電網系統論文樣例十一篇

時間：2023-03-17 18:11:03

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電網系統論文

篇1

（1）相對性。安全系統是相對的，換而言之便是沒有絕對的安全系統；同時，操作系統和網絡管理之間存在相對性，安全性基于系統的不同部件之間能夠發生轉移。（2）相關性。這里指的是配置的相關性。日常管理過程中，不一樣的配置會產生全新的問題，一般的安全測評只能證明特定環境和特定配置的安全性，例如新設備的應用等。（3）時效性。主要體現為新的漏洞及攻擊方式逐漸呈現，比如：NT4.0便從SP1逐漸發展至SP6；現在安全的系統在未來其安全性將會面臨考驗。（4）復雜性。對于信息安全來說，屬于一項較為系統的工程，需融合技術手段及非技術手段，并且與安全管理、培訓及教育密不可分，大致上分析便知其復雜性較高。（5）不確定性。指的是攻擊的不確定性。如攻擊時間的不確定性、攻擊手段及目標的不確定性等。

1.2信息網絡安全的實現要點

（1）需要對網絡系統的硬軟件及數據進行有效保護，對于系統遭到破壞、更改或泄露等情況需實現有效規避。（2）對于外部非法入侵行為需采取有效防止措施，同時加強內部人員的管理及教育，使內部人員的安全意識得到有效提高。（3）信息安全管理者需重視信息網絡安全現狀所存在的問題，例如行為管理的脆弱性，又如網絡配置及技術的不完善性等。在認識到問題的基礎上，制定有效的改善策略，進一步提高電力系統信息網絡的安全性。

2電力系統信息網絡安全架構策略探究

2.1防火墻技術

電力系統當中，為了防止病毒入侵，便需要防火墻技術的介入。目前具備的防火墻指的是設置在不同網絡或網絡安全域間的一系列部件的組合，它屬于不同網絡或者網絡安全域間信息的唯一出入口，可以企業的安全政策為依據，進一步對出入網絡的信息流實現有效控制，同時自身還具備比較強的攻擊能力。另外，它還是提供信息安全服務的重要基礎，也能夠使信息網絡更具安全性。近年來，防火墻技術已經廣泛應用于局域網和Internet之間的隔離。

2.2NAT技術

應用NAT技術，能夠讓一個機構里的全部用戶以有限的合法IP地址為途徑，進一步對Internet進行訪問，這樣便使Internet上的合法IP地址得到了有效節省。另外，以地址轉換為手段，還能夠使內網上主機的真實IP地址實現隱藏，進而使網絡的安全性得到有效提高。

2.3防病毒技術

利用防病毒產品，能夠防止惡意程序的入侵，并起到抵御病毒的作用，進一步使網絡當中的服務器及PC機獲得了有效防護。防病毒產品具備功能強大的管理工具，能夠對文件進行自動更新，讓管理及服務作業更具合理性。另外，還可以使企業的防病毒安全機制更具完善性，具有優化系統性能及解決病毒攻擊等優勢，為電力系統信息網絡的安全性提供了重要保障。

2.4網絡加密技術

網絡加密技術是指對原有的數據或明文文件通過某種特定算法進行有效處理，使其成為一段不可讀的代碼，然后只允許輸入相應的密鑰后才可顯示出原來的內容，通過此途徑為數據的安全性提供保障，同時使數據更具完整性及保密性。

2.5指紋認證技術

對于電力系統來說，其信息網絡安全的身份認證顯得極為重要。在現有的硬件防火墻的條件下，可以進一步應用最新的身份認證技術，即為指紋認證技術。基于電力信息網絡管理過程中，把具有合法特質的用戶指紋存入指紋數據庫當中。使用指紋技術，便可以使認證的可靠性增強。主要原理是，把用戶的密鑰與用戶指紋特征統一存儲在密鑰分配的KDC當中，用戶在應用密鑰時通過自動指紋識別確認身份后從KDC中獲取。

2.6數據加密技術

防火墻及防病毒系統技術能夠對電力系統起到保護作用，同時通過數據加密技術也能夠對電力系統起到保護作用。數據加密技術是一種對網絡傳輸數據的訪問權進行限制的技術，在加密設備與密鑰加密過程中會產生密文，把密文向原始明文還原的過程為解密，是基于加密處理的反向處理，但是對于解密者來說，需使用同樣類型的加密設備及密鑰，才能夠進一步對密文進行有效解密。

3電力系統信息網絡安全構架

通過防火墻、病毒網管及認證服務器，使非授權用戶入侵網絡的情況得到有效防止，進一步使網絡系統的可用性得到有效體現。充分應用CA中心，能夠對用戶起到權限控制作用，并且在結合內容審計機制的基礎上，能夠對網絡資源與信息實現有效控制。通過防毒管理中心，并利用漏洞掃描器，使系統內部安全得到有效保證，進一步保證了信息的完整性。通過VPN與加密系統，保證了信息不會泄露給沒有獲得授權的實體，進而使信息更具保密性。另外，利用入侵檢測及日志服務器，能夠為網絡安全問題提供檢測方面的有效依據，使信息實現可審查的特征，進一步充分保證了信息的可靠性及安全性。

篇2

酒店的網絡應用情況非常復雜，使用的人員流動性大，對酒店網絡建設提出了比較高的需求，需要解決因病毒攻擊而引發的客戶投訴的問題。這其中經常碰到的會引起所有用戶不能正常上網的是ARP欺騙。近段時間，國內網吧、企業、酒店等行業大都出現過由于ARP欺騙引起的斷線(全斷或部分斷線)的現象，由于該欺騙變種太多，傳播速度太快，國內外的反病毒廠商都沒有很好的辦法來解決ARP欺騙問題。

