時(shí)間：2023-09-13 17:13:10
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇變電站網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞 智能化變電站系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；安全管理
中圖分類(lèi)號(hào) TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-（2012）112-0196-01
智能化變電站是以規(guī)范化信息平臺(tái)、一次設(shè)備參量標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化為基礎(chǔ)，采用先進(jìn)的智能、控制、通信、信息、傳感器等多種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)變電站與站外系統(tǒng)協(xié)同互動(dòng)、自動(dòng)運(yùn)行控制、實(shí)時(shí)全景監(jiān)測(cè)等功能，從而達(dá)到可再生能源“即插即退”、支撐電網(wǎng)安全運(yùn)行、減少人工干預(yù)、優(yōu)化資產(chǎn)利用率、提高變電可靠性等目標(biāo)的變電站。智能化變電站具有分析決策在線化、保護(hù)控制協(xié)同化、運(yùn)行控制自動(dòng)化、系統(tǒng)高度集成化、信息交換標(biāo)準(zhǔn)化、一次設(shè)備智能化等諸多技術(shù)特征，其內(nèi)涵協(xié)同、互動(dòng)、兼容、自主、經(jīng)濟(jì)、可靠。在電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可靠、安全供電的同時(shí)，對(duì)于智能化變電站的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也相應(yīng)提出了新的要求。
1 智能化變電站系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求
智能化變電站系統(tǒng)在邏輯結(jié)構(gòu)方面一般可以將其劃分為過(guò)程層、間隔層和變電站層三個(gè)層次。智能化變電站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分層是采用一間隔層一過(guò)程層，這樣就使得需要在變電站內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。在不同的運(yùn)行方式下，各種數(shù)據(jù)流有不同的優(yōu)先級(jí)和傳輸響應(yīng)速度的要求。
1.1 功能要求
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在智能化變電站中主要完成其他系統(tǒng)與系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)切換。變電站智能化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)就在于數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，變電站綜合自動(dòng)化通信的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之一就是在于構(gòu)建一個(gè)可靠、即時(shí)、高效、穩(wěn)定的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信體系。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠有效地連接上變電站內(nèi)各個(gè)智能電子設(shè)備，所以，各種智能電子設(shè)備的接口都極為需要網(wǎng)絡(luò)接口的支持。同時(shí)，在智能化變電站中數(shù)據(jù)信息量倍增和無(wú)人值守的趨勢(shì)日益加大，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)信息（如故障、錄波、電量、操作、事件等）的存儲(chǔ)和傳輸方面的要求也日益提高，必須充分滿足承載的速度和空間。為了充分保證無(wú)人值守變電站電壓運(yùn)行的質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)必須有效地完成電壓自動(dòng)對(duì)時(shí)和自動(dòng)調(diào)節(jié)等功能，另外，還應(yīng)該具備自我恢復(fù)、遠(yuǎn)程控制、自診等功能。
1.2 性能要求
智能化變電站對(duì)于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的要求，主要體現(xiàn)在實(shí)時(shí)性、開(kāi)放性和可靠性三方面。
1.2.1 實(shí)時(shí)性
傳輸過(guò)程所特有的即時(shí)特點(diǎn)一般都是由數(shù)據(jù)測(cè)控、信號(hào)保護(hù)、遠(yuǎn)程命令等功能決定。變電站在正常運(yùn)行過(guò)程中數(shù)據(jù)流較小；但是一旦出現(xiàn)了故障，那么就需要快速的傳輸速度，以便進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)即時(shí)傳輸。而大量的數(shù)據(jù)即時(shí)傳輸又需要多個(gè)處理器在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行協(xié)調(diào)互動(dòng)，只有這樣，才可以形成控制命、保護(hù)算法、
采集信息，因此，我們必須保障各個(gè)處理器的命令輸出和同步采樣都盡量地保持在一個(gè)高速狀態(tài)，這是目前我們亟待解決的問(wèn)題。解決問(wèn)題的關(guān)鍵就在于讓通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)通信提速都符合規(guī)定的要求，也就是滿足網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
在過(guò)去，我們往往都會(huì)采用現(xiàn)場(chǎng)總線的設(shè)計(jì)方法來(lái)進(jìn)行，但是這種方法只能滿足普通變電站的運(yùn)行要求，而完全無(wú)法滿足智能化變電站系統(tǒng)對(duì)于速度的要求。而高速接口芯片、OSI七層協(xié)議的固化、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字控制技術(shù)發(fā)展等技術(shù)的迅猛發(fā)展給智能化變電站系統(tǒng)提出了有效的解決方案。
