浅论信息化建设在电力系统集控中心的应用

2022-09-21国家电投集团湖北绿动新能源有限公司胡嘉军

电力设备管理 2022年16期

国家电投集团湖北绿动新能源有限公司胡嘉军

1 引言

由于世界各国电网规模正持续地向超高压、一体化、更长距离的方面快速发展，因此电网正常运营操作的工程量也迅速地增大，这将对供电手段、管理系统机制、系统组织方法等提出更高要求。电力系统集控中心主要是运用现代计算机技术，实现对多变电站的无人值守运营模式，同时承担着各受控站远方操作的监控、设备故障的异常管理、倒闸运行和设备巡检等全方位的运营管理工作。在集控中心设计过程中，通过应用大量现代信息化的技术手段，能够更有效地保障集控中心安全平稳、有效地运行。

2 电力系统信息化建设现状及特点

从硬件设施上来看，电力系统已经具备当前各种硬件设备，但其基础建设技术相对而言还不够先进；从电力系统信息化建设的实际应用着手来看，当下正处在关键时期，也处在由点到链的过渡时期，所以更要将所有重要核心功能都紧密地联系到了一起。通过信息化管理的应用，在一定程度上减少电力系统内部沟通成本费用，最关键的是还增加了其管理的时间跨度[1]。

从用电行业的放开程度方面考虑，增加了行业市场化水平，并且对其集聚度也进行了提高，并着手向公共服务化方向进一步发展。电力系统集控中心是我国电力信息化工程的重要内容，是其不能缺少的组成部分。如今，大多数电力行业单位以及从事电力工业改革生产的企业，都朝着信息化、集控化方向发展，想要以此来降低生产成本，也减少某些不必要的差错，同时使得效率和产品质量也大大提升。尽管这种信息化建设提供了不少方便，但其最大的弊端就是收集了所有的信息，一旦被窃取，后果较为严重。所以在电力系统集控中心信息化建设方面应做好信息管理，以确保大数据的安全。

3 信息化建设在电力系统集控中心的应用

3.1 利用Web 平台技术为电力系统的集控中心提供综合数据的服务

电力系统集控中心的运行，一般是由计算机监测系统、电力能源管理系统、DMIS 管理系统、综合信息查询系统等部分所构成，各系统独立工作，互不影响。根据电力系统运营需要，在各部分之间进行及时有效的电力信息控制指令的共用与传递。由于其系统厂商的差异，其工程师在研发系统时可使用的操作系统设计、开发语言、通信协议等也各有不同。于是，各系统的资讯交流和技术资讯的共用也就变成了重要的技术难点[2]。

通过对Web 平台技术的运用，可以提供一种综合数据服务的网络平台为其系统中间件，可以更高效地处理其问题。Web 业务信息技术一般是使用HTTPS、XML 等各种数据通信业务技术，其通信协议一般是通过SOAP，业务描述可以通过WSDL、UDDI 等发现业务。而Web 服务技术则具有规范统一、跨平台等方面的优势，通过对Web 业务研发综合数据的服务平台，可以整合各种通信协议、操作系统等，为现代电力系统集控方式中的子系统接口提供了各种数据的传送、信息的共享，在不影响各系统的正常运行时，可以实现集控中心下的各个系统信息的传送、数据共享。

3.2 数据挖掘技术为电力系统的安全运行提供了必要的数据支撑

近年来，数据资源挖掘技术快速发展，并在计算机系统中的使用也受到普遍的关注。在电力系统运营阶段，积累大量原有的信息，而这些资料又在电力系统内部信息库中进行合理的储存、处理，在这些海量信息中还包含了大量的潜在有价值的信息，对于人们准确掌握电力系统运作具有重要指导的意义。一般情况下，电力系统问题的发现主要是通过利用现有的各水力发电产量统计、设备、安装故障分析找到其自身的隐含原理后，对系统将要发生的故障做出正确的预测、指示，从而让电力质量管理控制人员对设备进行重点控制，还能够通过分析找到发电生产工作内部的原理，对自动系统工作的基本技术参数做出规定，使设备实现良好的工作状态，从而提高工作效率，减少设备工作的时间，为电力系统安全稳定运行奠定必要的数据信息基石[3]。

