采集信息、處理信息、控制信息和判決信息等方面的承載上，將依靠智能設(shè)備里面的總線來完成這個(gè)功能。在它的外部接口方面，通信線、電源線都僅有一根，這自然能夠簡(jiǎn)化相關(guān)配置及結(jié)構(gòu)。

2.2.3網(wǎng)絡(luò)管理和建設(shè)方面

對(duì)于變電站的站內(nèi)相關(guān)信息網(wǎng)絡(luò)來說，提高它的性能，簡(jiǎn)化它的結(jié)構(gòu)，能夠使組網(wǎng)的復(fù)雜性合理地降低，交換機(jī)數(shù)量也可以隨之減少。在滿足智能變電站相關(guān)建設(shè)和管理方面的要求的前提下，能夠使相關(guān)設(shè)備的效率得到有效提升，運(yùn)行和維護(hù)方面的工作量也大幅減少。

2.3優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的合理方案

優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的合理方案包括以下幾個(gè)方面。

2.3.1組網(wǎng)方式方面

從變電站的高壓設(shè)備、中壓設(shè)備和低壓設(shè)備的具體布局方面出發(fā)，如果要使組網(wǎng)方式符合一層網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際組網(wǎng)方面的需求，可以把變電站里面的“一層組網(wǎng)”分成核心層與接入層兩個(gè)部分。對(duì)于核心層來說，依靠交換機(jī)的作用，站控層以及間隔間級(jí)能夠完成相關(guān)數(shù)據(jù)信息的接入，并且按照變電站的規(guī)模大小，在它的配置方面，能夠分為高壓、中壓和低壓。而對(duì)于接入層來說，通過交換機(jī)，各間隔合并單元等能夠完成相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的接入，還有多間隔和單間隔的配置。

2.3.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面

在“一層網(wǎng)絡(luò)”方面，SV，MMS等網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)業(yè)務(wù)報(bào)文能夠?qū)崿F(xiàn)共網(wǎng)傳輸。設(shè)備裝置則按照自身的一些功能和需求，依靠在網(wǎng)絡(luò)中訂閱相關(guān)信息來交互信息和數(shù)據(jù)，使信息的共享保持在比較高的程度。同時(shí)，變電站電壓的相對(duì)重要性以及電壓的等級(jí)，“一層網(wǎng)絡(luò)”能夠根據(jù)A，B雙網(wǎng)來進(jìn)行組網(wǎng)，使其可靠性以及容災(zāi)性都得到相應(yīng)的提升。

2.3.3過渡方案方面

在“一層網(wǎng)絡(luò)”終期方案展開以前，由于受到智能化設(shè)備的運(yùn)行管理制度和集成度方面的制約，可以暫時(shí)選擇在等級(jí)110kV及以下的變電站里面，采取“三層設(shè)備、一層網(wǎng)絡(luò)”的方案來進(jìn)行過渡。與此同時(shí)，由于相關(guān)設(shè)備的端口數(shù)量決定著交換機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中所需要配置的數(shù)量，所以提議在這套用來過渡的方案里面，在間隔層的設(shè)備里采取保護(hù)、計(jì)量、測(cè)控等裝置部分或者全部集成，過程層相關(guān)設(shè)備采取合并單元等，使之能夠減少交換機(jī)的數(shù)量，并且還能高度共享信息資源。

3系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用技術(shù)分析

3.1中低壓接入網(wǎng)通信技術(shù)

當(dāng)智能變電站在針對(duì)配用電方面時(shí)，需要將它的一些應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)匯聚起來，轉(zhuǎn)發(fā)到主站端。這些系統(tǒng)業(yè)務(wù)主要包括采集用電信息、配電自動(dòng)化等。對(duì)于這些信息源來說，其來源點(diǎn)比較多，分布的范圍比較大，而且集中程度不高。這就要求在接入方式方面，應(yīng)當(dāng)更加快捷、靈活。因此，可采用依靠電力線纜的電力線載波技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)等的傳輸。目前，該技術(shù)已普遍應(yīng)用在35kV及以上等級(jí)的高壓輸電線路中。

3.2骨干通信網(wǎng)技術(shù)

3.2.1PNT技術(shù)

對(duì)于PNT而言，其實(shí)就是一種傳送技術(shù)。它有能力承載以太網(wǎng)方面的業(yè)務(wù)。同時(shí)，它具有一些基本屬性，包括可靠性比較高、擴(kuò)展性比較靈活、管理維護(hù)比較完善等。

3.2.2OTN技術(shù)

在光傳送網(wǎng)（OpticalTransportNetwork，OTN）技術(shù)中，它將波分多路復(fù)用（WavelengthDivisionMultiplex，WDM）作為基礎(chǔ)。依靠SDH方面的幀結(jié)構(gòu)和開銷處理，使得管理維護(hù)和保護(hù)方面的能力得到應(yīng)有的保證。對(duì)于OTN結(jié)構(gòu)而言，主要由電層與光層共同構(gòu)成。對(duì)于這兩種網(wǎng)絡(luò)，有其自身的管理和監(jiān)控功能。同時(shí)，OTN能夠?qū)收线M(jìn)行很好的監(jiān)測(cè)。在與同步數(shù)據(jù)系列（SynchronousDigitalHierarchy，SDH）等技術(shù)相比較中可以發(fā)現(xiàn)，OTN具有比較明顯的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在維護(hù)管理與開銷方面的能力非常強(qiáng)，組網(wǎng)及保護(hù)能力得到增強(qiáng)等。

4結(jié)語

智能變電站是智能電網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn)，它為各環(huán)節(jié)信息交互提供了支持，是整個(gè)電網(wǎng)體系中不可缺少的重要部分。文章研究分析了其通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)狀、站內(nèi)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)化、系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用技術(shù)等，提出了站內(nèi)信息網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化處理的相關(guān)技術(shù)路線等，對(duì)今后的研究及工程實(shí)施具有一定的借鑒意義。

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