一、什么是ARP欺騙

從影響網絡連接通暢的方式來看，ARP欺騙分為二種：一種是對路由器ARP表的欺騙；另一種是對內網PC的網關欺騙：

第一種ARP欺騙的原理是——截獲網關數據。它通知路由器一系列錯誤的內網MAC地址，并按照一定的頻率不斷進行，使真實的地址信息無法通過更新保存在路由器中，結果路由器的所有數據只能發送給錯誤的MAC地址，造成正常PC無法收到信息。

第二種ARP欺騙的原理是——偽造網關。它的原理是建立假網關，讓被它欺騙的PC向假網關發數據，而不是通過正常的路由器途徑上網。在PC看來，就是上不了網了，“網絡掉線了”。

二、ARP欺騙的危害

ARP欺騙可以造成內部網絡的混亂，讓某些被欺騙的計算機無法正常訪問內外網，讓網關無法和客戶端正常通信。實際上他的危害還不僅僅如此，一般來說IP地址的沖突我們可以通過多種方法和手段來避免，而ARP協議工作在更低層，隱蔽性更高。系統并不會判斷ARP緩存的正確與否，無法像IP地址沖突那樣給出提示。而且很多黑客工具例如網絡剪刀手等，可以隨時發送ARP欺騙數據包和ARP恢復數據包，這樣就可以實現在一臺普通計算機上通過發送ARP數據包的方法來控制網絡中任何一臺計算機的上網與否，甚至還可以直接對網關進行攻擊，讓所有連接網絡的計算機都無法正常上網。這點在以前是不可能的，因為普通計算機沒有管理權限來控制網關，而現在卻成為可能，所以說ARP欺騙的危害是巨大的，而且非常難對付，非法用戶和惡意用戶可以隨時發送ARP欺騙和恢復數據包，這樣就增加了網絡管理員查找真兇的難度。三、解決ARP攻擊的方法

絕大多數路由器廠商建議用戶在內網主機和路由器之間建立雙向的ARP綁定來解決這個問題，這也是目前看來最行之有效的解決方案

但是在酒店卻很難使用這個方案，隨著住店客人的不斷更換，酒店客房里的主機是不斷變化的，這就意味著遭遇ARP欺騙時，不可能在路由器上通過綁定內網主機ARP信息的傳統方法解決此問題。同時，也很難讓住店的客人操作對路由器的ARP綁定。

針對使用HiPER路由器的酒店用戶特提出以下解決方案：

1.解決路由器被ARP欺騙的問題

絕大多數酒店采用DHCP技術給上網用戶動態分配IP地址，HiPER新一代ReOS版本VSTAR根據這個特點，對路由器DHCP動態分配IP地址的用戶自動進行ARP綁定，待該IP地址租約到期未續租時將其自動解除綁定的功能。這樣當路由器收到內網虛假的ARP信息的時候就會主動拒絕。

2.解決內網主機被ARP欺騙的問題

方法1：通過路由器按照一定頻率發送申明自己的廣播包，告知內網每臺主機正確的網關ARP信息。

方法2：一旦ARP欺騙發包的頻率高于網關的發送頻率，方法1的防御方法就會失效。這時候我們就可以配合內網安全交換機端口隔離功能來解決這個問題，在內網的交換安全交換機上配置每個端口為獨立的VLAN（可以采用802.1QVLAN或者PortVLAN技術）。這樣，內網即使有主機發起ARP欺騙，也不會影響到內網的其他主機的正常上網。

3.過渡方法

篇3

2智能電網技術的價值

通過上述可知，因智能電網具有安全性、高效性、環保性等優點，逐漸被越來越多的國家認可。為人們的生活服務，為構建和諧社會出力，這正是智能電網技術應用于電網調度系統的價值所在。

2.1改善電力系統

智能電網應用于電力系統，這樣做不僅使電力系統適應了市場資源配置的需要，也實現了電力技術的重大創新和進步，明顯提高了電力系統的安全性和可靠性，有效地整合了電力資源，并在一定程度上使傳統的電網技術、設備、管理體系得到了發展，推動了電網的科學和可持續發展。此外，智能電網系統還具有強大的自愈功能，在元件產生故障時可自我恢復。

2.2改變生活方式

21世紀，綠色低碳的生活方式是人們普遍追求的價值理念，而智能電網的加入無疑給人們的生活帶來了更多的便利，它為推動城市向智能化、一體化發展，提高人們生活品質提供了新的思路。智能電網系統可有效實現對用電系統的遠程監控和實時動態控制，并可以進行自動抄表和對賬服務，使居民足不出戶就能享受到便捷的生活。2.3促進社會建設智能電網技術應用于電力調度系統，表面上是電力企業內部的技術革新，實質上卻是對國家構建資源節約型社會目標的有力契合，因為它不僅能逐步擴大電網功能，還能促進資源的合理配置，保障電力系統的安全、穩定。智能電網系統貫穿于能源生產、環境保護和經濟建設的方方面面。因此，智能電網應用于和諧社會建設的目標一定會實現。

2.4綠色能源開發

智能電網以其先進的控制和運輸技術，滿足了清潔能源大規模、大批量輸送的需求。因此，智能電網在完善清潔能源技術發展標準的同時，有力地提高了清潔能源的容納和接受能力。此外，應在特高壓輸電和柔性輸電技術規定的范圍內建立基地網架結構和送端電源結構。智能電網的投入使用實現了對清潔能源合理調度的目標，并使能源運行的經濟性得到了大幅提高。

篇4

2站用電微網系統關鍵技術

站用微電網是由光伏發電、風力發電以及儲能裝置和監控、保護裝置匯集而成的變電站供電的小型發配電系統，它能夠不依賴大電網而正常運行，實現區域內部供需平衡。當站用電正常供電時，首先消納微網系統電能，實現系統電能消耗的減少和節約，當變電站電網系統出現故障，站用微電網可以為變電站提供必要的電源，從而保證控制系統正常運行，降低變電站故障恢復時間。

