智能电网下电力终端通信接入架构设计
【摘要】落后的电网通信限制了电网功能的发
展，当前智能电网下的大部分业务需要性能良好、可靠性高的电力中断通信作为支撑，基于以上，本文简要介绍了当前电力终端通信的发展现状，并研究了基于智能电网下的电力终端通信接入架构设计，旨在为电网配电自动化和用电信息的采集等业务的实现做出贡献。
关键词】智能电网电力终端通信接入架构设
前言：电网中电力通信网各种信息的远程传输功能，对保障电网的功能有着重要的意义，终端通信接入是电力通信网中的重要组成部分，其最靠近用电用户，主要承载的是用电信息采集和配电网自动化的业务，智能电网下电力终端通信接入架构的设计是至关重要的。
一、电力终端通信发展现状
1、多业务重复使用。以往的电网中各个配电网系统都要拥有互相独立的终端接入通信系统，并且终端接入通信系统是依赖于电网中各个配电系统存在的。
智能电网通信的范围更大、节点更多，为了方便管理，
这些通信系统需要有一个统一的终端接入通信系统，接入的终端通信系统需要服务于电网中的各种业务，这就给整个电力终端通信接入系统带来以下的问题：
①性能问题：配电网中各个业务对于通信性能的需求是不尽相同的，例如视频监控业务要求通信的容量较大，而自动化业务要求的容量较小，这样重复的应用在不同的业务上，就会对通信的性能造成一定影响
[1];②可靠性问题：不同的配电业务之间对于通信的可靠性有着不同的要求，有的配电业务对于通信可靠性的要求较高，这就需要通信负载以及通道保护来有效控制通信网的可靠性；③安全问题：各种配电业务的复用会带来一定的安全问题，不同业务之间的通信通道是不能够互联的，因此在不同业务的通信网之间要具有一定的隔离措施。
2、系统的应用规模大。智能电网中的配电业务众多，终端用户的数量较多，其覆盖范围也就相应加大，当前的终端接入通信系统的覆盖规模已经近似于电话网络的规模，其主要存在着以下几个问题：①工程大，投资大：通信网络以及终端接入是接近用户的，而智能电网的用户数量和覆盖范围十分庞大，因此整个通信网络工程的工程量和投资都比较大；②维护困难：
为保证配电网各项业务的顺利完成，终端接入通信系 统的维护工作至关重要，由于通信网的覆盖面较大， 这就会导致维护困难、维护不到位等问题。
3、面临的环境较为复杂。 我国幅员辽阔， 各个地 区的自然环境以及经济发展水平导致了智能电网终端 通信系统的应用环境十分复杂，同时各地电网设计在 电压等级、拓扑结构等各个方面有所不同，因此在靠 近终端用户时所面的环境问题多种多样。
二、终端通信接入架构设计
1、做好总体规划。 终端通信接入是一个长期的建 设过程，因此在其架构设计时应当湿度采用向后兼容 的设计原则，做好总体的规划设计，实现其长期的发 展和演进。
2、分层分布式网络架构方式。 分层分布式是网络 架构设计能够实现布网的灵活性，这样的设计就可以 适应现场复杂的应用环境和网络改造环境，分层分布 式网络架构设计如下：主站一骨干网络一 络一低压通信网络一多个用户
终端，其中 中压
通信网络的是通过
汇聚型的节点实现
连接的， 干网络为汇聚层， 通信网络为低压接入层。
3、数据网区块划分。 智能电网的配电业务有着多 样中压通信网 骨 网络与 骨 中压通信网络为中压接入层，低压
性的特点，因此要划分为不同层级的数据网区块，数据网区块的划分可以看做是分层分布是网络架构设计的延伸。其主要包含的数据网区块有：电力通信调度汇聚网、电力通信调度中压接入网、电力通信综合中压接入网以及电力通信综合低压接入网。
4、通信接入技术的应用。智能电网覆盖规模大、用户量众多且承担的业务多种多样，在终端通信接入结构设计中对先进通信接入技术的应用至关重要，就目前来看，主要应用的通信接入技术有采用光技术、无线技术、载波通信技术等等，这些技术的综合应用实现了多种通信技术的互补，有效为智能电网电力终端通信接入架构设计提供技术支持[2] 。
5、运行维护体制的建立。电力终端通信接入架构设计中接入网运行维护体制的建设至关重要，这是实现电力终端通信接入网稳定运行、实时维护的基础，可以预见的是，未来电力终端通信接入网的规模将会不断扩大，因此整个终端通信接入网的网络结构要便于监控管理，网络管理系统以及快速的故障处理技术要具备较强的功能，同时要结合当前各种成熟、高效的网络维护管理体制，只有这样才能够在可控的成本下，实现良好的电力终端通信接入架构的设计，才能实现整个终端通信接入网的正常运行和维护，才能实现智能电网中的各项功能和承担的业务。
结论：综上所述，智能电网有着多种智能功能，承担的业务多种多样，用户量众多，因此电力终端通信接入网的是保证智能电网功能实现的重要环节，终端通信接入架构的设计至关重要，多种业务的数据都要在终端通信接入网实现传输，这就给电力终端通信接入结构设计提出了更高的要求。
参考文献
[1]郑莹.电力光载无线通信技术在电力接入网中
的应用[J].金陵科技学院学报，2014, 02: 29-34.
[2]孟凡博，赵宏昊，王杰.电力终端通信接入网建设研究[J].电力系统通信，2012, 06: 19-22.