1.2.2 可靠性
電力網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)就是變電站，只有變電站安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，才能夠保證供電的可持續(xù)性。因此，變電站網(wǎng)絡(luò)最重要的要求就是要保證它的可靠性能。多媒體信息技術(shù)（圖像、數(shù)字等）廣泛應(yīng)用于智能化變電站系統(tǒng)中，智能化變電站系統(tǒng)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性的要求更高、依賴性更強(qiáng)。
1.2.3 開(kāi)放性
電力調(diào)度智能化的一個(gè)重要的子系統(tǒng)就是變電站智能化系統(tǒng)。為了滿足系統(tǒng)集成的要求，變電站智能化系統(tǒng)應(yīng)該使用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，滿足國(guó)際接口標(biāo)準(zhǔn)的要求，適應(yīng)電力調(diào)度智能化的總體設(shè)計(jì)，且滿足智能變電站內(nèi)智能電子設(shè)備的擴(kuò)展要求和接口要求。
2 加強(qiáng)智能化變電站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全管理的方法對(duì)策
正是由于網(wǎng)絡(luò)具有互聯(lián)性、自由性、開(kāi)放性等諸多特點(diǎn)，但也很容易受到黑客、病毒等攻擊。而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)只有實(shí)現(xiàn)了良好的安全管理，才可以將其應(yīng)有的作用全部發(fā)揮出來(lái)，如果不能實(shí)現(xiàn)安全管理，那么必然會(huì)給智能化變電站系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害。
2.1 防病毒軟件
現(xiàn)在計(jì)算機(jī)病毒越來(lái)越高級(jí)，越來(lái)越復(fù)雜，嚴(yán)重威脅到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全，一旦發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)感染了病毒，就應(yīng)該采用防病毒軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)防范，掃描出病毒所在位置，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的感染程度進(jìn)行徹底地檢查，將病毒徹底、完全地清除掉，從而保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全性。如360安全衛(wèi)士基于人工智能算法，獨(dú)具“自學(xué)習(xí)、自進(jìn)化”優(yōu)勢(shì)，秒殺新生木馬病毒，助力360殺毒獲得AV-C國(guó)際評(píng)測(cè)查殺率第一，實(shí)時(shí)捕捉病毒威脅，預(yù)防效果更出色。全新架構(gòu)進(jìn)一步減少對(duì)系統(tǒng)資源的占用，性能提升30%以上，電腦輕快不卡機(jī)。智能引擎調(diào)度技術(shù)升級(jí)，可選同時(shí)開(kāi)啟小紅傘和BitDefender兩大知名反病毒引擎，雙劍合璧查殺監(jiān)控更凌厲。同時(shí)，隔離沙箱為用戶提供百毒不侵的安全體驗(yàn)，運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)程序不感染真實(shí)系統(tǒng)，新增“斷網(wǎng)模式”保護(hù)隱私不側(cè)漏。
2.2 加強(qiáng)外聯(lián)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)
目前外聯(lián)的方式可以通過(guò)藍(lán)牙系統(tǒng)、紅外線系統(tǒng)、無(wú)線網(wǎng)卡、PCMCIA、有線網(wǎng)卡、USB端口等一系列措施進(jìn)行互聯(lián)，應(yīng)該在終端就對(duì)非法網(wǎng)絡(luò)行為進(jìn)行阻斷，這是最為安全、最為有效的防護(hù)措施。因此，應(yīng)該屏蔽不明端口，對(duì)計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過(guò)終端安全管理系統(tǒng)來(lái)固定設(shè)置，一旦發(fā)現(xiàn)有那些非法的客戶端企圖連接網(wǎng)絡(luò)，那么應(yīng)該將非法的客戶端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)屏蔽或者阻斷。筆者建議建立一套身份認(rèn)證系統(tǒng)（基于PKI體系），進(jìn)而實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)控制、數(shù)據(jù)加密。同時(shí)，將CA認(rèn)證系統(tǒng)和認(rèn)證網(wǎng)關(guān)部署在重要服務(wù)器區(qū)附近，并且使得二者實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，促使實(shí)現(xiàn)傳輸通道的加密功能和用戶的安全訪問(wèn)控制。
2.3 從制度出發(fā)，加強(qiáng)智能化變電站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全管理
一是成立了智能化變電站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全管理領(lǐng)導(dǎo)小組，落實(shí)了網(wǎng)絡(luò)安全管理員，明確了領(lǐng)導(dǎo)小組和管理員的職責(zé)，構(gòu)建智能化變電站系統(tǒng)安全管理體系。
二是在網(wǎng)絡(luò)改造升級(jí)過(guò)程中，嚴(yán)格按要求實(shí)行管理網(wǎng)段與業(yè)務(wù)網(wǎng)段分離，杜絕業(yè)務(wù)用機(jī)上因特網(wǎng)。
三是局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)上安裝防病毒軟件，建立了防病毒體系，同步升級(jí)，定期掃描。