2.1站用電微網系統組成

1）風力發電系統,通過風力發電機將機械能轉換為電能，再通過控制器對蓄電池充電，經過逆變器對負載供電；

2）光伏發電系統,利用太陽能電池板將光能轉換為電能，然后對蓄電池充電，通過逆變器將直流電轉換為交流電對負載進行供電；

3）儲能系統，使微網既可以并網運行，也可以獨立孤網運行，并保證功率穩定輸出。儲能電池組在系統中同時起到能量調節和平衡負載兩大作用。它將風力發電系統和光伏發電系統輸出的電能轉化為化學能儲存起來，以備供電不足時使用；

4）逆變系統，由幾臺逆變器組成，把蓄電池中的直流電變成標準的220V交流電，保證交流電負載設備的正常使用。同時還具有自動穩壓功能，可改善風光互補發電系統的供電質量；5）監控系統，系統可以監控分布式能源運行數據，調整運行策略，控制運行狀態。智能能量控制管理部分是保證電源系統正常運行的重要核心設備。

2.2站用電微網系統功能系統主要實現以下功能

1）微網系統包含光伏發電、小型風力發電機和儲能設備。通過微網控制系統監控分布式能源運行數據，調整運行策略，控制運行狀態；

2）微網系統獨立運行時，儲能設備作為獨立運行時的主電源；當光伏發電系統和風力發電系統全部退出運行時，主電源的功率大于微網內所有負荷的功率時，微網系統會根據實際情況對所供負載進行容量調節和超限保護；

3）對于主從控制的微網，如果分布式電源的出力大于負載，會出現多余功率到送給主電源情況（如果不允許倒送），因此在微網獨立運行時，可根據實際情況調節分布式電源出力的控制策略；

4）通過微網監測平臺，全方位實時展示分布式電源運行狀態、風、光信息及微網運行過程，為分布式電源及微網技術的推廣應用，起到示范作用。

2.3引入微網系統條件

將微網系統引入站用電系統時，主要考慮其發電單元可利用的自然資源情況。參考風電場和太陽能光伏電站的設計條件以及相關規程規范，站用電系統中引入微網時，該變電站應滿足以下條件：

（1）變電站所在地區10m高度處，年平均風速在5.6m/s以上；

（2）變電站所在地區太陽能總輻射的年總量在1050~1400kWh/（m2a）以上；

（3）變電站所在地區太陽能資源穩定程度指標在4以下。

3站用電微網系統設計

3.1功能定位

1）作為站用電系統電源的補充，減小站用電系統從電力系統的受電比例；

2）作為變電站啟動電源，取代常規變電站站外電源。在變電站完全停電時，利用微網系統發出的電能啟動站用電系統，完成主變壓器和站用變壓器的充電，再利用站內電源完成整個變電站的啟動。在整個啟動過程中，盡可能利用微網系統。本文考慮經濟性因素，推薦變電站微網系統應以取代站外電源作為啟動電源為目標，在現階段技術條件下，采用站外電源和微網系統共用的過渡方式。

3.2接線方案

站用電系統結構如圖1所示，儲能設備、光伏發電和風力發電以圖2的形式并列接入交流低壓母線。微網與外部電網有一個統一的聯絡開關?？刂撇呗圆捎弥鲝目刂圃O計，即在并網運行時，主電網作為主電源；在孤網運行時，蓄電池儲能設備作為主電源。圖1站考慮到微網系統的可靠性要求相對較低，而站用直流系統的可靠性要求較高，因此推薦為微網系統單獨設置蓄電池，而不將站用直流系統的蓄電池與微網系統蓄電池合用；考慮到站用電負荷的特性，具有一定的分散性，且常規負荷均為交流負荷，因此推薦微網系統采用交流并網模式。

3.3設備選型及布置方案

1）風力發電機根據運行特征和控制方式可分為變速恒頻風力發電系統和恒速恒頻風力發電系統，根據風輪軸的位置可以分為垂直軸風力發電機和水平軸風力發電機?，F風力發電機多采用變速恒頻系統，而采用垂直軸還是水平軸則需要結合自然條件和功能需求確定。布置風電機組時，在盛行風向上要求機組間隔為5~9倍風輪直徑，在垂直于盛行風向上要求機組間相隔3~5倍風輪直徑。風電機組具體布置時應根據風向玫瑰圖和風能玫瑰圖確定風電場主導風向，對平坦、開闊場址，可按照以上原則，單排或多排布置風電機組。在多排布置時應呈梅花型排列，以盡量減少風電機組之間尾流影響。

2）太陽能光伏電池單晶硅、多晶硅太陽電池由于制造技術成熟、產品性能穩定、使用壽命長、光電轉化效率相對較高，被廣泛應用于大型并網光伏電站項目。太陽能光伏電池一般均安裝在戶外，電池板必須采用能經受雨、風、砂塵和溫度變化甚至冰雹襲擊等的框架、支撐板和密封樹脂等進行完好保護。光伏方陣有3種安裝形式：

1）安裝在柱上；

2）安裝在地面；

3）安裝在屋頂上。采用哪一種安裝形式取決于諸多因素，包括方陣尺寸、可利用空間、采光條件、防止破壞和盜竊、風負載、視覺效果及安裝難度等。

3）儲能裝置

目前，國內變電站或配網運行的儲能系統大多采用鉛酸蓄電池，其維護量較小，價格低廉，但使用壽命和對環境的影響是其較大缺點。

4站用電微網系統應用實例

依托遼寧利州500kV變電站，對站用電微網系統的應用開展研究。根據站用電負荷需求以及站址位置的自然資源條件，提出了微網系統的配置方案。

4.1站用電負荷分析

根據本站的建設規模以及對站用輔助設施的用電量計算分析，本站在遠景規模下的最大用電負荷為633.6kVA。變電站啟動負荷主要考慮2臺500kV斷路器和2臺66kV斷路器伴熱帶負荷。經計算，變電站啟動所需功率為20kW，容量為10kWh。