智能电网中馈线终端的研究与设计 发表时间：2019-03-27T16:25:43.143Z 来源：《电力设备》2018年第30期作者：吴伟钊 [导读] 摘要：智能电网中馈线终端系统是智能电网的重要组成部分，与智能电网中的开关配合，采集配电网信息、状态监控、故障检测及定位等，保证配电网的安全和供电可靠性。 （东莞电力设计院广东东莞 523000） 摘要：智能电网中馈线终端系统是智能电网的重要组成部分，与智能电网中的开关配合，采集配电网信息、状态监控、故障检测及定位等，保证配电网的安全和供电可靠性。本文对智能电网中馈线终端的研究和设计展开探讨。 关键词：智能电网；馈线终端；研究；设计 前言 随着智能电网的不断发展，配电自动化系统对配电设备的要求越来越高，而配电网自动化作为智能电网的重要环节，对智能电网的建设有着至关重要的作用，因而智能电网馈线终端系统的研究和设计也变更越来越重要。 一、智能电网中馈线终端系统的优势 1、具有强大的监控和分析能力 馈线终端的后台监控系统主要包括系统运行监控功能、维护功能、自动化分段开关三遥功能以及后台辅助分析功能等。系统运行监控功能主要指的是在常态下对系统的运行状况监控。系统维护功能主要包括维护馈线拓扑结构、配置控制策略、计算相关定值以及在线下发信息等。而后台辅助分析功能包括模拟重现故障场景，系统自动化设备动作的分析等。在系统运行过程中，馈线终端系统将故障处理的过程信息，色括故障的类型、故障点的位置、电压电流、自动化终端的状态、通讯状态、自动化开关的状态等，全部上传到后台监控系统，对故障的处理进行全过程监视以及故障原因的分析，以便于供电人员排除故障，缩短故障处理时间。 2、提高故障隔离与恢复的速度 由馈线终端单元FTU装置间就地动态决策，快速处理和切除故障，将故障隔离在故障区段，不影响非故障区段，有效减少馈线出口开关和自动化分段开关的动作次教，极大的缩短线路的停电时间，保证供电系统的可靠性。 3、增强馈线终端部署的灵活性 智能电网馈线终端系统适合多种类型的馈线拓扑结构，包括单电源、多电源以及手拉手供电线路，大大增强电网线路部署馈线终端的灵活性。 二、智能电网中馈线终端系统的功能 1、遥测：通过馈线终端单元FTU的程序计算，SCADA系统及其用户可以对相应线路的各个电气量参数信息（如电压幅值和电流以及功率等）实时掌握。 2、遥信：配电网在处于非正常运行状态或者是发生或故障的时候，馈线终端系统以及SCADA系统之间进行相互通信，此时通过相对应的计算来找出其中的异常情况或者是其故障所在的区域。 3、遥控：通过控制FTU展开对分段器的有选择性地断开，SCADA系统可以快速的通过隔离故障区域迅速恢复非故障区域的正常用电，以可以保证故障能够控制在最小范围以内，最终得以减少因其故障的停电而造成的经济损失。 三、馈线自动化系统的分类及选择 根据故障处理方式的不同，馈线自动化系统有三种模式，分别是就地控制型、集中控制型和分布智能控制型FAS。 （1）集中控制型FAS：由 SCADA系统来对电网线路运行状况进行监视及控制，适用于架空与电缆线路，可实现遥信、遥测和遥控功能；但其对通信系统及主站系统的依赖性较高，而且投资相对较大，因此主要适用于城市中心、城乡结合等等一些负荷较稳定的区域。（2）分布智能控制型FAS：分布式处理方式中FTU不需要把检测到的所有信息都发送到主站，而是通过FTU之间的相互通信实现信息共享。其优点是它不依赖于主站就能完成配电网故障自愈控制，且投资较小、易于实现。主要适用于网架结构相对简单、稳定的配电线路，不适用于线路网架结构变动频繁的区域。 （3）就地控制型FAS：它是基于重合器和分段器与变电站出线断路器的动作配合来隔离故障和恢复非故障区段供电，不依赖于通信系统就能实现故障隔离。就地型控制方式具有投资小，易于实现的优点；但在国内大多数电缆线路不允许进行故障重合闸，因为开关的频繁动作对负荷有很大的冲击，短时停电问题很严重，因而主要用在城镇及偏远郊区的配电线路。 馈线自动化系统主要考虑用于10kV配电网，所以应基于集中控制型与就地控制型综合馈线自动化系统方向研究，从而对智能电网中馈线终端进行优化及设计。 四、智能电网中馈线终端的设计 智能电网馈线终端系统主要包括一次设备和二次设备，其中一次设备主要为开关本体和互感器，二次设备则为与开关本体通过互感器连接的FTU。在设计中需考虑一次设备与馈线终端单元的信号接口、馈线终端单元以及系统抗干扰设计等方面的内容。 1、开关本体与馈线终端单元信号接口的设计 在该系统当中开关本体的配备是三相内置电流互感器（CT），外面配置两只电压互感器（PT）的方式，而电压互感器则分别架设于开关本体进出线的两端。信号输入时，信号的接口从类型上来讲可以划分为两大类，第一类是模拟量，馈线终端采集的模拟量主要是电流及电压量；第二类则为开关量，它包括有分段开关以及断路器合位、分位，SF6低压闭锁，以及SF6低压警告等等。 2、馈线终端单元的设计 馈线终端单元FTU作为整个馈线终端系统的核心部分，其主要由三部分组成：电源模块、测控单元模块以及通信模块。 （1）电源模块 在智能电网的馈线终端系统中，FTU电源模块不只是用于满足于馈线终端FTU的自身用电需求，此外还需要提供给通讯模块以及保护控制回路跳、合闸开关，所以在设计中需要把电源模块划分为双路备份交流电源切换，电源管理控制器以及蓄电池等部分。 （2）测控单元模块 智能电网的馈线终端系统，最基本的构成部分是馈线终端单元FTU，它直接影响着馈线终端系统的自动化水平，因而保护测控单元的
浅谈智能电网中的通信技术 智能电网是特高压取得突破后，国网公司在新的起点上推动国家电网科学发展水平的必然选择，建设统一坚强智能电网具有重要意义。智能电网的范畴很广，笔者在这里试图介绍下智能电网中可能运用的通信技术。 通信因其传输和感知功能被誉为电网的“神经系统”。在智能电网及其通信技术的见解中，国外各主流厂商可谓仁者见仁，智者见智。国际咨询商同时受聘于华东电网公司和安徽电力公司的埃森哲也提出了自己的观点。这里就来介绍下她对智能电网中通信技术的理解。 1、第二代互联网 目前的因特网协议是IPV4，它的下一个版本就是IPV6，这个新版协议就是第二代互联网的基础，可实现“产对产”连接，有庞大的地址数量，传输速度更快。如果说IPV4是“人机对话”，那么IPV6可以扩展到任何物间对话，如家用电器、传感器等。这个功能是比较强大的。 2、光纤以太网 以太网是众所周知局域网通信协议标准。以太网的传输介质主要是双绞线和光纤。一般主干通信网络都使用光纤，电力系统也是如此。光纤至少有两大优点是双绞线铜缆暂时不可比拟的。一是通信容量非常大，传输距离远；二是能抗电磁干扰能力强，信号串扰小，传输质量佳。 3、电力宽带