四是全面淘汰一些配置較差的電腦，全部使用總行下發(fā)的性能好的計(jì)算機(jī)，確保不能因?yàn)橛?jì)算機(jī)硬件的故障而出現(xiàn)重大事故。
五是全面安裝防火設(shè)備，在機(jī)房，安裝了防火報(bào)警器，購(gòu)置了滅火器材，消除一切可能引發(fā)火災(zāi)等不安全隱患。
六是加強(qiáng)智能化變電站系統(tǒng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用管理，按照“全行統(tǒng)一管理，分部門(mén)保管使用”的辦法，指定計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)人，并按權(quán)限設(shè)置了開(kāi)機(jī)密碼與網(wǎng)絡(luò)密碼。
七是嚴(yán)格執(zhí)行“雙重備份、異地保存”的數(shù)據(jù)備份制度，確保數(shù)據(jù)安全。
3 結(jié)束語(yǔ)
總之，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代，保證智能化變電站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)完全穩(wěn)定的運(yùn)行是一項(xiàng)任重而道遠(yuǎn)的任務(wù)。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：變電站；二次電氣設(shè)備；智能控制模式
智能變電站的智能設(shè)備具有環(huán)保、節(jié)能、集成、先進(jìn)與可靠的特性。可以自動(dòng)的完成監(jiān)測(cè)、計(jì)量、控制、測(cè)量與信息采集等諸多功能。同時(shí)也可以支持電網(wǎng)的在線決策分析、智能調(diào)節(jié)、自動(dòng)控制、互動(dòng)協(xié)同等高級(jí)功能。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了一、二次設(shè)備的智能化，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的運(yùn)行管理。智能變電站的一次設(shè)備的配置與常規(guī)變電站相同。但是二次設(shè)備的配置與設(shè)計(jì)，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)化的實(shí)現(xiàn)與常規(guī)變電站有著較大的差異。本文就對(duì)二次電氣設(shè)備智能控制模式進(jìn)行一定的探討，期望可以為智能變電站的更好的穩(wěn)定運(yùn)行提供一定的理論依據(jù)。
1智能變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則
1.1變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，應(yīng)該具備全站的避免錯(cuò)誤操作的閉鎖功能。
1.2網(wǎng)絡(luò)安全的規(guī)定，應(yīng)該嚴(yán)格依據(jù)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》進(jìn)行操作。
1.3向調(diào)度端上傳的遠(yuǎn)動(dòng)信息量與保護(hù)應(yīng)按照現(xiàn)有的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。
1.4變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，具備同電力調(diào)度數(shù)據(jù)專(zhuān)網(wǎng)的接口，而且對(duì)于硬件與軟件的配置要求，應(yīng)該支持聯(lián)網(wǎng)的通信規(guī)約、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的需求。
1.5全站設(shè)備的監(jiān)控情況，完全由變電站自動(dòng)化系統(tǒng)完成，不應(yīng)再設(shè)置其余的模擬屏以及控制屏。
1.6變電站自動(dòng)化系統(tǒng)主站，與微機(jī)防誤系統(tǒng)信息、故障信息管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備等信息資源具有共享性，同時(shí)信息應(yīng)具有唯一性，不能進(jìn)行反復(fù)采集，從而節(jié)約資金投入。
2智能變電站建設(shè)現(xiàn)狀
典型智能變電站的結(jié)構(gòu)，具體如圖1所示。
圖1 智能變電站一次與二次系統(tǒng)關(guān)系示意圖
變電站經(jīng)由電壓與電流互感器向二次設(shè)備提供工頻與暫態(tài)信號(hào)。二次系統(tǒng)中二次設(shè)備主要包括：繼電保護(hù)裝置；安控裝置；網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；計(jì)量裝置；測(cè)量控制裝置；合并單元與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)等。互感器信號(hào)的組織與分配由合并單元完成。計(jì)量裝置、后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)、測(cè)量控制裝置與繼電保護(hù)裝置，將交換機(jī)與合并單元分配、組織的信號(hào)完成變電站的測(cè)量、控制、計(jì)量與保護(hù)的作用。
3二次電氣設(shè)備智能控制
變電站二次系統(tǒng)主要依據(jù)IEC 61850 的標(biāo)準(zhǔn)，主要包括站控層、間隔層與過(guò)程層的三層的網(wǎng)絡(luò)接線與電子設(shè)備。變電站二次系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)，具體如圖2所示。
3.1站控層
站控層設(shè)備主要包括保信子站與全站監(jiān)控平臺(tái)。在主控室內(nèi)站控層設(shè)備，可以顯示全站的告警信息與運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)經(jīng)由高速同步光纖網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)向調(diào)度端上傳狀態(tài)信息的功能。同時(shí)完成遠(yuǎn)程動(dòng)作指令的接收與轉(zhuǎn)發(fā)功能。
圖2 變電站二次系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)
3.2間隔層