4.2風機配置

根據本站站址位置風資源實測結果，并考慮以下因素：

1）站址內設備眾多，高空線纜密布，東西側為進出線方向；

2）作為站自用電風機，不宜距離用電地點過遠；

3）站址區域地形影響；

4）風機安全距離取兩倍塔高，防止意外情況發生時造成周圍建筑、設施二次損害；

5）辦公樓樓頂的光伏設施不能被遮擋，因此風電機組的高度受到限制，不宜超過40m。本站考慮選用1臺50kW風力發電機。

4.3太陽能光伏電池板配置

通過對站址太陽能資源評估成果計算，本區域固定傾角形式的光伏板在傾角為38.4度左右時，接受的太陽能輻射量最大，同時考慮與樓宇的協調性和光伏板間距等，最終決定光伏板傾角為30度。為保證全年真太陽時9時至15時內前后光伏板組件互不遮擋，結合光伏板的尺寸和布置形式，根據冬至日上午9時的太陽高度角和方位角進行計算，得到各光伏板間的南北行距為2m，該間隔同時可以供維護人員過往使用，板與板東西間隔預留5cm。綜合上述布置要求，共布置98塊190Wp光伏板，計18.62kW。經估算，系統25年運行期年平均發電量為24.64MWh，多年平均等效利用小時數為1323h。

4.4儲能裝置配置

考慮儲能裝置的經濟性及變電站內可利用的占地面積，采用蓄電池作為儲能裝置，容量按滿足變電站啟動要求考慮。蓄電池放電功率按20kW、放電時間按0.5h考慮，經計算，考慮一定裕度，蓄電池容量取200Ah。

4.5微網系統的控制與保護

1）監控系統：系統可以監控分布式能源運行數據，調整運行策略，控制運行狀態；

2）控制系統：保證站用電系統優先使用分布式發電裝置發出的電能，并滿足蓄電池智能充放電要求；

3）保護系統：配置有硬件故障保護和軟件保護，保護功能配置完善，保護范圍交叉重疊，沒有死區，能確保在各種故障情況下的系統安全。

5經濟技術分析

根據遼寧利州500kV變電站微網系統的配置方案，同時對原站外電源引接方案進行優化，對站用電微網系統引入進行經濟技術比較。

5.1站外備用電源經濟技術比較

前期設計方案中，站用備用電源采用66kV接網方案，站內外總投資約525萬元。該方案可靠性較高，投資也較高。將站外備用電源優化為從變電站附近的10kV線路“T”接，站內設10kV箱式變電站1座。該方案站內外投資共約為256萬元，比66kV站外電源方案節省投資約269萬元。此方案可靠性比66kV站外電源方案略低，但能夠滿足本站對備用電源可靠性要求。

5.2站用電微網系統投資分析

依托工程微網系統發電裝置總投資約為253.2萬元，總計站用電系統投資509.2萬元，比前期可研方案略低，但由于增加了新型能源發電方式，可靠性水平比可研方案明顯增加。新型能源年發電量約為139.6MWh，每年節約資金139.6MW×0.6元/kwh=83760元，在變電站全壽命周期內，具備可回收性。新型能源產生的發電效益，不但明顯減少了站用電系統電量消耗，也為降低網耗做出貢獻。

篇5

2風電并網逆變系統介紹

由于風能的不確定性，風力發電機發出的電能的電壓、頻率也是時刻變化的。為了不對電網造成污染，風電并入電網必須滿足并網條件，以電網電壓同步信號作為系統輸出電流的跟蹤信號，使輸出電流快速跟蹤電網電壓。為了滿足此并網要求，風力發電機發出的電能需要經過交流-直流-交流的變換并入電網，并網逆變系統通常包括整流、逆變、濾波、輸電等環節。

3電力電子技術在風電并網逆變系統中的應用

3.1在發電機組及其整流環節的應用

早期的交-直-交并網逆變系統采用晶閘管相控整流器，這種系統需要增加無功補償電路，電力電子技術的發展使得PWM整流逐步取代了相控整流，PWM整流器逐步成熟，改善了發電機的功率因數。當前的風電機組已經成為結合了先進的空氣動力學、機械制造、電子技術、微機控制技術的高科技產品，因此風力發電系統中不可或缺的重要組成部分就是高科技的電力電子技術。風力發電的有效功率與風速之間是三次方正比的關系，對機組進行變速運行，可使風力發電獲得最大有效功率，電力電子技術在發電機組的應用，改善了發電環節中發電機的運行特性。此外，對轉子勵磁電流的頻率進行調整，可確保輸出頻率恒定，風力發電機的變速恒頻勵磁技術的核心在于變頻電源。隨著電力電子技術的發展所研制出的開關磁阻發電機應用于風電并網逆變系統中，不再需要增速裝置，而是直接驅動。提高了可靠性，降低了維護量及其費用，減少了組件，集成度也變得越來越高。

3.2在并網逆變系統控制環節的應用

電力電子技術中的大功率開關管、功率器件等的使用促進了并網逆變系統中DSP周圍硬件電路的進一步發展，實現了功率器件驅動電路對IGBT導通和關斷；采用基于DSP的控制系統，實現了信號檢測、鎖相跟蹤、PI調節、SPWM形成等各功能模塊的軟硬件實現，不但滿足了控制電路的要求，還能夠完成并網安全控制和故障保護等實時性、快速性要求很高的控制功能，提高了控制電路的可靠性。特別是一些新技術的開發，讓風電并網逆變系統體積變得越來越小，自動控制能力越來越完善。

3.3在風電輸送及節能方面的應用

我國風能資源豐富，但能源分配不均衡，解決辦法通常是建立電力外送大通道。由于長距離高壓輸電的線路造價低、電能損耗小等特點，通常采用高壓輸電，電力電子技術在高壓輸電方面的的應用不僅降低了設備的資金投入，而且解決了系統穩定性差的問題。此外，電力電子技術在輸電系統的主要應用是柔流輸電技術，這項技術實現了對輸送功率的快速控制，增強了電網的穩定性，降低了電力傳輸的成本，在很大程度上改善了系統的輸電能力。