顾名思义实现电力宽带的目标就是用电力线来传输信息，而电力线通信（PLC）。PLC具有极大的便捷性，只要连接到房间内任何的插座上，就可立刻拥有4.5—45Mbps的高速网络接入。PLC利用GMSK （高斯最小频移键控、移动全球通的调制方式）和OFDM（正交频分复用）将用户数据进行调制，然后进行传输。目前国网信通下属的中电飞华公司已将电力宽带引入商用，推广到北京的一些小区中。 4、3G及4G无线通讯技术 3G对我们来说并不陌生，在国内三大运营商的鼎力支持下，3G 移动通信已如火如荼地发展起来。他的特点就是速度快、流量大，可以传输视频。无线通信中，OFDM,智能天线，MIMO（多进多出），LTE （长期演进项目）也被视为3G或4G的主流技术或标准。我觉得目前在应急通信上极有可能用上这些高速移动技术。全球排名靠前的国产设备商华为公司在这些技术储备上有一定优势。 5、新型无线网络技术 当今常见的无线网络有移动通信网，无线通信网（WiFi,Wimax）篮球网络, Adhoc网络（无中心自组织的多跳无线网络），还有较新的无线传输网络。无线传感器网络由一定数量的传感器节点，通过某种通信协议连接而成的网络体系。 在国内，中科院上海微系统所对次项技术的研究处于领先地位，并已开始参与一些国际标准的制定。 以上，便是笔者对埃森哲通信技术观点的简要介绍。可以看出，
智能电网
目录 1 智能电网的概念和特点 (1) 1.1 概念 (1) 1.2 特点 (1) 2 智能电网的结构与特征 (2) 2.1 智能电网结构 (2) 2.2 智能电网特征 (2) 3 智能电网系统组成 (4) 3.1 发电系统 (4) 3.2 输电系统 (6) 3.3 配电系统 (8) 3.4 用电系统 (9) 4 智能电网的关键技术 (13) 4.1 通信技术 (13) 4.2 量测技术 (14) 4.3 设备技术 (15) 4.4 控制技术 (15) 4.5 支持技术 (17) 5 重视领域 (19) 5.1 智能规划 (19) 5.2 智能操作 (19) 5.3 智能管理 (19) 6 总结 (20)
1智能电网的概念和特点 1.1概念 智能电网是指一个完全自动化的供电网络，其中的每一个用户和节点都得到实时监控，并保证从发电厂到用户端电器之间的每一点上的电流和信息的双向流动。智能电网通过广泛的应用分布式智能和宽带通信，以及自动控制系统的集成，保证市场交易的实时进行和电网上各成员之间的无缝连接及实时互动。 美国电力科学研究院对智能电网的定义为：利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行全面的实时监控，然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后通过对数据的分析、挖掘，实现对整个电力系统运行的优化管理。 1.2特点 1．安全：更好地对人为或自然发生的扰动作出辨识与反应。在遭遇自然灾害、人为破坏等不同情况下保证人身、设备和电网的安全。 2．经济：支持电力市场竞争的要求，优化资源配置；提高设备传输容量和利用率，有效控制成本，实现电网经济运行。 3．清洁：既能适应大电源的集中接入，也能对分布式发电方式友好接入，做到“即插即用”。支持风电、太阳能等可再生能源的大规模应用。4．优质：实现与客户的智能互动，以友好的方式、最佳的电能质量和供电可靠性满足客户的需求，向客户提供优质服务。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/da15451688.html, 智能电网设备手持终端控制器设计 作者：张亮 来源：《科学与技术》2018年第02期 摘要：三相电网运行过程中的电参量精确检测是实施电能质量控制、提高能源利用率的重要环节。智能设备和自动化设备的加入改变了电网终端设备的运行方式和运行特性。为方便电力维护人员的现场操作，设计一种应用于智能电网设备的手持终端控制器。鉴于此，本文将电网进行自动化和智能化改造前后的情况进行了对比并指出了对应的终端设备运行和维护要点。 关键词：智能电网；手持终端；控制器；设计 1 导言 现阶段10kV配电网中应用的智能设备品种很多，如智能电表、永磁开关控制器、综合保护装置等，这些设备需要电力维护人员定期到现场对其进行巡查检修。智能手持信号采集系统，主要用于三相电网的实时数据采集，实现信号的采集与处理，完成电网运行情况的监测、报警、记录、打印报表、回放等一系列功能，能够实现多路信号的数据采集处理，同时可以根据实际使用情况外扩采集板卡来满足更高层次的需求。 2 手持终端控制器的系统框架 手持终端控制器（以下简称掌机）主要由微处理器MCU、可充电锂电池、充电电路、电源管理电路、矩阵键盘、LCD显示器、通信接口电路（红外、RS485、RF无线模块）、时钟电路、存储器等几大部分功能模块组成。系统方框图如图1所示。 充电电路对锂电池充电后锂电池为掌机提供工作电源，微处理器MCU启动工作后将矩阵键盘输入的设置参数和相应的控制命令显示在LCD显示器上，并通过通信接口，如红外、 RS485或者RF无线模块发送和接受控制终端的数据，并对数据进行存储。微处理器MCU通过电源管理电路控制掌机的功耗，让掌机在休眠状态时进入低功耗模式。