間隔層裝置主要包括，計(jì)量裝置；測(cè)控裝置；保護(hù)裝置以及其它的監(jiān)控、安穩(wěn)裝置等。間隔層設(shè)備負(fù)責(zé)站控層之間的信息傳輸，并且主要是通過(guò)站控層光纖交換機(jī)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。傳輸內(nèi)容包含，二次設(shè)備的狀態(tài)信息；互感器狀態(tài)信息；遠(yuǎn)端控制命令以及一次開(kāi)關(guān)信息等。同時(shí)，間隔層的裝置經(jīng)過(guò)與過(guò)程層的信息交換，實(shí)現(xiàn)控制、測(cè)量邏輯與自我保護(hù)的功能。二次系統(tǒng)的核心設(shè)備，即測(cè)控與保護(hù)的設(shè)備都包含在間隔層中，因此該層是變電站現(xiàn)場(chǎng)二次系統(tǒng)檢查的關(guān)鍵部位。
3.3過(guò)程層
過(guò)程層主要包括智能操作箱與合并單元等設(shè)備。過(guò)程層主要負(fù)責(zé)二次對(duì)一次的操作命令、傳輸一次采集信息與開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息等。采集的信息主要是依據(jù)IEC 61850 9-2 協(xié)議，進(jìn)而傳輸?shù)介g隔層，同時(shí)依據(jù)GOOSE 協(xié)議交互變位命令與開(kāi)關(guān)狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)方式主要包括兩種情況。其一為“直采直跳”功能。主要是通過(guò)開(kāi)關(guān)信息、采集信息與間隔層有關(guān)設(shè)備進(jìn)行一對(duì)一的連接進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。其二為“網(wǎng)采網(wǎng)跳”功能。主要是通過(guò)開(kāi)關(guān)信息、采集信息經(jīng)由光纖交換機(jī)通過(guò)以組網(wǎng)的形式實(shí)現(xiàn)。
4結(jié)語(yǔ)
在實(shí)際建設(shè)中智能變電站的二次系統(tǒng)，具有信息交互網(wǎng)絡(luò)化、信息組織分配關(guān)系復(fù)雜與邏輯功能關(guān)聯(lián)眾多的特點(diǎn)。未來(lái)變電站的發(fā)展方向主要是向功能集成化、設(shè)備信息數(shù)字化、檢修狀態(tài)化與結(jié)構(gòu)緊湊化的目標(biāo)發(fā)展。智能變電站的發(fā)展，將使變電站建設(shè)、運(yùn)行、檢修、與維護(hù)功能變得更加高效、經(jīng)濟(jì)。因此，對(duì)于變電站中的二次電氣設(shè)備仍然需要我們不斷進(jìn)行優(yōu)化與創(chuàng)新，力求確保變電站的穩(wěn)定、安全、高速運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：變電站 智能化 數(shù)字化
1 數(shù)字化變電站的技術(shù)特征
當(dāng)前，從集中式向著分層分布式發(fā)展，這是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展的總的趨勢(shì)。廠站自動(dòng)化技術(shù)在結(jié)構(gòu)方面，一方面需要鞏固和強(qiáng)化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能，另一方面提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性、擴(kuò)展性和靈活性，進(jìn)而在一定程度上不斷降低投資的數(shù)量，同時(shí)對(duì)設(shè)備的維護(hù)維修進(jìn)行簡(jiǎn)化等。數(shù)字化變電站與常規(guī)變電站相比有了本質(zhì)的區(qū)別，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也有了革命性的變化，主要表現(xiàn)為數(shù)字化變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)分層分布式變電站結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行了繼承與發(fā)展。數(shù)字化變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，隨著智能開(kāi)關(guān)、電子式互感器以及光纖通訊技術(shù)的推廣和使用，與常規(guī)變電站之間，在一定程度上存在根本性的技術(shù)差異。
從源頭上，實(shí)現(xiàn)了各類(lèi)數(shù)據(jù)的數(shù)字化，在一定程度上使信息集成、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)共享等得以真正實(shí)現(xiàn)，并且對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化建模。在IEC 61850中，對(duì)電力系統(tǒng)的建模標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了明確，同時(shí)在信息模型和信息交換模型方面，對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行了統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)智能設(shè)備的互操作和變電站的信息，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了共享。利用統(tǒng)一建模對(duì)一、二次設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的處理，進(jìn)而在一定程度上通過(guò)全局統(tǒng)一命名的規(guī)則完成對(duì)資源的管理，通過(guò)無(wú)縫通信的方式對(duì)變電站內(nèi)、變電站與監(jiān)控中心之間建立了聯(lián)系，系統(tǒng)維護(hù)、配置和工程實(shí)施等在一定程度上得到了大大的簡(jiǎn)化。
通過(guò)在線方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，設(shè)備狀態(tài)檢修的科學(xué)性和可行性在一定程度上大大增加。未被監(jiān)視的功能單元在數(shù)字化變電站中基本不存在，在采集設(shè)備狀態(tài)特征量的過(guò)程中不存在盲區(qū)。對(duì)常規(guī)變電站設(shè)備進(jìn)行“定期檢修”得到了徹底的改變，同時(shí)對(duì)變電站設(shè)備在一定程度上實(shí)現(xiàn)了“狀態(tài)檢修”，系統(tǒng)的可用性大大提高。