3.3 通信技术为电力系统的内部信息传输提供了保障

由于电力系统中的集控中心的中心站和控制站点之间的距离相距较远，其彼此间的消息共享、管理或者命令传递等均离不开有效的通信系统。因此，集控中心通信服务内容包括了语音业务、调度数据营业、视频营业及其相关数据信息MIS 业务。其中，语音服务一般是实现从集控方式系统中心至各集控信息系统站点等间的行政通话、调节通话，或者远程数据采集拨号等营业。而调度数据营业则一般是实现从集控系统中心至各集控信息系统站点之间的各种生产管理类统计消息传递营业。其内容一般涉及调度自动化统计消息、用电市场数据消息、用电力量计费等。视频营业则旨在实现从集控方式到被控二次变电站之间的录像监测以及防盗消防报警系统及其从集控中心的视频会谈。而数据信息MIS 业务涉及办公用智能化的多媒体业务、供电业务管理、人力财力、生产安全信息管理等所有子系统。数据信息MIS 业务传递将是中国电力信息网络传递的重中之重。通过这些消息通信业务，从而共同保证电力系统集控中心的有效工作[4]。

另外，在我国电力系统进行集控管理的过程中，集控中心的数据通信网络系统一般分为有线数据通信和无线数据通信两种，其中有线数据通信又分为音频光缆、载波电缆、光纤宽带、电力载波等。因为光缆具有大规模、超高的传输速度，所以在我国供电通信技术中得以广泛应用，而SDH 技术和ASON 科学技术也都已在我国供电数据通信行业中得到了推广。无线通信系统分为电台、卫星、微波等，通信系统是实现供电系统中各种信号传递的关键部件。

3.4 指纹识别技术可以加强保障集控中心的无人值班安全

当碰到集控中心遥测动作频繁时，集控中心平均每天使用遥测动作几百次。此外，因为经常作业，密钥的一般设定也较为简单，而且技术人员双方都相互了解对方的秘密，使得密码没有保密功能，且极易发生使用人经过冒名监护人实施操纵的现状。这极易导致集控中心监控系统存在隐患，还将对电力行业的安全生产带来威胁。

指纹识别技能又称人身密码功能，是指透过将某个人和其指纹对接出来，再利用其指纹与预先存储的指纹数据信息加以对比，就能够证明其的身份信息。而指纹识别技术目前已属于最为完善的生物辨识技术，是将光电信息技术、生物模型辨识、数字图像信息处理、生物信息科学技术，以及光传感器技术等结合在一起的新技能。目前，已将指纹识别技术应用到集控中心的监测管理系统上，以完成系统在对变电站设备实施管理前的身份确认工作。

在人员登入集控系统中心的电力监测管理系统时，首先利用光电感应器收集作业人员指纹，并透过信息接口与监测管理系统数据库相连接。指纹图像和相关特征收集后传输至指纹信息采集系统中，经过运算以及数据比较和查询，与所保存的技术人员指纹资料加以对比，以检验其与指纹信息库中的比对资料之间的近似性。在指纹鉴别流程中包括三项过程，分别为图片预处理、指纹特征提取以及指纹比对。

图片预处理主要是由于所收集的指纹识别图像会受到各种影响而使图片品质变坏，如指纹的力度与方向、肌肤的干燥湿润程度等。而经过对指纹识别图像的预处理，下一步就可以对指纹识别特征提取个人信息，并把所萃取出的个人信息相关内容和已保存的指纹识别信号进行比对，找到个人信息内涵相同的指纹识别，从而确认了相应人的身份。

3.5 信息安全技术可以保障集控中心的信息安全

信息安全技术是指在物理环境的基础设施信息系统，不受偶然、故意因素影响而受到损害，集控中心业务也不会中断。其中，既包括了理论上的信息安全也包括了实际中的信息安全，理论上的信息安全特指计算机系统安全性范畴的密码论，而实际中的信息安全则是指综合的不单在信息安全技术上的基本问题，而且是与科技、法律等问题相结合的广泛议题。安全本身就具备着秘密性、可控性和可用性等特点（如图1所示）。