浅析智能电网与新能源 摘要：智能电网和微电网是本世纪新兴的两个概念。文中从智能电网与微电网 的关系出发，通过阐述中国式智能电网和微电网的内涵，提出未来智能配电网的 一种新的组织形式智能微电网，并分析了智能电网与新能源的协调发展。 关键词：智能电网；智能微电网；新能源；协调发展 0引言 近年来国际范围内逐步开展了智能电网的研究与实践计划，智能电网的概念 首先是在欧美发达国家提出的。由于计算机、通信、电力电子等新技术的飞速发展，社会各行各业都已经应用这些新技术提高行业的现代化水平，电力工业是一 个传统的产业，已经经历了上百年的历史，而且欧美发达国家的电网设备已经进 入老化的时期，迫切要求更新改造，而这些新技术的发展使得实现电网智能化成 为可能。 智能电网技术有机融合了高级传感、通信、自动控制等技术，具有自我管理 与恢复、兼容性强等特点，其快速发展为分布式能源的无缝并网提供了良好的技 术保障。通过合理利用各类高级控制技术，能推动各类分布式能源与现有电力系 统的有机融合，实现“即插即用”、实时互动和协调运行。目前，分布式能源的开 发利用多处于自治运行模式，缺乏一个长远的具体发展模式，进而实现分布式能 源的大规模的开发利用。因此，积极研究智能电网环境下的分布式能源发展模式 对未来实现分布式能源大规模的开发，缓解能源危机等战略目标具有重要的意义。 1智能电网与微电网概述 智能电网，就是电网的智能化，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基 础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进 的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和 使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及 资产的优化高效运行。智能电网的核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动 化和互动化，简称为“坚强的智能电网。 智能电网的智能化主要体现在： 可观测——采用先进的量测、传感技术； 可控制——对观测状态进行有效控制嵌入式自主处理技术； 实时分析——完成数据到信息的提升，自适应和自愈等几个方面。 为整合分布式发电的优势，削弱分布式电源对电网的冲击和负面影响，充分 发挥分布式能源的效益和价值，应积极构建基于分布式能源的微电网。 微电网是一种由负荷和微型电源共同组成的系统，它可同时提供电能和热量；微电网内部的电源主要是由电力电子装置负责能量转换，并提供必须的控制；微 电网相对外部大电网表现为单一的可控单元，同时满足用户对电能质量和供电可 靠性、安全性的要求。 智能电网和微电网是21世纪新兴的两个概念，随着世界多个国家的积极探索和研究，已迅速延伸至政府、电力、信息、经济、金融等多个行业和领域，成为 电力系统未来发展的重要方向。智能电网和微电网在国际上的蓬勃发展，对中国 未来电网的规划和建设有着很好的启示和借鉴意义。随着中国电力体制改革的深 入完善、电网结构的不断调整和发展方式的逐步转变，将给建设智能电网和微电 网带来巨大的发展机遇。
2020《智能电网通信协议体系》模拟题 《智能电网通信协议体系》模拟题一 一、填空题(本题 25 分 , 每空 1分) 1. 通信网的基本结构形式有五种分别是 _____、 _____、 _____ 、 _____、 _____。 2. 衡量电能质量的重要指标是 _____、 _____、 _____。 3. 物联网在智能电网中的应用主要包括 _____、 _____、 _____、 _____。 4. 无线自组网主要特点包括 _____、 _____、 _____等。 5. 常见的规约交互方式一般分为两种分别是 _____方式和 _____方式。 6. 配电网的组成包括 _____、 _____、 _____等。 7. 配电网自动化远方终端包括:_____、 _____等。 8. 101协议的服务分为 S1、 S2、 S3分别是 _____、 _____、 _____。 二、选择题(本题 30分,每小题只有一个正确答案,每小题 2分) 1. 双向互动服务的主要内容有() 。 A. 信息发布、业务受理、客户交费、接入服务、增值服务 B. 信息提供、业务受理、客户交费、接入服务、增值服务
C. 信息提供、业务受理、客户交费、有序充电、增值服务 D. 信息提供、业务受理、客户交费、接入服务、社区服务 2. 通过哪些设备开展双向互动服务?() 。 A. 智能电能表、智能插座、手机、电脑 B. 智能电能表、智能交互终端、手机、采集器 C. 智能电能表、智能交互终端、手机、电脑 D. 电能表、智能交互终端、手机、电脑 3. 以下不属于用电信息采集系统主要采集方式的是() 。 A. 实时采集 B. 自动采集 C.随机召测 D. 主动上报 4. 电动汽车的主要类型有() 。 A. 纯电动汽车、混联式混合动力电力汽车、燃料电池电动汽车 B. 纯电动汽车、混合动力汽车、氢电池电动汽车 C. 纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车 D. 增程电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车 5. 电动汽车充电模式主要包括() 。
智能电网信息安全威胁及对策分析 发表时间：2017-09-29T11:14:56.620Z 来源：《基层建设》2017年第14期作者：王争 [导读] 摘要：智能电网信息安全已成为相关研究人员以及工业领域专家们关注的热点。本文对智能电网信息安全威胁进行了总结和概述天津送变电工程公司天津 300000 摘要：智能电网信息安全已成为相关研究人员以及工业领域专家们关注的热点。本文对智能电网信息安全威胁进行了总结和概述，最后依据国家政策法规提出了应对智能电网信息安全威胁的保护措施。智能电网信息安全仍处在研究阶段，还需要更多的探索和实践来应对智能电网的威胁和脆弱性。 关键词：智能电网；信息安全威胁；对策 1 智能电网介绍 1.1概念及特点 目前，智能电网已成为世界各国争相研究的热点，尚没有统一的定义。国家电网中国电力科学研究院对智能电网的定义为“以物理电网为基础（中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础），将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网”。智能电网用以解决目前电力供应中遇到的问题，能够充分利用状态估计等技术来提升故障检测能力，在无技术人员干预的情况下实现自我恢复。通过负载均衡技术降低用电高峰时出现的问题，合理安排发电机的使用，使用智能电表等智能设备采集数据调整用电价格从而降低用电高峰时的峰值。允许使用更多的可再生资源，如太阳能、风能等，而不需要考虑能量储存的问题。 1.2国内外发展应用 在美国、日本等发达国家，智能电网战略己成为国家重要战略。美国智能电网发展分3个阶段进行战略推进，即“战略规划研究+立法保障+政府主导推进”的发展模式。欧洲的智能电网以支撑可再生能源以及分布式能源的灵活接入为目标，向用户提供双向互动的信息交流等功能。