2 數(shù)字化變電站的系統(tǒng)組成
數(shù)字化變電站是在IEC61850通信協(xié)議技術(shù)上分層構(gòu)建智能化的一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備，在智能設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)了信息共享，以及互操作。對(duì)于數(shù)字化變電站的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，通常情況下其組成主要包括：
2.1 IEC 61850 在《變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》系列標(biāo)準(zhǔn)中，IEC 61850是在基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，國(guó)際電工委員會(huì)TC57工作組制定的唯一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，在IEC 61850中對(duì)測(cè)控裝置的模型和通信接口進(jìn)行了明確的規(guī)范和保護(hù)，同時(shí)在一定程度上對(duì)數(shù)字式EVCT、智能化開(kāi)關(guān)等一次設(shè)備的模型和通信接口進(jìn)行了相應(yīng)的定義。通常情況下，IEC 61850將變電站通信體系分為站控層、間隔層、過(guò)程層三層。采用統(tǒng)一的協(xié)議對(duì)變電站內(nèi)的IED，測(cè)控單元和繼電保護(hù)等智能電子設(shè)備進(jìn)行處理，使得信息交換在一定程度上通過(guò)網(wǎng)絡(luò)得以完成。
2.2 智能化的一次設(shè)備 通常情況下智能化的一次設(shè)備主要包括光電及電子式互感器，以及智能化斷路器等。輸出低壓模擬量和數(shù)字量信號(hào)在光電及電子式互感器中是光電及電子式互感器的最大特點(diǎn)。通常情況下，在微機(jī)保護(hù)、電子式計(jì)量等設(shè)備可以直接使用智能化的一次設(shè)備，進(jìn)而在一定程度上不斷滿足電子系統(tǒng)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的需要。在動(dòng)態(tài)范圍方面，由于智能化的一次設(shè)備比較大，所以在保護(hù)和測(cè)量方面能夠同時(shí)滿足應(yīng)用。另外，良好的絕緣性能、較強(qiáng)的抗電磁干擾能力、測(cè)量頻帶寬等也是光電及電子式互感器具備的特點(diǎn)。
2.3 變電站內(nèi)的二次設(shè)備 通常情況下，繼電保護(hù)裝置、安全自動(dòng)裝置、測(cè)量控制裝置等在一定程度上等共同構(gòu)成二次設(shè)備，這些設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造通常情況下是基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微處理器而展開(kāi)，同時(shí)在一定程度上在二次設(shè)備中不會(huì)存在常規(guī)功能裝置中重復(fù)的I/O現(xiàn)場(chǎng)接口，通過(guò)高速的網(wǎng)絡(luò)在它們之間進(jìn)行連接，進(jìn)而在一定程度上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)和資源的共享。
3 數(shù)字化變電站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
3.1 過(guò)程層 過(guò)程層作為結(jié)合面或者作為智能化電氣設(shè)備的智能化部分，處于一次設(shè)備與二次設(shè)備之間，其功能主要包括三個(gè)方面：①實(shí)時(shí)檢測(cè)運(yùn)行電力的電氣量進(jìn)行，其主要的檢測(cè)對(duì)象通常情況下主要包括電流和電壓幅值，以及相位和諧波分量等；②檢測(cè)運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)，通過(guò)在線的方式，對(duì)運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)在一定程度上進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)與統(tǒng)計(jì)，變壓器、母線、斷路器、電抗器等設(shè)備通常情況下要進(jìn)行相應(yīng)的狀態(tài)參數(shù)檢測(cè)，檢測(cè)內(nèi)容主要涉及溫度、壓力、密度、絕緣、機(jī)械特性等。③操作控制執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)，一般情況下，主要包括對(duì)變壓器分接頭的調(diào)節(jié)、電容、電抗器投切，斷路器、隔離開(kāi)關(guān)合分等進(jìn)行相應(yīng)的控制處理。
3.2 間隔層 對(duì)于間隔層來(lái)說(shuō)，對(duì)本間隔過(guò)程層的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行相應(yīng)的匯總處理，同時(shí)保護(hù)一次設(shè)備，以及在一定程度上對(duì)本間隔操作閉鎖、操作同期等；對(duì)數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)運(yùn)算及控制命令按照優(yōu)先級(jí)別進(jìn)行相應(yīng)的控制等，這些在一定程度上共同構(gòu)成設(shè)備的功能方面。另外，還具備通信功能，也就是在一定程度上完成與過(guò)程層及站控層的網(wǎng)絡(luò)通信。