图1

信息安全技术主要用来防范系统漏洞，阻止黑客的侵入，防范病毒破坏以及对可疑访问实施有效管理等，保证电力系统集控中心计算机信息机密性，完整性和可控性。电力系统运营的安全管理系统，是指作为电力系统运营人员能安全高效工作并且能供电等前提条件，是一个复杂且涉及面较广泛的一项重大系统工程，内容主要涉及供电的自主调节、城市供电网络的自动化管理、继电保护和安装、电力有效营销和电力市场等领域的生产、运营以及管理等工作。

另外，电力系统集控中心的网络系统中包括了各地供电主管部门主要的生产信息系统，对这部分信息系统必须进行防护。使集控中心的信号传输安全满足国家电网公司二级安全保护规范的要求，并对集控中心实行安全分区管理，采用具备访问控制功能的硬件防火墙和网络隔离装置实现相互隔离，从而减少各系统间的交叉联系，降低可能产生的危险。最后，也需要确保集控中心和外部进行信息交换时集控中心内的网络系统没有遭到入侵或者感染。这就必须规定所有与外界联系的对象都务必经过集控中心的审批，信息系统才能与所规定的对象之间实现信息通讯，以防止病毒感染或网络攻击。

4 提高电力系统集控中心信息化建设的管理措施

4.1 全面利用信息技术提高水平

目前，电力系统的使用基数规模已十分庞大，其中不乏包括个人使用者基于猎奇的心理状态对其进行故意毁坏，或使用系统漏洞和不法开发工具，对在互联网上接入的个人计算机和电子设备实施侵入、攻击等活动，干扰在互联网上信息的正常传递，甚至损害软件系统设备和信息等。所以怎样避免系统漏洞和避免人们利用不法工具，维护上网的信息系统和信息资料的安全性，以及维护人们对电力系统信息化资料的合理利用，是中国电力企业所面临的一项十分突出的问题。

4.2 充分利用智能监控技术

在电力系统集控中心下最主要的便是智能监控技术，其是电力系统集控中心信息化建设的关键部分。一般来说，智能监控技术的发展是主要用来解决电力系统下日益增长的用电量和电力服务的需要，通过改善或融合多种类型的发电渠道，从而降低电量传递过程中的额外风险，同时影响市场活跃性，提升政府供电组织的资源布局，最大限度保证环境、能耗等方面的低损耗。此外，智能监控技术在供电运营过程中可以充分发挥其自审自查的功效，对电力传递过程中设备的操作、传输等问题及时加以发现，为技术人员维护工作提供理论数据支持，使供电质量经营的风险控制达到最低水平。智能监控技术的应用具有十分广泛的前景，同时利用高新技术的监测手段也可大大优化人工成本，与以往的传统电力监测手段相比，该系统稳定性、风险控制能力等方面均具有显著的提高，因此，该系统的发展在未来将必然成为主导方向。

智能监控技术作为包括了各种先进信息化技术的综合集成技术，如智能化信息技术、通信互联网信息技术、传感互联网信息技术等，通过多种信息技术共同使用，以此进行对电力系统的综合应用。另外，该技术还具有极强的适应性，可以与各种规格的不同电力充分融合，以促进电力企业间的联系互助、彼此配合等。其中，智能化信息技术主要具有以下特点，首先体现为高灵活性，通过对用电机房设备的历史数据进行记录、共享、分类等，即使电力系统运行中存在着各种环境危险时，也可以在一定程度上确保供电负载平衡，从而保证电力系统的顺利供电。

其次，智能监控技术还具有系统恢复能力增强的功能，这样一来可以有效地对系统进行自我修复，从而确保电力安全平稳地供给。集控中心的管理人员能够实现随时随地和监控系统数据互动，该监控技术稳定性较高，通过监测网络即可对电力系统内运营设施相关的总体进行动态情况数据信息统计学分析，确定出现风险状况，从而实现事故警示目的（如图2所示）。