日本在2010年后由经产省和超过500家企业以及团体成立官民协议会———“智能电网联盟”。随着我国电力体制改革和特高压电网建设的不断深化，智能电网也将成为我国电网发展的一个新方向。目前，国家电网公司已建成包括智能变电站、智能充换电网络、智能用电采集系统、多端柔性直流等一批先进的智能电网创新工程。截止2015年，国家电网公司累计建成投运智能电网试点项目342项。 1.3信息安全 近年来，国家电网公司大力推进电力通信、SG186工程和特高压电网等建设，信息化企业、数字化电网的蓝图逐步实现，为智能电网建设奠定了扎实的基础。随着我国智能电网的建设，信息安全问题越来越突出，继电保护、电网调度自动化和安全装置、变电站自动化、发电厂控制自动化、配网自动化、电力市场交易、电力负荷控制、电力用户信息采集、智能用电等多个领域均可能面临信息安全的威胁。 2 智能电网信息安全威胁分析 智能电网充分发挥了电网资源优化配置的作用，具有坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的典型特征。结合这些特征，将智能电网所面临的信息安全风险归纳为以下五点:（1）电网复杂度增加，使安全防护的难度加大。智能电网是一个多网融合的网络，在发电、输电、变电、配电、用电及调度等几个环节中，应用物联网技术感知采集海量的实时数据、非实时数据、结构化数据、非结构化数据，同时，大量智能终端如新能源电动汽车、家庭太阳能、智慧城市等，使得电网架构更加复杂，给智能电网带来了新的信息安全隐患。（2）通信网络环境更加复杂。随着第四代无线通信技术（TD－LTE）的成熟，4G环境下智能电网的网络试点平台也相继建成。TD －LTE试点网络平台为实现配电自动化提供了高可靠、高速率、低时延的业务通道，为配电自动化“五遥”功能的实现提供了通道保障。同时大量智能仪表、移动终端也广泛 投入到应用中，提高电网智能化、自动化的同时，也使得电网的网络环境更加复杂，受威胁的环节增多。（3）安全接入技术更加多样、灵活。国家电网公司将信息网划分为信息内网与信息外网，并在两个网络之间采用专用隔离装置进行安全隔离，信息内、外网边界的各类接入对象通过多种接入方式与信息内、外网进行数据交换与通信。而智能电网采用物联网技术，在移动网络的基础上集成了感知网络和应用平台，使得智能电网具有更加复杂的接入环境、多样灵活的接入方式、数量庞大的智能接入终端，如何保证各类分散的接入对象安全、可信地连入电力信息网络，同时保证机密数据不会遭到泄露，并且实现对接入对象和操作的监控与审计，是智能电网信息化建设中迫切需要解决的问题。（4）软硬件设备进口，使得信息安全不可控程度更高。由于认识能力和技术发展的局限性，在硬件和软件设计过程中，难免留下技术缺陷，由此可造成网络的安全隐患。如全球90%的微机都装微软的Windows操作系统，许多网络黑客就是通过微软操作系统的漏洞和后门而进入网络。（5）业务的漫游办理，数据安全受到威胁。电网公司的营业厅实施“大营销”改造，所有营业厅都能漫游办理业务，联网在各处银行交纳费用，电力决策部门可根据需求调整电力生产计划，但是“大营销”的开放环境也使数据丢失和受到远程攻击的可能性上升。 3 应对措施 （1）基础设施保护①能源盗窃侦测:将消费者使用的电量等数据使用其他形式的数据表示，使得攻击者无法准确地对电量进行修改。 ②使用隐私保护仪表:智能电网的信息网络中经常会传输用户的私密数据，如用户身份、地理位置、相关的电子设备以及用电量等。为保护这些数据不被窃取，智能仪表传输数据时采用安全信道，限制用户计费信息传输来保护用户隐私。（2）电网SCADA系统防护使用现场取证技术，在不关闭SCADA系统的情况下进行实时检测，对SCADA系统的大数据进行分析。使用白名单技术对工业协议进行过滤，从而阻止可疑的网络流量。安装入侵检测/防御系统，对网络数据包进行检测、解析，对日志文件进行分析。使用机器学习的技术对未知攻击进行检测和防御。（3）网络安全措施①应对DoS攻击:应对电网网络的DoS攻击可以采用DoS攻击检测及缓解措施。可以通过数据包的内容、攻击特征、信号强度、传输失败数以及其他属性对DoS攻击进行检测。一旦检测到DoS攻击，智能电网应能够采用相应措施保护各网络节点，降低系统故障时间。DoS缓解技术通常部署在网络层和物理层。②应对注入及欺骗攻击:进行严格的认证机制，将TLS、SSL等协议与SHA、HMAC等加密技术进行配合使用，从而对网络通信信道数据进行校验。使用动态密钥管理，定期对数据流中的密钥进行更新。③应对非法破解:应对电磁攻击和功耗分析攻击最常用的方法是减少设备能量消费量与仪表中数据之间的关系。④使用网络安全协议:智能电网系统需要使用更合适的协议和标准，包括安全的DNP3协议、IEC61850以及IEC62351。这些协议对智能电网通信协议进行了修改，加入了安全层的实现。（4）数据安全保护措施采用密码学技术以及算法对数据进行加密，从而保障通信安全，保护用户的信息，对用户进行验证来
通信技术在智能电网中的应用 广东电网公司肇庆供电局周亚光摘要：随着通信技术、计算机信息技术的发展和电力生产调度自动化水平的提高。建设强大的智能电网已成为必然的发展趋势。智能电网就是以稳定的电网框架为基础，以通信网络和计算机信息网络为平台，对电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度等方面进行智能控制，实现电力、信息、业务的高度融合。在智能化电网的建设过程中，通信技术在其中起着至关重要的作用，本文将详细介绍通信技术在智能电网建设过程中的应用。 关键词：智能控制、数据采集、数据传输、通信协议、综合数据网、工业以太网设备 一、智能电网的产生背景； 1、电网规划与建设面临着严峻的用电高峰和电网建设费用的压力，同时规划和建设的合理性的合理性也面临考验。 2、电网的运行方面，用户对供电可靠性的要求越来越高、同时运行单位对电网设备的运行状况需要有更多的了解。 3、资产维护：设备的当前健康状态、设备维修和更换的最佳时机、设备的维修质量电力作业的费用需要得到合理的安排 4、电力营销：需求侧管理服务水平、电费回收率、窃电损失需要及时的掌握。 建设智能电网可应对上述的挑战： A、通过收集电网各种数据，指导电网和设备的投资，使得设备在逼近设备容量或实际能力的情况下运行，充分挖掘设备的潜力。 