3.3 站控層 站控層在功能方面，通常情況下主要涉及：對(duì)全站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，通過(guò)采用兩級(jí)高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相應(yīng)的匯總處理，并且對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)在一定程度上進(jìn)行相應(yīng)的刷新處理，同時(shí)對(duì)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)按時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的登錄處理；按照相應(yīng)的既定規(guī)約將有關(guān)數(shù)據(jù)信息向調(diào)度或控制中心進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)送；對(duì)調(diào)度或控制中心的控制命令在一定程度上進(jìn)行相應(yīng)的接收處理，同時(shí)在一定情況下轉(zhuǎn)間隔層和過(guò)程層進(jìn)行相應(yīng)的執(zhí)行；在線可編程的全站操作閉鎖控制功能，以及監(jiān)控，顯示、操作、打印、報(bào)警、圖像、聲音等人機(jī)聯(lián)系功能。
4 數(shù)字化變電站應(yīng)用中存在的問(wèn)題
在IEC 61850通信協(xié)議中，沒(méi)有做出任何關(guān)于變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性方面的有關(guān)規(guī)定，在一定程度上協(xié)議本身的開(kāi)放性和標(biāo)準(zhǔn)性影響和制約著變電站的網(wǎng)絡(luò)安全。對(duì)于自動(dòng)化廠家來(lái)說(shuō)，為了適應(yīng)二次系統(tǒng)安全防護(hù)的要求，在一定程度上需要確保二次系統(tǒng)信息的保密性、完整性、可用性，以及確定性，進(jìn)而在一定程度上對(duì)這些技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行考慮和完善。目前，雖然對(duì)已投運(yùn)的變電站通過(guò)采用防火墻、分層分區(qū)隔離等，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)，但是，在一定程度上需要時(shí)間來(lái)考驗(yàn)防護(hù)效果。
保護(hù)校驗(yàn)數(shù)字化變電站在變電站運(yùn)行的條件下相對(duì)比較復(fù)雜，通常情況下，對(duì)部分間隔保護(hù)校驗(yàn)的難度更大。目前，數(shù)字化保護(hù)所需的電流量和電壓量難以通過(guò)常規(guī)繼電保護(hù)校驗(yàn)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)椋谝欢ǔ潭壬贤ㄟ^(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)合并處理后，電流量和電壓量才能在一定程度上進(jìn)入保護(hù)裝置，通常情況下，對(duì)于模擬試驗(yàn)中的電流量和電壓量，通過(guò)自帶數(shù)字化輸出的試驗(yàn)儀提供后才能完成相應(yīng)的試驗(yàn)，對(duì)于需要大量電流電壓量的保護(hù)校驗(yàn)的母差保護(hù)難度更大。
數(shù)字化變電站監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)遙測(cè)精度要求較高，如南瑞繼保公司的監(jiān)控系統(tǒng)遙測(cè)值要求對(duì)應(yīng)遙測(cè)數(shù)據(jù)變化較大才能識(shí)別，且線路負(fù)荷達(dá)到額定的20%時(shí)，遙測(cè)顯示數(shù)據(jù)才有效。當(dāng)線路負(fù)荷較小或負(fù)荷曲線平滑變化量不大時(shí)，監(jiān)控后臺(tái)顯示遙測(cè)值為固定值且無(wú)變化，易給運(yùn)行人員造成通訊中斷數(shù)據(jù)不刷新的假象。
數(shù)字化變電站中光纖的大量應(yīng)用，一方面節(jié)省了電纜以及輻射電纜所占用的空間，另一方面也給設(shè)備維護(hù)帶來(lái)了新問(wèn)題。光纖線芯對(duì)比電纜芯較為脆弱，受拔插次數(shù)、運(yùn)行環(huán)境溫度、灰塵等因素影響較大。這就要求基建施工時(shí)對(duì)光纜輻射以及光纖頭加工制作、走向排列、備用芯配置更加嚴(yán)格。
生產(chǎn)數(shù)字化設(shè)備的各廠家之間缺乏有效交流和溝通，在同步采樣的問(wèn)題上，不同廠家設(shè)置了不同的采樣頻率，給保護(hù)裝置運(yùn)行帶來(lái)隱患。
5 結(jié)束語(yǔ)
在全國(guó)范圍內(nèi)，數(shù)字化變電站如雨后春筍在各地不斷興建和投運(yùn)，運(yùn)行時(shí)間已有一段時(shí)間，從總體的運(yùn)行效果來(lái)看，設(shè)備運(yùn)行比較平穩(wěn)，各類(lèi)數(shù)據(jù)采集及時(shí)、傳輸準(zhǔn)確無(wú)誤，保護(hù)和自動(dòng)裝置正常動(dòng)作，進(jìn)而在一定程度上滿足了安全、穩(wěn)定的系統(tǒng)運(yùn)行要求。但隨著數(shù)字化變電站經(jīng)過(guò)更長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，有待各專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究和解決。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；電能計(jì)量；自動(dòng)采集；網(wǎng)損
1.引言
本文提出的電能量遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)充分利用現(xiàn)代通信技術(shù)、信息處理、儲(chǔ)存及技術(shù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)口數(shù)據(jù)、變電站、電廠、配電變壓器、大用戶、居民小區(qū)等計(jì)量點(diǎn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程自動(dòng)采集；同時(shí)與負(fù)荷控制系統(tǒng)、調(diào)度管理系統(tǒng)（DMS）、電力營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)（SG186）、能量管理系統(tǒng)（EMS）等實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通；在數(shù)據(jù)中心平臺(tái)上通過(guò)處理和挖掘數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)電能量的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)共享、考核結(jié)算、全網(wǎng)網(wǎng)損計(jì)算與分析、用電監(jiān)查、防竊電、營(yíng)銷(xiāo)決策支持、營(yíng)銷(xiāo)自動(dòng)化技術(shù)支持等應(yīng)用功能。