篇6

2建設智能電網建設中的關鍵技術

2.1網絡拓撲技術

作為未來智能電網建設的基礎，靈活、堅強的電網結構是建筑智能電網的關鍵。由于我國能源分布和能源需求分布失衡。因此，不管是考慮當前，還是考慮未來要滿足經濟發展對電力的需求，都需要走大規模、遠距離的輸電道路。通過特高壓輸電，能有效提升輸送容量及降低損耗，對節約投資、保護環境等方面具有重要的意義。但如何優化特高壓線路及對各級電網的規劃、特高壓電網和各級電網之間的銜接及一次、二次系統之間協調發展等問題需要進一步解決。

2.2通信系統集成技術

智能電網必須具備可靠的監視及系統分析能力，也就是具備對故障早期征兆的識別、預判能力及對存在擾動發出信號的能力。智能電網也必須要進行不斷的整合與集成，以為電網規劃、建設及運行等方面提供實時、有效的信息服務。因此，在智能電網建設中，要全面運用電纜、光纖、無線通信及電力線載波等寬帶通信網。通過進行系統集成技術，是保證電網的正常、安全運行的關鍵。

2.3高級計量體系及需求側管理

智能電網需要全方位掌握用戶的實際用電規律，以進行有效的規劃，保證需求與供應之間的平衡。由于智能電表與其相連的通信系統可組成一個先進的計量系統，能實現對用戶的遠程監測、用戶側管理及分時電價管理，其需求側管理目標如圖1。隨著科技技術的不斷發展，智能電表除了原有的電流計量功能，還可作為互聯網路由器使用，使電力部門能以智能電表的終端用戶作為前提，從而實現通信及寬帶等整合。

2.4智能調度技術

智能調度是指對當前調度控制中心功能的有效擴展，該技術也是智能電網未來的發展方向。智能調度的目的是建立一個基于廣域同步信息的網絡保護系統及一體化技術，以起到協調電力系統保護控制、穩定控制、緊急控制、解列控制及恢復控制等綜合防御體系。智能調度的重點就在于實現實時的決策指揮，其目的是為了預防電網出現大面積的故障，避免出現大面積停電現象。智能調度所涉及的關鍵技術主要包括以下幾點：（1）系統快速仿真與模擬技術；（2）智能預警技術；（3）調度決策可視化技術；（4）智能數據挖掘技術；（5）預防控制技術；（6）優化調度技術。而且，應急指揮系統與配電自動化等技術也是智能調度技術中的重要組成部分。

2.5電力電子設備

電力電子技術能在智能電網中的發電、輸電、配電及用電等環節中發揮作用。目前，電力系統所采用的電子裝置都為全控型大功率電力電子器件、高性能的大功率變流器拓撲及DSP全數字控制技術等。通過應用先進的電力電子技術，大大推進我國電力系統智能電網的全面建設。

2.6分布式能源接入技術

分布式能源可劃分為分布式發電與分布式儲能，在一些發達國家得到全面的運用。其中，分布式發電技術還涉及到以下技術：（1）微型燃氣輪機技術；（2）太陽能光伏發電技術；（3）燃料電池技術；（4）風力發電技術；（5）海洋能發電技術；（6）生物質能發電技術；（7）地熱發電技術等。而分布式儲能裝置則涵蓋蓄電池、飛輪及超導儲能等。隨著現代電網中的風電接入量越來越多，風力發電廠對電場的動態模型及計算速度的要求越來越高。而且，風能、太陽能等分布式能源均具有一定的波動性與間歇性，容易影響到電力系統的可靠供電。

3智能電網的建設策略

3.1全面發展儲能技術

對于智能電網建設而言，全面發展儲能技術能有效促進其發展。在傳統電力系統中，其模式是一種從生產到傳輸再到使用的單一模式，在一定程度上限制了其發展。在智能電網建設中，通過應用儲能技術，以增設一個電能的“存儲”環節。通過應用該存儲技術，能有效提高電網的使用性能，而且還對可再生資源與分布式發電的全面應用具有一定的優勢，既可以起到技術支撐的作用，還可以增加電網的技術應用選擇。同時，在可再生能源發電系統中，其對儲能裝置的要求比較高，必須具備以下條件：（1）響應速度要快；（2）能量密度比較大，即可以以較小的體積提供比較大的能量；（3）功率密度較大，即可以為系統功率出現突變時提供的補償功率；（4）耐溫性能較好，可以很好地適應一些高溫、低溫等復雜環境；（5）儲能效率比較高；（6）儲能量比較大，即可以滿足峰谷的調節及有效適應可再生能源在短期性與晝夜變化的相應要求。

3.2全面發展分布式智能電網

分布式智能電網是指靠近電力用戶構建的一種小型發電機組、微型電網及儲能系統，且能實現和外部電網的有效互聯。而且這部分小型發電機組可以是各不相同的，能有效運用太陽能、水能及風能等可再生資源。在接入分布式電源后，原有的配電網結構還可保持不變，在一定程度上減小了輸、配電網運行及升級時所需要的投資成本。另外，通過接入分布式電源，還能有效改善電網的供電質量及運行可靠性等。因此，通過全面發展分布式智能電網，不僅能有效提高可再生資源的利用效率，還能有效提高電網在運行過程中的安全、穩定及可靠性。

4堅強智能電網建設的發展趨勢

目前，我國還處于工業化發展階段，對電力裝機設備的需求量還非常之大，且由于我國資源的分布與消耗呈現逆向形式。因此，在我國堅強智能電網（如圖3所示）的建設中，其發展的目標如下：（1）優化我國的資源配置，有效解決能源資源分布與消耗呈現逆向的問題；（2）實現節能減排的目的，促進可再生資源的可持續發展；（3）促進電力行業的發展，提升電力企業的市場競爭力；（4）有效滿足用戶的需求，提升服務質量；（5）促進經濟與資源的可持續發展。目前，國家電網公司已經明確，將加快對特高壓骨干網架的全面建設，在促進各級電網共同發展的前提下，同時就發電、輸電、用電及調度等環節進行智能化的建設，并分階段進行堅強智能電網的建設，預計在2020年，在我國將建成統一的堅強智能電網。