B、通过电网的实时重构和优化运行方式，使得设备在其实际容量范围内运行，延长设备使用寿命。 C、充分利用实时信息，缩短停电时间。 D、加强需求侧管理，提高效益。 E、为合理的电网投资提供决策支撑。 在传统电网的基础上，智能电网进一步扩展了自动化的监视范围，增加了信息的收集和整合以及对业务的分析和优化，实现了电网的智能化。可帮助电网企业提高管理水平、工作效率、电网的可靠性和服务水平。 智能电网分五个层面：1、电网数据采集2、数据传输3、信息集成4、分析优化5、信息的展现 （1）、电网数据的实时采集 实时数据是智能化电网的重要支撑，包括以下三方面的数据，A电网运行数据，B 设备状态数据C客户计量数据 目前，因为电网公司的数据采集主要关注电网的运行数据上，对另两方面的欠缺，只有增加了这两方面的数据采集，才能使整个电网可视化，为走向智能化作准备。 （2）、数据传输 基于开放标准的数字通信网络保证客户计量和设备状态数据以及电网运行数据的可靠传输。 （3）、在信息集成、分析优化、住处展现三方面，主要集中了计算机信息网络技术的应用。 通过采集和通信网络传送上来的数据为电网的规划设计、运行和资产的优化提供决策支持 1、电网设计优化 A、通过对用户负荷模式的分析，能够很清楚的确定需要改造的、可能存在过负荷的
奥鹏17春川大《智能电网通信协议体系》16秋在线作业2 一、单选题（共50 道，共100 分。） 1. 与现有电网相比，智能电网体现出（）的显著特点。 A. 电力流、信息流和业务流高度融合 B. 对用户的服务形式简单、信息单向 C. 电源的接入与退出、电能量的传输等更为灵活 D. 以上都不是 标准解： 2. STM-1帧频8kHz，即每秒传送8000帧；一帧的周期为（）μs。 A. 125 B. 225 C. 325 D. 425 标准解： 3. 目前，国家电网公司已建成“三纵四横”电力主干通信网络，形成了以光纤通信为主，（）等多种通信方式并存的通信网络格局。 A. 微波、载波 B. 红外线、微波 C. 超声波、载波 D. 电磁波、载波 标准解： 4. （）是实现变电站运行实时信息数字化的主要设备之一。 A. 传输系统 B. 电子式互感器 C. 电子式传感器 D. 智能交互终端 标准解： 5. A TM采用交换技术是（）。 A. 虚电路交换 B. 分组交换 C. 电路交换 D. 电路交换和分组交换 标准解： 6. 将物理信道的总带宽分割成若干个与传输单凭信号相同均子信道,每个子信道传输一路信号,称这种复用技术为( )。 A. 空分多路复用 B. 同步时分多路复用
C. 频分多路复用 D. 异步时分多路复用 标准解： 7. SDH网管系统的软件层级结构的最高层是（）。 A. 设备层 B. 网元层 C. 网元/子网管理层 D. 网络管理层 标准解： 8. 光纤WDM明线技术中的FDM模拟技术，每路电话（）。 A. 2kHz B. 4kHz C. 6kHz D. 8kHz 标准解： 9. 目前电网中使用的传感器不包括（）。 A. 传统传感器 B. 超导传感器 C. 光纤传感器 D. 智能传感器 标准解： 10. （）指将相对小型的发电/储能装置布置在用户现场或附近的发电/供能方式。 A. 分布式发电 B. 制定电力技术 C. 集中式发电 D. 分布式光伏发电 标准解： 11. 交换式局域网增加带宽的方法是在交换机多个端口之间建立( )。 A. 点—点连接 B. 并发连接 C. 物理连接 D. 数据连接 标准解： 12. OSI七层协议中，传输层传送数据的单位为（）。 A. 比特 B. 帧 C. 分组 D. 信息 标准解： 13. 光纤通信指的是（）。 A. 以电波作为信息载体、以光纤为传输媒介的通信方式 B. 以光波作为信息载体、以光纤为传输媒介的通信方式 C. 以光波作为信息载体、以电缆为传输媒介的通信方式 D. 以激光作为信息载体、以导线为传输媒介的通信方式
《无线传感器网络及应用》第一次作业答案 一、单项选择题。本大题共11个小题，每小题2.5 分，共27.5分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.下面哪种协议不属于路由协议（ C ）。 A.地理位置路由协议 B.能量感知路由协议 C.基于跳数的路由协议 D.可靠的路由协议 2.ZigBee的通信速率在2.4GHz时为（ D ）。 A.40Kbps B.20Kbps C.256 Kbps D.250kbps 3.传感器节点（ D ）范围以内的所有其它节点，称为该节点的邻居节点。 A.视线 B.跳数 C.网络 D.通信半径 4.TinyOS是一个开源的（ D ）操作系统，它是由加州大学的伯利克分校开发， 主要应用于无线传感器网络方面。 A.桌面 B.后台 C.批处理 D.嵌入式 https://www.doczj.com/doc/da15451688.html,N技术使用了哪种介质（ A ）。 A.无线电波 B.双绞线 C.光波 D.沙狼 6.传感器节点消耗能量主要消耗在（ A ）上。 A.无线通信模块 B.处理器模块
C.传感器模块 D.管理模块 7.传感器最早起于二十世纪（ B ）年代。 A.60年代 B.70年代 C.80年代 D.90年代 8.定向扩散（Directed Diffusion，DD）路由协议是一种（ B ）机制。 A.能量感知路 B.基于查询的路由 C.地理位置路由 D.可靠的路由 9.传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对方向性要求较高时，应 选择在其它方向上灵敏度（）的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越（）越好。 A A.小；小 B.小；大 C.高；高 D.高；底 10.传感器的频率响应越（），则可测的信号频率范围就越（）。 C A.小；高 B.大；宽 C.高；宽 D.大；高 11.传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。理论上在此范围内，灵敏度保持 定值。传感器的线性范围越（），则它的量程就越（），并且能保证一定的测量精度。 C A.小；宽 B.小；高 C.高；大 D.宽；大 二、多项选择题。本大题共29个小题，每小题2.5 分，共72.5分。在每小题给出的选项中，有一项或多项是符合题目要求的。 1.根据节点数目的多少，传感器网络的结构可以分为（AD ）。
