智能电网环境下的电力调度安全运行监控方法研究

智能电网环境下的电力调度安全运行监控方法研究

刘洋,黄旭,马伟波

新疆天富能源股份公司电力调度中心  新疆石河子 832000

摘要：建设以新能源为主体的新型电力系统已成为世界各地电力系统的必然发展趋势，许多国家和地区陆续提出了构建 100%可再生能源电力系统的设想。电力是中国最重要的基础能源设施之一，电力行业成为了关系国计民生的重要行业。在中国领域范围内已经实现电网的全覆盖，满足各个地区居民对电力的需求。随着电网覆盖范围的扩大，相关的电力问题频发，电力问题主要包括偷电、漏电等，严重时可能导致大面积停电。为了保证电力的稳定运行，开发并应用了电力监控系统。本文主要对智能电网环境下的电力调度安全运行监控方法进行研究，详情如下。

关键词：智能电网环境；电力调度；安全运行；监控方法

引言

根据电力监控系统的定义可以看出，该系统在一定程度上直接决定了电力的生产质量和稳定程度，因此电力监控系统的运行安全逐渐受到工作人员的重视。电力监控硬件系统中的通信设备构成了系统网络，若系统网络出现安全问题会直接对系统的监测与控制精度产生负面影响，间接地降低电力稳定性。

1电力调度自动化系统运行的体系结构

1.1集中式体系结构

电力自动化系统调度运行集中式结构是以某服务器为中心进行调度，其中最典型的结构是星型(hub-and-spoke)拓扑结构。这种结构的设计以某台消息服务器作为调度中心，同时向外界周边设置其他类型的设备用于外界辅助。其中消息服务器的主要作用是集中完成调度系统中相关数据信息的采集、处理及运算，而且能够实现中心与其他部分的通信交流。采用这种结构设计调度系统中监控主机需要实现对于各种分散的电力设备的监控，因此其性能要求较高，但是由于设备分布广泛且分散，整个系统的抗干扰能力相对较差，系统运行不稳定。而且在实际运行中需要将系统中运行产生的全部数据都统一汇总接入调度系统的中央服务器内，系统的设计难度比较高。

1.2分散分布式体系结构

在实际使用中，这种结构需要在每一处控制节点布置智能监控设备，用于对监控设备中运行数据的采集。以对象为主安装数据单元、采集单元以及控制单元的保护接线，一般在开关柜上分散布置相应的装置。这样的系统设计能够高效精确的组织双向数字信号，从而实现调度系统的可靠运行，而且系统运行的经济性好稳定性都更加理想。

2智能电网环境下的电力调度安全运行监控方法

2.1泛在电力物联网监控方法、

监控需求主要是要解决电力设备的感知监控、新能源的调控、用电经济运行的监测等问题。电力运行系统复杂，设备数量大、分布广，通过泛在电力物联网的建设，可以实现各类电力设备运行状况（包括设备本体状态以及设备运行环境）的远程感知，并实施有效监控。在我国，能源分布不够均匀，电网结构构建也不够合理，太阳能、风能等清洁能源的利用率不高，监测困难是造成这个问题的重要原因。通过发展泛在电力物联网，就可以系统监测这些清洁能源的开发和利用，从而实现源、网、荷、储的灵活互动。

2.2加强运行管理，确保投入和产出成正比关系

在配电自动化建设与运行管理中，将要重点放在运行管理上，加强运行管理，确保投入和产出成正比关系。在电力智能时代下，实施配电自动化运行管理优化必须从多角度入手，组建高质量的管理队伍，保证其能够在工作过程中将自己专业的配电自动化方面的知识和技能融入其中，树立工作责任意识，做好配电自动化运行监管工作，及时发现问题并处理。同时，优化运行管理方式，在配电自动化运行方式选择上要结合实际情况，考虑供电企业情况，以实际作业环境、管理目标等为基础，灵活应用信息传输方式，在主传输方式出现问题时，及时更换备用方式。还需要强化供电企业各个部门之间的关系，保证各部门之间信息互通和共享，做好信息反馈工作，在故障发生的第一时间能够立即启动应急预案，保证运行管理的时效性。另外，树立责任意识，明确各个部门的具体工作职责，避免出现配电自动化运行管理上的盲区和漏洞，发现问题时能够及时找到责任人，进而针对性处理。这种建立快速响应机制的运行管理模式，能够有效减少成本投入，并提升运行管理的效果，有助于供电企业的稳定性发展。

2.3利用大数据技术处理电力监控系统网络数据

将硬件系统中的数据采集器设备安装在电力监控系统网络的各个节点位置上，并通过设置采集持续时间和采集间隔，实现对实时系统网络数据的采集。在初始网络数据的基础上，利用大数据技术进行处理与分析，具体的处理步骤包括数据清洗、数据转换、数据聚类等，方便进行网络数据特征的提取与分析。以大数据技术收集并处理完成的网络数据作为初始数据样本，通过与确定的安全指标的比对，分别从网络流量、攻击入侵检测2个方面得出最终的网络安全监测结果。其中网络流量安全可以通过计算网络流量数据特征向量与安全标准流量特征向量的相似度直接得出。而网络入侵行为的检测就是提取了入侵行为特征码，将其归结为协议中不同领域的特征值，编写相应的检测规则。通过将预处理的数据包与规则库中的每个规则匹配，检测到由特征值决定的入侵行为是否发生。综合网络流量异常和入侵行为的检测结果，推送网络安全监测预警。

2.4基于CP-ABE算法的电力监控数据访问控制系统

电力监控数据是维护电力系统正常运行的根本，但是电力监控数据具有隐私性，一旦被泄露就会对正常运行的电力系统造成运行威胁，因此电力监控数据访问控制系统成为电力监控数据合法利用的有效途径。基于数据加密的访问控制方法和基于数据等级分割的访问控制方法是传统电力监控数据访问控制系统的代表方法，这些传统方法的弊端是对于电力系统产生的电力监控冗余数据进行加密、访问和控制时，在一定程度上增加了电力监控数据访问控制系统的运行开销，并且不能保证电力监控数据的安全性，不符合目前电力数据发展的趋势。电力监控数据访问控制系统采用以太网实现数据的传输，以太网遵守IEEE802.11通信标准，为了提高系统硬件区域和软件区域的通信质量，系统内部以太网网络根据电力监控数据的具体大小和数据格式，实时确定最佳的通信介质，可用的通信介质有同轴电缆、屏蔽双绞线、光纤。在没有特殊要求的情况下，电力监控数据访问控制系统的通信以太网采用阻抗为50Ω的10Base-5同轴电缆，电缆的拓扑结构为总线型，内置直径为1.2cm，极限有效通信网段长度为500m。此同轴电缆的驱动环境复杂，主要驱动组件为YE插卡、以太网卡、中继器、终结器、连接钮等。

结语

总之，通过设计系统运行模型和安全监控网络，保证电力调度运行结构和运行实时监控；加强了系统监控能力，同时增加了调度安全性。最后进行实验测试，根据测试运行结果生成不同安全等级，保障了实验的严谨性；对系统安全指标和运行稳定性进行对比，验证了本研究的优越性。

参考文献

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