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二。配電網饋線保護的技術現狀

電力系統由發電、輸電和配電三部分組成。發電環節的保護集中在元件保護，其主要目的是確保發電廠發生電氣故障時將設備的損失降為最小。輸電網的保護集中在輸電線路的保護，其首要目的是維護電網的穩定。配電環節的保護集中在饋線保護上，配電網不存在穩定問題，一般認為饋線故障的切除并不嚴格要求是快速的。不同的配電網對負荷供電可靠性和供電質量要求不同。許多配電網僅是考慮線路故障對售電量的影響及配電設備壽命的影響，尚未將配電網故障對電力負荷（用戶）的負面影響作為配電網保護的目的。

隨著我國經濟的發展，電力用戶用電的依賴性越來越強，供電可靠性和供電電能質量成為配電網的工作重點，而配電網饋線保護的主要作用也成為提高供電可靠性和提高電能質量，具體包括饋線故障切除、故障隔離和恢復供電。具體實現方式有以下幾種：

2.1傳統的電流保護

過電流保護是最基本的繼電保護之一?？紤]到經濟原因，配電網饋線保護廣泛采用電流保護。配電線路一般很短，由于配電網不存在穩定問題，為了確保電流保護動作的選擇性，采用時間配合的方式實現全線路的保護。常用的方式有反時限電流保護和三段電流保護，其中反時限電流保護的時間配合特性又分為標準反時限、非常反時限、極端反時限和超反時限，參見式（1）、（2）、（3）和（4）。這類保護整定方便、配合靈活、價格便宜，同時可以包含低電壓閉鎖或方向閉鎖，以提高可靠性；增加重合閘功能、低周減載功能和小電流接地選線功能。

電流保護實現配電網保護的前提是將整條饋線視為一個單元。當饋線故障時，將整條線路切掉，并不考慮對非故障區域的恢復供電，這些不利于提高供電可靠性。另一方面，由于依賴時間延時實現保護的選擇性，導致某些故障的切除時間偏長，影響設備壽命。

2.2重合器方式的饋線保護

實現饋線分段、增加電源點是提高供電可靠性的基礎。重合器保護是將饋線故障自動限制在一個區段內的有效方式「參考文獻。參見圖1，重合器R位于線路首端，該饋線由A、B、C三個分段器分為四段。當AB區段內發生故障F1，重合器R動作切除故障，此后，A、B、C分段器失壓后自動斷開，重合器R經延時后重合，分段器A電壓恢復后延時合閘。同樣，分段器B電壓恢復后延時合閘。當B合閘于故障后，重合器R再次跳開，當重合器第二次重合后，分段器A將再次合閘，此后B將自動閉鎖在分閘位置，從而實現故障切除、故障隔離及對非故障段的恢復供電。

目前在我國城鄉電網改造中仍有大量重合器得到應用，這種簡單而有效的方式能夠提高供電可靠性，相對于傳統的電流保護有較大的優勢。該方案的缺點是故障隔離的時間較長，多次重合對相關的負荷有一定影響。

2.3基于饋線自動化的饋線保護

配電自動化包括饋線自動化和配電管理系統，其中饋線自動化實現對饋線信息的采集和控制，同時也實現了饋線保護。饋線自動化的核心是通信，以通信為基礎可以實現配電網全局性的數據采集與控制，從而實現配電SCADA、配電高級應用（PAS）。同時以地理信息系統（GIS）為平臺實現了配電網的設備管理、圖資管理，而SCADA、GIS和PAS的一體化則促使配電自動化成為提供配電網保護與監控、配電網管理的全方位自動化運行管理系統。參見圖2所示系統，這種饋線自動化的基本原理如下：當在開關S1和開關S2之間發生故障（非單相接地），線路出口保護使斷路器B1動作，將故障線路切除，裝設在S1處的FTU檢測到故障電流而裝設在開關S2處的FTU沒有故障電流流過，此時自動化系統將確認該故障發生在S1與S2之間，遙控跳開S1和S2實現故障隔離并遙控合上線路出口的斷路器，最后合上聯絡開關S3完成向非故障區域的恢復供電。

這種基于通信的饋線自動化方案以集中控制為核心，綜合了電流保護、RTU遙控及重合閘的多種方式，能夠快速切除故障，在幾秒到幾十秒的時間內實現故障隔離，在幾十秒到幾分鐘內實現恢復供電。該方案是目前配網自動化的主流方案，能夠將饋線保護集成于一體化的配電網監控系統中，從故障切除、故障隔離、恢復供電方面都有效地提高了供電可靠性。同時，在整個配電自動化中，可以加裝電能質量監測和補償裝置，從而在全局上實現改善電能質量的控制。

三。饋線保護的發展趨勢

目前，配電自動化中的饋線自動化較好地實現了饋線保護功能。但是隨著配電自動化技術的發展及實踐，對配電網保護的目的也要悄然發生變化。最初的配電網保護是以低成本的電流保護切除饋線故障，隨著對供電可靠性要求的提高，又出現以低成本的重合器方式實現故障隔離、恢復供電，隨著配電自動化的實施，饋線保護體現為基于遠方通信的集中控制式的饋線自動化方式。在配電自動化的基礎上，配電網通信得到充分重視，成本自動化的核心。目前國內的主流通信方式是光纖通信，具體分為光纖環網和光纖以太網。建立在光纖通信基礎上的饋線保護的實現由以下三部分組成：

1）電流保護切除故障；

2）集中式的配電主站或子站遙控FTU實現故障隔離；

3）集中式的配電主站或子站遙控FTU實現向非故障區域的恢復供電。

這種實現方式實質上是在自動裝置無選擇性動作后的恢復供電。如果能夠解決饋線故障時保護動作的選擇性，就可以大大提高饋線保護的性能，從而一次性地實現故障切除與故障隔離。這需要饋線上的多個保護裝置利用快速通信協同動作，共同實現有選擇性的故障隔離，這就是饋線系統保護的基本思想。

四。饋線系統保護基本原理

4.1基本原理

饋線系統保護實現的前提條件如下：

1）快速通信；

2）控制對象是斷路器；

3）終端是保護裝置，而非TTU.