1智能电网与传统电网的差异 传统电网是一个刚性系统,电源的接入与退出、电能量的传输等都缺乏弹性,致使电网没有动态柔性及可组性;垂直的多级控制机制反应迟缓,无法构建实时、可配置、可重组的系统;系统自愈、自恢复能力完全依赖于实体冗余;对客户的服务简单、信息单向;系统内部存在多个信息孤岛,缺乏信息共享。虽然局部的自动化程度在不断提高,但由于信息的不 完善和共享能力的薄弱,使得系统中多个自动化系统是割裂的、局部的、孤立的,不能构成一个实时的有机统一整体,所以整个电网的智能化程度较低[9210]。 与传统电网相比,人们设想中的智能电网将进一步拓展对电网全景信息(指完整的、正确的、具有精确时间断面的、标准化的电力流信息和业务流信息等)的获取能力,以坚强、可靠、通畅的实体电网架构和信息交互平台为基础,以服务生产全过程为需求,整合系统各种实时生产和运营信息,通过加强对电网业务流实时动态的分析、诊断和优化,为电网运 行和管理人员提供更为全面、完整和精细的电网运营状态图,并给出相应的辅助决策支持,以及控制实施方案和应对预案,最大程度地实现更为精细、准确、及时、绩优的电网运行和管理[9210]。 与传统电网相比,智能电网将进一步优化各级电网控制,构建结构扁平化、功能模块化、系统组态化的柔性体系架构,通过集中与分散相结合,灵活变换网络结构、智能重组系统架构、最佳配置系统效能、优化电网服务质量,实现与传统电网截然不同的电网构成理念和体系。 由于智能电网可及时获取完整的电网信息,因此可极大地优化电网全寿命周期管理的技术体系,承载电网企业社会责任,确保电网实现最优技术经济比、最佳可持续发展、最大经济效益、最优环境保护,从而优化社会能源配置,提高能源综合投资及利用效益。 2国内外智能电网建设背景不同 电力行业作为社会基础产业,是国家发展的命脉产业之一。电网建设与国家能源资源结构、产业布局、经济发展规划和相关政策密切相关,同时也与本国的能源资源条件、能源资源输入可能性以及国家能源战略安全等密切相关。 随着中国经济社会高速发展,电力需求日益增长,中国电力工业建设进入快速发展时期。一方面,电网建设规模日趋扩大,电网负荷变动剧烈,区域负荷不平衡;另一方面,电网架构依然薄弱,亟待坚固补强。中国能源资源分布、经济发展不均衡,必须提高电网输送能力,发展远距离、大跨距、大容量输电,加强统一协调和规划建设,形成统一调度运行的统 一或联合电网。 而国外发达国家的电力工业已步入成熟期,输电网架构变化很小,电网发展趋于平稳,电力需求趋于饱和,电力供应及冗余储备趋向平衡。出于体制和利益需求,他们最为关注的是停电时间最小化和市场效益最大化。因此,从国外对智能电网的研究现状来看,其侧重于建立一个高效、安全、环保、灵活应变的智能电力系统,更多地从市场、安全、电能质量、环境等方面出发,从用户端的角度来看待和研究智能电网,更多地强调信息与电网的结合及基于信息的业务重整。另外,国外尤其是欧、美国家所倡导的智能电网,更关注于分布式电源及客户端的接入、信息的获
智能电网背景下新能源发电的挑战与机遇王宇华 摘要：智能电网具有绿色、高效、环保、安全等优点，在世界范围内得到了大 力的推广与应用，具有广阔的发展前景。我国人口众多、资源分布不均，能源危 机日益突出。在智能电网背景下，进行新能源开发具有重要意义。 关键词：新能源；智能电网；建设 随着我国电力需求的不断增加，对电能质量提出了更高的要求，加上我国传 统能源存量的不断减少，有必要将新能源技术应用于未来电力事业发展，着力寻 求智能电网建设的方法和途径，从而在稳步提高电能质量的基础上，有效的缓解 能源危机。同时，我国目前新能源技术在电力生产应用方面取得了诸多成效，具 有一定的技术基础上，为智能电网建设提供了有力保障。文章在分析我国目前智 能电网建设现状的基础上，阐述了新能源背景下我国知网电网建设面临的问题， 并着重分析了新能源背景下智能电网建设策略，可为相关工作者提供参考。 1 智能电网概念及建设现状 1.1 智能电网概念 当前，智能电网并没有一个统一的定义，但是我们可以通过下面的表述对其 进行了解：它是未来发展的一种新型电网，其物理基础以各种发电、用电和储能 设备为主，同时还有配套的输配电网络，另外，它还集成了诸如新型传感测量技术、通信技术，自动化与智能控制技术、网络和计算机技术等；可以实现对其中 的任意一个发电设备、输配电设备用户和节点等的实时监控，也即可以完全实现 自动化，保证了所有节点的电流、信息的双向流动；有效实现自愈，其可以自我 恢复发生的任何事故，从而保证了电网的可靠运行；可以自行调节对用户所需要 的电能质量的满足；支持接入分布式电源的接入，使得电网整体、灵活和效率等 性能得到了提高；完美解决和大量可再生能源发电系统的接入和整合等等。 1.2 我国智能电网建设现状 当前，世界上不同的国家对智能电网涵义还没有一个完全统一的认识和了解，且每个国家的能源、用户分布和电网建设情况也是相差甚远。考虑到我国的基础 国情，在今后一段时期内对电网的建设要依靠特高压电网实现大容量、远距离、 低损耗输电，减小煤炭运输压力，实现能源资源在全国范围的统一高效配置和高 效利用。上文也探讨过智能电网的诸多优势，这些优势势必为我国建设的大容量 电力，远距离外送的电网提供坚强的技术保障。另外，特高压输电的诸多优势也 使得其成为国际上输电技术的重点发展方向。因此，我国也具有很高的特高压输 电技术、产业等领域的优势，我国应该积极探索自己的智能电网发展模式，笔者 结合工作实际实践认为，我们应该对统一坚强的输电网进行优先发展，并把中国 电网的建设重心始终放在对骨干电网的建设上。以上种种都对能源的清洁和高效 利用具有重要现实意义，接下来，我国要始终把只能电网的发展集中在对新能源 利用的探讨上。 2 新能源背景下我国智能电网建设面临问题 当前，我国新能源发展下的智能电网建设还面临着诸多问题，需要对这些问 题进行探讨，将未来我国智能电网的积极发展提供现实意义。 2.1 可再生能源分布的分散性 可再生能源具有分散性的特点且在存在统一大电网的同时，使得靠近负荷侧 就地利用的分布式发电也会逐渐凸显重要。因此，在未来的电网中，不可避免地 要出现这么一种格局：统一的大电网与分布式电网平行发展。另外未来电网可能