2.電能量遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
2.1 系統(tǒng)構(gòu)成
遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)可采用分層、分布式結(jié)構(gòu)，由主站、計(jì)量點(diǎn)電量采集終端和通信網(wǎng)絡(luò)組成。主站的結(jié)構(gòu)為分布式局域網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過(guò)配置不同的通信模塊以網(wǎng)絡(luò)、模擬或數(shù)字專(zhuān)線/撥號(hào)、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）、通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)（GPRS）或光纖等方式與采集終端通信，同時(shí)抄錄站端采集裝置的信息。數(shù)據(jù)傳輸采用主站召喚方式和終端主動(dòng)上報(bào)方式。
2.2 系統(tǒng)主站
2.2.1 硬件平臺(tái) 主站包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、前置機(jī)、工作站和網(wǎng)關(guān)機(jī)。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器采用冗余雙機(jī)集群互為熱備用工作方式，前置機(jī)采用雙機(jī)平衡工作方式。主站網(wǎng)絡(luò)采用冗余的高速雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，分為內(nèi)網(wǎng)、安全區(qū)、信息網(wǎng)、變電站四部分。
2.2.2 軟件平臺(tái) 系統(tǒng)軟件按三層瀏覽器/服務(wù)器及客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)、模塊化、分布式設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)分離。底層包括支持平臺(tái)及服務(wù)器模塊；中間層具有訪問(wèn)底層的統(tǒng)一接口；應(yīng)用層通過(guò)中間層對(duì)底層進(jìn)行訪問(wèn)。系統(tǒng)模塊采用跨平臺(tái)設(shè)計(jì)，其中對(duì)重要模塊實(shí)現(xiàn)主輔備份。
2.2.3 系統(tǒng)軟件模塊 可以設(shè)置成包括軟總線模塊、控制臺(tái)模塊、前置通信模塊、Web 應(yīng)用模塊、事項(xiàng)管理模塊、線損計(jì)算與分析模塊、負(fù)荷分析模塊、配變監(jiān)測(cè)模塊、圖形化人機(jī)會(huì)話模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和其他模塊等功能區(qū)。
2.2.4 系統(tǒng)安全性考慮 （1）網(wǎng)絡(luò)安全。采用防火墻實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)隔離，將與其它系統(tǒng)互聯(lián)的服務(wù)器放在防火墻的安全區(qū)，允許內(nèi)網(wǎng)其它系統(tǒng)相關(guān)計(jì)算機(jī)的訪問(wèn)，同時(shí)也能訪問(wèn)其它系統(tǒng)，其它系統(tǒng)不能直接訪問(wèn)本系統(tǒng)的內(nèi)網(wǎng)。（2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面。系統(tǒng)有完備的用戶權(quán)限管理功能，為每一個(gè)功能設(shè)置一個(gè)權(quán)限，并由系統(tǒng)管理員根據(jù)需要分配給相關(guān)部門(mén)的相關(guān)用戶，每一個(gè)用戶又有各自的密碼保護(hù)，這樣能有效地防止非法用戶的入侵以及非法操作；對(duì)于原始數(shù)據(jù)在技術(shù)上保證其不可修改；在經(jīng)過(guò)修改的其它數(shù)據(jù)上打上修改標(biāo)志，并記錄修改的人員與時(shí)間；使用本系統(tǒng)提供的開(kāi)發(fā)接口訪問(wèn)本系統(tǒng)數(shù)據(jù)時(shí)，必須先進(jìn)行用戶認(rèn)證，使認(rèn)證失敗的連接不能訪問(wèn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)；而且對(duì)不同用戶分配只讀、讀/寫(xiě)等功能權(quán)限；系統(tǒng)應(yīng)用程序自動(dòng)生成登錄事件記錄，包括登錄的用戶名、登錄時(shí)間、登錄IP 以及相應(yīng)的執(zhí)行操作等，并生成完整的日志。
2.3 電量采集終端
電量采集終端包括變電站電量采集終端、配變和大用戶采集終端、居民小區(qū)電量采集終端等。其主要功能是采集、存儲(chǔ)電能表的數(shù)據(jù)；事項(xiàng)記錄；系統(tǒng)自檢和自恢復(fù)；校時(shí)；維護(hù)；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)狀況等。
3.電能量遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)的功能
3.1 電能量數(shù)據(jù)采集與分析
完成變電站、配變、高壓客戶和居民小區(qū)電能表數(shù)據(jù)的采集。其中電能表數(shù)據(jù)主要包括多費(fèi)率的窗口值、電流、電壓、功率、最大需求量、電表運(yùn)行事項(xiàng)等。變電站采集終端根據(jù)需求對(duì)表計(jì)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行有選擇地采集并按指定采集電表數(shù)據(jù)及實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，如電壓合格率、供電可靠性的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、日最大、最小值統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。
3.2 網(wǎng)損的自動(dòng)生成與分析
系統(tǒng)可設(shè)為以下幾個(gè)主要功能：