在高壓線路保護中，高頻保護、電流差動保護都是依靠快速通信實現的主保護，饋線系統保護是在多于兩個裝置之間通信的基礎上實現的區域性保護?；驹砣缦拢?/p>

參見圖3所示典型系統，該系統采用斷路器作為分段開關，如圖A、B、C、D、E、F.對于變電站M，手拉手的線路為A至D之間的部分。變電站N則對應于C至F之間的部分。N側的饋線系統保護則控制開關A、B、C、D的保護單元UR1至UR7組成。

當線路故障F1發生在BC區段，開關A、B處將流過故障電流，開關C處無故障電流。但出現低電壓。此時系統保護將執行步驟：

Step1：保護起動，UR1、UR2、UR3分別起動；

Step2：保護計算故障區段信息；

Step3：相鄰保護之間通信；

Step4：UR2、UR3動作切除故障；

Step5：UR2重合。如重合成功，轉至Step9；

Step6：UR2重合于故障，再跳開；

Step7：UR3在T內未測得電壓恢復，通知UR4合閘；

Step8：UR4合閘，恢復CD段供電，轉至Step10；

Step9：UR3在T時間內測得電壓恢復，UR3重合；

Step10：故障隔離，恢復供電結束。

4.2故障區段信息

定義故障區段信息如下：

邏輯1：表示保護單元測量到故障電流，

邏輯0：表示保護單元未測量到故障電流，但測量到低電壓。

當故障發生后，系統保護各單元向相鄰保護單元交換故障區段，對于一個保護單元，當本身的故障區段信息與收到的故障區段信息的異或為1時，出口跳閘。

為了確保故障區段信息識別的正確性，在進行邏輯1的判斷時，可以增加低壓閉鎖及功率方向閉鎖。

4.3系統保護動作速度及其后備保護

為了確保饋線保護的可靠性，在饋線的首端UR1處設限時電流保護，建議整定時間內0.2秒，即要求饋線系統保護在200ms內完成故障隔離。

在保護動作時間上，系統保護能夠在20ms內識別出故障區段信息，并起動通信。光纖通信速度很快，考慮到重發多幀信息，相鄰保護單元之間的通信應在30ms內完成。斷路器動作時間為40ms~100ms.這樣，只要通信環節理想即可實現快速保護。

4.4饋線系統保護的應用前景

饋線系統保護在很大程度上沿續了高壓線路縱聯保護的基本原則。由于配電網的通信條件很可能十分理想。在此基礎之上實現的饋線保護功能的性能大大提高。饋線系統保護利用通信實現了保護的選擇性，將故障識別、故障隔離、重合閘、恢復故障一次性完成，具有以下優點：

（1）快速處理故障，不需多次重合；

（2）快速切除故障，提高了電動機類負荷的電能質量；

（3）直接將故障隔離在故障區段，不影響非故障區段；

（4）功能完成下放到饋線保護裝置，無需配電主站、子站配合。

四。系統保護展望

繼電保護的發展經歷了電磁型、晶體管型、集成電路型和微機型。微機保護在擁有很強的計算能力的同時，也具有很強的通信能力。通信技術，尤其是快速通信技術的發展和普及，也推動了繼電保護的發展。系統保護就是基于快速通信的由多個位于不同位置的保護裝置共同構成的區域行廣義保護。

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江蘇省電力公司在2001年實施了電力信息網改造工程，縣供電公司已和變電所實現了聯網。根據江蘇省電力公司電力營銷管理信息系統的推廣和應用要求，江蘇省電力公司選擇了十個縣供電公司，作為實施城鄉營銷一體化營銷信息系統工作的試點。如東縣供電公司是試點中最大的一個縣供電公司，共有19個變電所，42個鄉供電所。省電力公司要求我公司的鄉供電所采用統一的電力營銷管理信息系統，同時各鄉供電所配備行政電話進行業務和工作上的聯系。下面就該系統網絡方案的設計建設作個簡述，以供參考。

1網絡方案的背景和需求

在先期的電力信息網建設中，如東縣供電公司采用的是SDH組網方式，在變電所采用SDH設備組成主干155M的環網，在公司本部和信息中心千兆主干網相連，接入江蘇電力廣域網。營銷信息系統是江蘇省電力公司縣級電力信息網的組成部分。本方案將綜合考慮這些已有的網絡拓撲，充分利用電力信息網絡提供信道和光纖?？紤]到農村供電所和如東縣供電公司的數據和語音通信，農村供電所的數據通信必須采用以太網技術，至少提供15個以上10/10MbpsRJ-45交換接口；語音通信每個供電所必須提供4門分機電話。在縣供電公司農網工程中各鄉供電所網絡接入的基礎上，構建一個可行、可靠、穩定、平安的綜合信息平臺，以便準確、快捷地進行數據和語音的業務應用。

2網絡方案的設計和建設

網絡整體方案采用以太網交換機組網，各供電所從最近的變電所通過光纖接入電力信息網，變電所到供電所之間，由變電所提供一個E1口。利用該端口通過光纖實現和供電所聯網，每個供電所都對應有一條通向如東縣供電公司的E1電路。從而在縣公司和基層供電所之間實現數據傳輸及IP電話和傳統PBX電話業務的互相通信。技術上，數據交換選擇以太網交換機綜合接入方案，網絡協議采用TCP/IP技術。為了便于管理，統一選擇Cisco網絡設備，營銷主交換采用Cisco3550，各鄉鎮供電所則選用Cisco2950交換機；語音接入采用VoIP技術，統一使用Cisco7910IP電話。