收稿日期:2018-03-13 修回日期:2018-07-19 网络出版时间:2018-11-15 基金项目:国家自然科学基金(61572514);长沙市科技计划项目(K1705007,ZD1601042) 作者简介:董一帆(1993-),男,硕士,研究方向为网络空间安全二入侵检测;熊荫乔,博士,讲师,研究方向为信息物理域融合安全三网络出版地址:http ://https://www.doczj.com/doc/da15451688.html, /kcms /detail /61.1450.TP.20181115.1048.044.html 智能电网通信协议安全威胁与防御技术 董一帆1,熊荫乔1,2,王宝耀1(1.国防科技大学计算机学院,湖南长沙410073;2.长沙学院电子信息与电气工程学院,湖南长沙410022) 摘 要:工业控制网络已经进入了快速发展期,针对智能电网等工业控制网络的安全威胁不断升级三智能变电站作为智能电网的核心设施,正在成为恶意攻击行为的重要目标三因此以智能电网中的智能变电站网络为例,面向工业控制网络,结合信息域与物理域对变电站复杂网络中的攻击行为进行分析,对检测防御技术进行总结是必要的三文中对智能变电站通信标准IEC 61850及其三种主要通信协议的安全威胁与防御技术进行了研究,介绍了GOOSE 二SMV 和MMS 三种协议的基本功能,从信息域和物理域交叉渗透的角度对协议的脆弱性进行分析三系统刻画了针对各个协议的典型攻击方法,给出了针对这些攻击行为的检测方法和防御技术,讨论了现有工作面临的挑战并对未来智能电网安全的技术发展趋势做了展望三 关键词:智能电网;IEC 61850;攻击方法;入侵检测;安全防御 中图分类号:TP 39 文献标识码:A 文章编号:1673-629X (2019)02-0001-06 doi :10.3969/j.issn.1673-629X.2019.02.001Security Threat and Defense Technology of Smart Grid Communication Protocol DONG Yi -fan 1,XIONG Yin -qiao 1,2,WANG Bao -yao 1 (1.School of Computer ,National University of Defense Technology ,Changsha 410073,China ;2.School of Electronic Information and Electrical Engineering ,Changsha University ,Changsha 410022,China )Abstract :Industrial control networks have entered a period of rapid development ,and the security threats against smart grid and other in?dustrial control networks are continuously upgraded.As the core facility of smart grid ,intelligent substation is becoming the main target of malicious attacks.Therefore ,taking the intelligent substation network in the smart grid as an example ,it is necessary to analyze the at?tack behavior in the complex substation network and summarize the detection and defense technology in combination with information do?main and physical domain facing the industrial control network.In this paper ,we study the security threats and defense technologies of the intelligent substation communication standard IEC 61850and its three main protocols ,i.e.GOOSE ,SMV and MMS.From the view of interconnection between cyber -physical domains ,the vulnerabilities of protocols are analyzed ,and the typical attack methods are de?scribed systematically.For these attack methods ,the detection and defense technologies are summarized and compared.The challenges of the existing works and the future developments are discussed in the end. Key words :smart grid ;IEC 61850;attack method ;intrusion detection ;security defense 0 引 言 智能电网是国家基础设施中最为重要的系统之 一,也是工业生产二工作生活必不可少的能源供应系 统,同时也是将计算机网络二信息基础设施同现有电力 系统基础设施结合而成的自动化二数字化二智能化的电 网系统[1]三随着智能变电站中各种智能设备的引入与联网运行,攻击者可以利用信息域的传统攻击方法对智能变电站系统进行攻击,使之存在严重的安全威胁三传统的智能变电站防御手段主要依靠内外网的边界防护及物理隔离,而随着信息域与物理域的深入融合,传统的防御方式已不能满足智能化发展的需要三因此,智能变电站的安全由原来物理域中简单的设备安全,演变成了信息域与物理域融合的复杂安全三2010年, 震网”(Stuxnet )病毒爆发, 毒区”(Duqu )和 火焰”第29卷 第2期2019年2月 计算机技术与发展COMPUTER TECHNOLOGY AND DEVELOPMENT Vol.29 No.2Feb. 2019