电力信息通信技术

浅析电力信息通信技术

摘要：随着电力企业的不断发展，电力信息通信技术以是一个十分重要的问题。因为它是保障电力工作能否顺利开展的关键。文章根据自身工作经验，就电力工作中信息与通信技术进行分析探讨，发表自身在工作中所积累和总结的若干经验。

关键词：电力；通信；信息；分析；探讨

1 电网信息的层次

电网信息流的层次模型包括4 个层次，即电网设备层、通信网架层、数据存储管理层、数据应用层。各个层次组成的信息支撑体系是坚强电网信息运转的有效载体，是坚强电网坚实的信息传输基础。信息支撑体系通过对电网基础信息分层分级的集成与整合，达到信息的纵向贯通和横向集成，为坚强电网提供可靠信息支撑。信息流的层次模型如图1 所示。

图1

电网设备层包括电网的各类需要信息传输和交换的元件和设备。

通信网架层利用通信网络将电网设备层的各类型设备连接成一个整体，其中网络方式较传统的其他方式具有连接简单、易维护等特点，在有线网络不易部署的地方可以采用无线方式或公网方式，辅予合适的网络安全策略。

数据存储管理层提供数据的存储以及跨分区、跨系统的整合、集成、访问功能。电网的信息量将远大于现有电网，数据的有效存

储是需要深入研究的一个问题。同时在已有信息化基础上，完善异构系统之间的信息集成。信息的访问可以采用事件驱动或者消息总线的模式，避免数据的大量检索。

基于上述基础数据应用层实现电网的高级分析、控制等功能。标准体系贯穿信息流层次模型的各层级，保障设备的即插即用、信息的有效交换和传输内容的无二义理解，降低信息交换成本。

2 电力信息与通信的标准

由于电网的复杂化，在加上分布广泛，因此如果要保证各部分之间协调、有效、即插即用，这就取决于完善的信息及通信标准体系，该标准体系涉及电力的发、输、配、用及信息安全等环节，除之前所使用过的标准外，还包括其他的一些标准，除此之外，还定义了用于监视和控制其他发电机组的通信规范。

通信领域可参考的标准除tcp／ip 外，还包括光纤同步网络sonet、数字用户环路、宽带电力线。从目前情况看，电力发、输、配领域的信息模型及信息交换标准已经比较完善，可遵循相关标准。但是在用电领域，涉及的不仅是电力企业，还包括家电企业。当前情况还没有统一的规范或指定相关标准。

3 当前的局面

当前已建成先进可靠的电力通信网络，形成了以光纤通信为主，微波、载波、卫星等多种通信方式并存，分层分级自愈环网为主要特征的电力专用通信网络体系架构。在配电、用电领域，拥有电力负荷控制专用无线电频率（230 mhz），开发了电力线通信技术，应

用于自动抄表、配网管理、用户双向通信等方面。

但目前存在的主要问题包括：骨干网架仍不够坚强，难以完全满足调度数据网络第二平面建设的新要求；各级通信网络的资源整合和充分利用有待进一步加强；总体上呈“骨干网强、接入网弱”、“高（电压）端强，低端弱”的态势，配电、用电环节的通信水平相对输电网而言差距较大。网络的特点可以解决上述不足。

网络具有可靠性高、控制灵活、易于维护、扩展方便等众多适合电网控制的优点，可显著简化控制设备的连接方式，实现各种异构控制设备的网络集成和信息共享。然而电力系统是分布式、实时系统，各种控制设备的信息差异很大，通过网络传输控制信息将存在时延不确定、路径不确定、数据包丢失、信息因果性丧失等问题。可从电力系统信息的传输特性，网络对电网控制性能的影响、电网的通信系统体系结构的影响等方面入手，研究信息网络在电网应用的关键问题。

电力系统的控制信息调度采用网络传输方式，属于动态调度。动态调度区别于静态调度，没有明确的任务周期。相关技术指出采用时延控制策略对同时到达交换机的电力系统保护信息流进行控

制时无法确保端到端的响应时间要求，因此有必要研究新的信息流控制机制，确保基于信息网络的电力系统控制任务的时间约束关系，提高电网信息调度的可控制性。

基于网络的电力系统应用包括继电保护、同步相量测量等，有关资料提出一种基于数据网的新型广域后备保护系统的硬、软件设

计方案,并给出了该方案的意义、原理及保护算法，提出利用从相量测量装置获得的电压和电流相量，并基于静态等值的思想，通过相对电距离指标对各负荷节点的静态电压稳定性进行排序，从而可对关键节点进行监测和控制。

4 信息与通信的安全问题

电网较传统电网将更多依赖信息交换，电网跨地域广阔，设备元件众多，任意节点都可能引发信息安全问题，导致电网发生故障，因此电网信息安全防护内涵很广，影响重大。

长期以来，电网的安全偏重于电网的物理安全，例如电网稳定、设备的电气安全，对信息安全不够重视。有的地方在五年内对变电站信息安全进行二次评估，第1 次信息安全评估发现的如系统弱口令、默认密码未删除等问题，五年后并未得到实质性改进，此外还发现了新的安全隐患，包括无线网络安全、与因特网的强连接、数据传输经过商用通信网等。因此，电网信息系统的安全防护应该是一个系统化的体系，该体系的主要内容包括4 点。

4.1 脆弱性和风险评估。对信息系统的脆弱性和风险定期进行评估，指定包括改进措施的一系列指导原则。有关数据调查指出虽然工作站、服务器、路由器都提供了安全机制，但是用户并未认证对安全进行有效配置，甚至配备有专业维护团队的企业也存在这个问题。据统计约有超过90%的信息系统入侵是通过已知的系统漏洞和操作系统、服务器、网络设备错误配置实现的。

4.2 对威胁的应对能力。对电网安全构成威胁的行为，如信息

系统攻击发生时，相应的应对和报警机制随之启动。在极端情况下，电网信息系统遭受大规模攻击，导致电网发生故障时，电力公司与其他机构，包括政府机构的联动响应。

4.3 重要系统的可靠性。有关文件政策指出重要系统包括电力数据采集与监控系统、能量管理系统、变电站自动化系统、换流站计算机监控系统、发电厂计算机监控系统、配电自动化系统、微机继电保护和安全自动装置、广域相量测量系统、负荷控制系统、水调自动化系统和水电梯级调度自动化系统、电能量计量计费系统、实时电力市场的辅助控制系统、各级电力调度专用广域数据网络、用于远程维护及电能量计费等的调度专用拨号网络、各计算机监控系统内部的本地局域网络等。

4.4 敏感信息的安全。对敏感信息从内部和外部都杜绝被窃取，如电力的发电、输电、配电等环节的重要数据。防止未授权用户访问系统或非法获取电网运行和调度敏感信息以及各种破坏性行为，保障电网调度数据信息的安全性、完整性。重点关注电力市场系统、电网调度信息披露的数据安全问题，防止非法访问和盗用，主要通过具有认证、加密功能的安全网关来实现；确保信息不受破坏和丢失，则通过系统冗余备份来实现。

5信息和通信探讨

电力系统本质上是能量的传递过程，该过程由电力输、发、配、用步骤组成。调度数据专网等电力专用通信网络已经覆盖了电力发、输、配等步骤，用户侧利用载波方式进行小数据量传输（如抄