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摘要:由于通信基础设备是原有系统与现有改进系统的融合集成,智能电网具有混合的网络结构包含了异构的网络物理组件。这种融合集成的方式可能会导致各种漏洞和一些潜在的安全威胁。因此,针对智能电网系统安全性分析是非常有必要的。
关键词:智能电网;安全性;策略
导言
如今智能电网已成为世界电网发展的共同趋势,智能电网是通过现代新技术(传感器、微电子等)对传统电网进行改进,所以具有双向动态性、包容性以及时效性,这也意味着信息存在安全隐患。智能电网的安全问题主要包括物理、网络、信息安全及备份恢复等部分的安全保护。
1智能电网的定义及特征
智能电网就是在传统电网的基于发电--输电--变电--配电--用电单向运行上加以传感和测量体系,集信息采集、智能监控、双向通信、数据计算、决策和控制为一体的综合数物高级系统,是结合先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术,并与电网基础设施高度集成的一种新型电网。智能电网具有双向性。智能电网在发电方和用电具有双向的信息流,用电方可通过收集和分析用户的用电习惯和用电信息对电网进行合理分配和实时调度,提高电网系统的设备利用率及性能等整体优化系统的管理和运行,而用户也可以通过对发电方反馈的运行参数信息对自家的用电配电进行合理调整。智能电网具有自愈性。智能电网通过实时采集动态信息,可以对未知风险进行预测,并采取相应的防护措施。智能电网具有实时性。智能电网采用现代最先进的基于通信网络的通信介质、通信技术,保证了智能电网的实时性和可靠性。智能电网具有兼容性。智能电网打破了传统电网的远端集中式发电方式,而实现集中发电和分散发电的兼容。
2智能电网的安全问题体现
2.1智能电网的设备安全
智能电网的重要设备有智能电表、数据集中器等,这些设备大多安置在室外,不法分子可能通过篡改或伪造这些重要设备的监测数据和状态参数,导致电网的调度控制系统评估错误,甚至发出错误的操作命令,这会严重影响电网的安全性。
2.2进入电网的系统认证安全
不是所有用户或供应商都是绝对可靠的,有的不法分子可能盗用用户或系统信息冒充用户或者供应商行使他人权利,侵犯别人隐私,所以,系统认证安全也是不容小觑的问题。各类数据的通信安全。
2.3通信安全
在智能电网的运行过程中,要进行监测数据和系统数据信息的采集、传递、分析和处理,完成供电方和用电方的双向信息流,所以,在这信息流动过程中,用户的隐私必定存在安全隐患。
3智能电网对电网安全性的影响
智能电网提升了电力系统的服务质量,方便了电力系统的管理。但是由于智能电网的自身特性,它也会影响到电力系统的安全性。
3.1特高压电网的安全稳定控制
中国的智能电网是以特高压电网为骨架的,这和中国的国情有着直接关系。因为电力的需求增长速度极快,电力传输系统以网状的形式覆盖全国。在一些电力负荷较大的区域,特高压电网更为密集。当然,以特高压电网为骨架的电网系统是符合中国国情的,也是中国电力工业实现可持续发展的重点所在。然而,特高压电网会使中国的电网结构复杂化,潜在的不稳定因素也越来越多。特别是电网系统的复杂化,使得控制的难度增加,在一定程度上影响着安全性与稳定性。对于特高压电网而言,不仅仅是增加了电网的复杂性。一旦发生意外,也很难控制,极容易造成各种重大事故。因为特高压电网不仅仅是高压的危险,还因为智能化的发展,削弱了人力在电网控制中的作用。因此,当发生变故之后,电力系统的智能化控制可能失去作用,而电网控制人员又不能及时做出调整,存在较大安全隐患。
3.2大规模风电接入的风险
随着社会的不断进步,经济发展的可持续性已经成为主题,新型的能源产业正在崛起。以电力系统而言,风力发电由于其无污染和工期短等特点,受到国家的大力推崇。目前,风力发电也是智能电网的重点建设内容。但是,风电也有自身的局限性,主要体现为受环境的影响较大,输出的电力不够稳定,导致电能的质量下降。因此,在将风电接入电力系统后,往往还需要备用的电力来源,以此来减弱风电不稳定性造成的影响。风电是利用风力资源进行发电的,虽然最大程度上迎合了可持续发展的战略,但是当风力资源不充足的时候,电源的供给就会发生中断现象。把风电介入到智能电网系统中后,会增加智能电网控制的复杂性,还需要额外增加备用电力,在这一定程度上影响了风电和智能电网的发展。
3.3分布式电源的接入
智能电网最大的优势就在于,允许不同类型的发电和储能接入到电网系统中,所有的电压等级都可以实现互联。这种优势减弱了电力对外来能源的依赖,使供电的持续性有了保障。但是,大量的分布式电源介入到电网系统中,却增加了电力系统的不稳定性,出现事故后很难最快找到原因。而且,不同种类的电能质量也不相同,影响电力系统服务的质量。不仅如此,分布式电源的接入还对地区用电的稳定性与安全性分析造成了影响,无法提前做好分析,潜在的安全问题就可能产生较大影响。
4智能电网下的电网安全性控制对策
4.1特高压电网的分层优化
在上文的分析中提到了,特高压电网是智能电网建设的重点内容,但是特高压电网也会给电网系统带来不稳定和不安全的威胁。因此,针对这种现象,可以采取分层优化的方式增强对智能电网下电网安全性控制,具体措施如以下几点。
4.1.1建设较为灵活的智能电网结构。我国的智能电网正处在飞速发展的阶段,特高压电网也处在过渡的时期。因此,要应对特高压电网过渡期的复杂问题,可以考虑把智能电网的结构优化,使之更加灵活。例如:增加多层反馈和负反馈,方便对智能电网的控制,处理起问题时就会更加得心应手。
4.1.2各道防线的协调优化。智能电网下的特高压电网不够稳定,可以通过协调各道放线的作用,起到分层的防护作用。这种方式弥补了特高压电网的劣势,让智能化电网的运行更加稳定。
4.2风电的监测与转化
风电最大的缺点在于无法提供稳定的电能,克服这一问题后,风电接入智能电网就会更加可靠。针对这一问题,首先,可以通过加强监测的方式进行控制,如:建立风电机的模组,分析在不同时间其静态和动态的数据,给无功补偿提供数据支持。其次,还可以采用轻型直流输电的方式实现对风电的控制。直流电较好控制,风能发生变化后,就可以通过智能电网自身的控制调整实现电能输出的稳定。
4.3细化分布式电源的标准
分布式电能接入智能电网会增加电网的复杂性,控制起来更为困难。因此,可以对接入电网的分布式电源进行标准的细分。首先,是确定并入智能电网的标准,减弱不同电能对智能电网的影响。其次,采用建模的方式,对电能并入智能电网后的情况进行模拟,得出具体的数值,方便并入前的处理或者并入后的调整。最后,还可以进行分布式电能的静态和动态分析,最大化加强智能电网对分布式电能的控制。
结束语
智能电网是二十一世纪世界电力系统发展的必然趋势和先进技术,是信息和通信技术、控制技术、电力电子技术、智能化系统在电力系统中的应用。它将带领我们进入一个更高端更清晰的信息技术时代,但是智能电网中的安全问题也不容小觑,它将直接影响到我们的生活质量和隐私保护。所以,对于安全技术的研究是未来智能电网方向的重点和热点。
参考文献:
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