（1）數(shù)據(jù)輸入方式。實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)示意圖的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)輸入。（2）輸電網(wǎng)理論線損計(jì)算。包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹顟B(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算、線損計(jì)算。（3）配電網(wǎng)理論線損計(jì)算。可采用等值電阻法、計(jì)算精度較高的均方根電流法、解決弱環(huán)網(wǎng)問(wèn)題的改進(jìn)迭代法。（4）低壓電網(wǎng)理論線損計(jì)算。可采用臺(tái)區(qū)損失法、電壓損失法等。（5）理論線損與統(tǒng)計(jì)線損的比較。按電壓等級(jí)分別列出變壓器、線路等的損耗，并與上一年以及歷年的分壓線損及分類(lèi)線損進(jìn)行比較。（6）提供降損決策分析。為調(diào)整電壓降損、送電線路升壓降損、并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償、增加并列線路降損、增大導(dǎo)線截面積降損等提供多種決策綜合分析。
3.3 變電站母線平衡統(tǒng)計(jì)分析
通過(guò)采集變電站母線上計(jì)量點(diǎn)、考核點(diǎn)的電表數(shù)據(jù)，按照母線運(yùn)行情況計(jì)算母線輸入電量、輸出電量和不平衡電量，進(jìn)而計(jì)算母線的不平衡率。
3.4 負(fù)荷管理
（1）配變管理。通過(guò)對(duì)安裝于公用配電變壓器上的終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變壓器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器的異常或不合理、不經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行現(xiàn)象。（2）并網(wǎng)點(diǎn)管理。并網(wǎng)點(diǎn)用戶主要指地方小火電、地方小水電、熱電廠以及其他各種類(lèi)型的用戶。通過(guò)監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)用戶的發(fā)電、上網(wǎng)、下網(wǎng)等計(jì)量點(diǎn)的負(fù)荷、電量數(shù)據(jù)，繪制相應(yīng)的負(fù)荷、電量曲線，及時(shí)了解其實(shí)時(shí)的供用電情況，并根據(jù)電力企業(yè)的實(shí)際需求，依據(jù)有關(guān)規(guī)定或協(xié)定，對(duì)其進(jìn)行合理監(jiān)控。（3）計(jì)量監(jiān)察和查、防竊電。包括客戶計(jì)量裝置運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)、人為竊電行為的監(jiān)測(cè)及異常信息報(bào)警。（4）供電質(zhì)量監(jiān)測(cè)與分析。包括電壓合格率統(tǒng)計(jì)分析、功率因數(shù)統(tǒng)計(jì)分析及供電可靠性統(tǒng)計(jì)分析。（5）負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析與預(yù)測(cè)。包括負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析、負(fù)荷預(yù)測(cè)、行業(yè)用電分析及歷史日數(shù)據(jù)分析。（6）電費(fèi)管理。包括電費(fèi)催收、預(yù)購(gòu)電控制等。
3.5 營(yíng)銷(xiāo)決策支持
（1）統(tǒng)計(jì)報(bào)表生成。設(shè)計(jì)特定條件，提取合成客戶服務(wù)層和營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)層的原始及處理信息，利用報(bào)表設(shè)計(jì)工具形成自助報(bào)表。（2）綜合查詢。查詢業(yè)擴(kuò)報(bào)裝情況；電費(fèi)應(yīng)收、實(shí)收和欠費(fèi)情況；電價(jià)執(zhí)行情況和均價(jià)水平；客戶的電量、電費(fèi)和電價(jià)情況；供電合同的簽約和執(zhí)行情況；電能計(jì)量管理情況等。（3）用電需求預(yù)測(cè)。根據(jù)預(yù)測(cè)對(duì)象和預(yù)測(cè)期的長(zhǎng)短確定預(yù)測(cè)的內(nèi)容、范圍和時(shí)間，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)念A(yù)測(cè)方法和模型；對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正校核，對(duì)用數(shù)學(xué)模型求得的值與實(shí)際值進(jìn)行比較，算出誤差，對(duì)誤差值較大的找出原因并進(jìn)行修正。（4）營(yíng)銷(xiāo)分析。包括銷(xiāo)售分析、市場(chǎng)分析、客戶分析等。
3.6 電力市場(chǎng)支持
（1）根據(jù)各計(jì)量點(diǎn)的電能量數(shù)據(jù)，對(duì)發(fā)電廠的發(fā)電計(jì)劃的執(zhí)行情況進(jìn)行考核，計(jì)算欠發(fā)電量、過(guò)發(fā)電量；考核各時(shí)段的發(fā)電計(jì)劃曲線的執(zhí)行情況，根據(jù)考核規(guī)則計(jì)算獎(jiǎng)勵(lì)電量和懲罰電量等。（2）根據(jù)各計(jì)量點(diǎn)的電能量數(shù)據(jù)，對(duì)下屬各供電公司的購(gòu)電計(jì)劃執(zhí)行情況進(jìn)行考核，計(jì)算獎(jiǎng)勵(lì)電量和懲罰電量以及補(bǔ)償電量等。（3）根據(jù)關(guān)口點(diǎn)的電能量數(shù)據(jù)，對(duì)全公司供電量計(jì)劃的執(zhí)行情況進(jìn)行考核，計(jì)算獎(jiǎng)勵(lì)電量、懲罰電量以及補(bǔ)償電量等。
3.7 檔案管理
包括與系統(tǒng)相關(guān)的各種電力設(shè)備參數(shù)及它們之間關(guān)系的描述，與數(shù)據(jù)采集有關(guān)的采集方法和采集參數(shù)描述，與統(tǒng)計(jì)有關(guān)的統(tǒng)計(jì)方法和統(tǒng)計(jì)參數(shù)描述，與系統(tǒng)管理有關(guān)的操作人員、權(quán)限設(shè)置描述，與系統(tǒng)互聯(lián)有關(guān)的接口描述以及各種設(shè)備變更、旁代操作事項(xiàng)的管理等。
