智能电网及其信息技术综述

2015-10-21詹敏玲

建筑工程技术与设计 2015年21期

詹敏玲

摘要：阐述了智能电网的定义及其特征，指出了智能电网的关键技术为信息技术，包括通信技术、测量技术、控制技术，在此基础上，阐述信息安全技术的重要性及其需要处理的问题。

关键词：智能电网；信息技术；信息安全

前言

经过60多年的建设，以大容量、特高压为特征的全国互联电网正在以超常规的速度发展，而中国电网的进一步发展，需要保证安全可靠、优质环保、高效地运行，因而有必要推进中国电网的智能化建设[1]。研究智能电网并推进其发展，是中国电网建设的需要，而信息技术的不断的发展，也为智能电网的建设提供了良好的契机。

1、智能电网的核心思想

通常认为智能电网是指这样的电网----通过信息化手段，对电力生产、变换、输送、分配、售电及用电进行统一管理，使现代电网的运行更加可靠、灵活、经济和环保[2]。就我国而言，应该以特高压电网为骨干网、各级电网为基础，以信息通信平台为支撑[2]，配备业务端的智能应用体系，建设符合中国电网发展的智能电网，同时在各个环节建立标准的规范体系，实现电力、信息、业务的高度融合统一。

2、智能电网应该具有的特征

2.1 智能电网是自愈电网

智能电网进行连续不断的在线自我评估，制定相关的机制和算法预测电网可能出现的问题，当问题已经存在或者正在发展时，迅速对有异常的设备、元件进行隔离，自动进行事故控制并对问题进行修复，从而保证了供电的连续性，达到自愈的目的。

2.2 智能电网平衡供求关系并激励用户

对于智能电网来说，用户的需求是可以完完全全进行有效控制的，它可以对供求关系进行有效的平衡，当供求关系平衡到一定程度，可靠性自然也就提高了；而对于用户本身来说，根据自己的实际情况进行电力消费，改变自己的使用方式和购买方式，从而获得经济补偿，得实在的好处。

2.3 智能电网能抵御攻击

检测技术的发展，使电网能检测到外来的潜在或者正在发生威胁，并对危害做出快速的反应。无论是对自然灾害的侵袭还是外力破坏攻击，智能电网在被攻击后，能够迅速地做出反应，自我修复。

2.4 智能电网提供电能质量选择

智能电网将电能质量进行分级，消费者自身对电能质量有选择的需求，在一个合理的价格区间中，负载和电能质量将进行平衡，不同的用户获得不同的电能供应。

2.5 智能电网容许各种不同类型电能接入

传统电网的电能接入比较单一，而智能电网允许不同类型、不同容量的电能在不同的电压等级上进行连接，如风电、水电、光伏发电、电池系统等。这样的分布式接入，降低了电网对外部电源的依赖程度，既有利于电网对清洁，高质量能源的追求，也有利于提高电网系统的可靠性。

2.6 智能电网优化设备应用，降低运行费用

智能电网通过高敏度传感器，高速网络和精确的算法机制实现对电网设备的实时监测，获取相关的运行状态，在合适的时间内给出设备需要维修的信号，及时进行维修保养，使设备运行于最佳的工作状态，从而有效地降低电网运行的费用。

3、智能電网的核心是信息技术

信息技术的发展是智能电网要实现智能的基础，智能电网发展的核心内容是实现电网的信息化、自动化和数字化，重点要发展以下3个技术：

3.1 通信技术

智能电网要建立高速、双向、实时、集成的通信系统，脱离了通信系统，智能电网的特征无法得到实现，通信系统是电网迈向智能化的重要前提[3]。

2个方面的通信技术需要重点关注：

其一是电网上通讯网络构架是开放性的，电网设备之间能够进行点对点，进而形成网络化的通信。其二是制定统一的技术标准，使传感器、智能电表以及上层应用软件之间实现无缝的对接通信，以统一的标准进行信息传递，就如同人类的语言一样，设备和系统进行无障碍的对话，进而实现设备对设备，设备对系统，系统对系统的相互操作功能。

3.2 量测技术

参数量测技术是智能电网中相当重要的组成部分，量测技术获取电网中的数据，然后转换成标准的数据信息，供给智能电网的各个环节使用。智能电表的使用是量测技术在智能电网的重要表现，有别于传统电网使用电磁表计，智能电网更多地使用智能固态表计。通过智能电表，电力公司与用户之间可以进行双向通信互动，如智能表计可以计量不同电费和峰谷电费率，自动控制用户的用电策略，通过这种方式电网公司与用户之间就形成了良好沟通。

3.3 控制技术

智能电网采取完善的硬件设备和软件控制算法，分析和预测当前电网所处的状态，进而采取适当的措施，防止出现供电中断和电能质量扰动；另外，先进的控制技术还可以在输电、配电和用户侧等各个部位调整电网的有功功率和无功功率；更进一步来说，未来智能电网还可以引进专家系统，而在专家系统下采取的电网控制，将更加快速、安全和有效。

4、智能电网的信息安全技术

智能电网开放性的特点，决定了它将不可避免地存在信息安全隐患，和传统电网相比，智能电网由于牵涉面广，信息安全带来的电网失控不仅会造成经济上的巨大损失，更会侵害人身安全和社会公共安全[4]。因此，智能电网的信息安全问题在智能电网部署的过程中必须充分考虑，需要做到以下几点：

4.1 信息采集安全

智能电网主要通过传感器、射频技术等来感知接收数据，信息采集安全必须保证信息采集设备的使用可靠性，并保护设备不受外界破坏。

4.2 信息处理安全

人为操作失误、网络恶意攻击等都有可能给数据带来破坏，一方面要保障存储数据不被破坏，需要对数据要采取加密、分权限访问、多层防护等措施；另一方面，要建立完善的数据备份和恢复系统，在使用中的数据受到破坏时，能及时完整恢复，确保数据的安全[5]。

4.3 信息传输安全

信息传输安全主要保障传输中的数据安全，而首当其冲的是要解决系统所使用的各类网络的安全性；数据的传输交换要进行安全检测和访问控制，采用边界保护、防御入侵系统、数据加密传输等技术，才能有效地防止内部数据外泄和外部网络入侵。

4.4 操作系统及应用软件安全

操作系统是智能电网各类应用系统的支持平台，操作系统安全保护的主要工作是网络病毒实时监控、安全漏洞修补和系统补丁更新。

应用软件是电网业务端的重要组成部分，根据电网业务的特点，业务应用软件要保障自身的连续性，可靠性以及操作的实时性和不可抵赖性。

5、结语