整個網絡分為兩大部分摘要：

第一部分為各供電所到電力信息網的接入部分。主要利用環網上各變電所同相鄰營業所之間的光纖，將供電所內的局域網同SDH設備的連接，包括各PC終端和電話。

每個供電所的PC終端和IP電話直接接入到Cisco2950交換機上，利用SDH上的E1端口，用一個E1到以太網橋將E1轉成以太網，利用以太網的單模光電轉換器將以太網的通道延伸到供電所，提供供電所的以太網端口接入。

第二部分為縣供電公司中心網絡的建設，主要是用電營銷數據中心的建設，以及城鄉供電所電話通訊網絡和電力系統內部電話網的連接，公司數據網絡中心提供對數據庫服務器和其它應用服務器的連接。在SDH組網方式下，只需要增加相應數量的E1到以太網的網橋就可以了，而由于SDH設備直接提供RJ-45接口，則不需要增加網橋就可以直接連接到Cisco3550上。

對于IP電話，由于以太網交換機和基礎通訊網(SDH，ATM，DWDM)構成了網絡IP電話的智能基礎架構，只要是能夠進行TCP/IP的網絡，我們就可以建立網絡IP電話系統，且IP電話網絡的結構可以是任意的，電話網絡的各個單元(桌面電話，Callmanager等)可以在網絡任何位置進行部署。

(1)營銷系統內的IP電話通訊摘要:

根據分配到的號碼段，我們可以為每一門桌面IP電話從該號碼端中分配不同的號碼，同樣我們也可以給一門電話分配多個電話號碼，不同電話之間的呼叫建立通過Callmanager來尋址實現，而呼叫一旦建立后，語音數據流就不必再經過Callmanager。

(2)IP電話和公司內線電話通訊摘要:

在縣供電公司端，配置一臺服務器用來作為IP電話的CallManager(交換機)，配置一臺Cisco2650路由器用作IP電話和傳統的PBX電話程控系統互連。2650上配置有1個E1接口的卡，這樣PBX通過E1接到2650路由器上，同時進行一些軟件上的設置，在PBX交換機上添加一塊E1的接口板。

3設計建設和應用的幾點思索

3.1數據和語音網絡的集成

(1)解決了公司本部同城鄉營業所之間的通訊通道新問題，使得所有的城鄉營業所都獲得保證的帶寬(2Mbps)，并且營業所獲得了同公司數據中心相連接的以太網通訊端口，建立了一個完整的從營業所到如東縣供電公司直接的數據網絡平臺。在以上的數據網絡平臺上建立語音網絡，即以網絡IP電話的方式來實現在數據網絡上實現完整的語音網絡，實現數據、語音網絡的統一。

(2)數據、語音綜合傳輸帶來的明顯優勢是成本下降摘要:①統一到計算機網絡技術上的多媒體應用無論設備費用或線路費用都相對便宜。②不需對現有布線系統作任何修改。對供電所的布線可采用一套系統。③不必在每個分支機構均配備PBX。④桌面IP電話終端的增加非常方便，只需將電話直接插入以太網交換機就可以，在Callmanager上不需要任何的設置該電話就可以獲得電話號碼，并開始工作。

(3)統一的網管平臺，可以利用現有的網絡管理平臺，集成數據語音網絡的管理。智能的網絡可以最大限度的發揮網絡設備的能力，現在網絡交換機均具有智能處理業務能力,能夠對不同的IP業務采用不同的優先處理方法，采用基于IP的數據語音網絡解決方案，可以充分的利用網絡交換機的這方面能力。

3.2虛擬網技術和IP地址的分配

公司有多種應用系統，所以網絡系統的設計應能在全網范圍內實現虛擬網的劃分，每個供電所分配16個IP地址，單獨網關組成一個虛網。由于每個工作站和每部IP電話均需要一個IP地址，對于IP地址的分配，我們使用DHCP動態分配IP地址，這樣能很好地保證網絡語音系統正常運行及應用系統的平安性、數據可靠性。

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開展能量管理系統(ems)實用化工作，必須有一個良好的scada基礎平臺做保證。在公司領導和省調的關心支持下，在更新地調自動化系統主站的同時，結合基建、大修、技改、變電所無人值班改造和兩網改造等項目，新建了多套廠站端遠動設備，對部分老變電所容量小、精度低的rtu進行更換，基本把站端統一為新型交流采樣rtu，使各項精度有了大幅度的提高，特別是無功測量精度。同時對各站rtu的供電電源加以改造，保證了交直流雙電源供電。在做好各項基礎工作之后，建成的電網能量管理系統(ems)率先通過實用化驗收。本文總結了ems工程實用化的經驗，介紹了實用化過程中一些問題的解決方案。

一、狀態估計覆蓋率低的問題

本文所指狀態估計覆蓋率低，并不是指某些變電所沒有數據采集裝置，而是指本地調管轄范圍內的一些220kv供電小區的電源來自無量測的外網。例如，該地調管轄的安平供電小區。該小區的安平220kv變電所的兩條220kv進線分別來自外網的東寺220kv變電所和束鹿220kv變電所，與電廠主網沒有任何電氣連接。在狀態估計時由于軟件th2100系統只估計最大的可觀測島，國外有些軟件可以估計兩個以上的可觀測島，但由于兩個可觀測島無電氣連接，即使能計算，其所得的某些數據，例如相角等結果也多是不準確的，所以安平小區就成為死島。直接導致狀態估計覆蓋率低于實用化要求指標，后經與省調多次協商，決定采用三級數據網將該電網所需的全部外網數據傳至地調主站端。使狀態估計覆蓋率達到100％。

二、各220kv變電所主變檔位的采集

在ems的實際應用中我們發現，由于220kv變電所是所在供電小區的電壓支點，220kv主變檔位是否正確直接影響遙測合格率的高低，而遙測合格率是保證高級應用軟件正常工作的關鍵指標。試運行初期，檔位僅靠調度員來手工置位，這對于負荷峰谷變化和電壓變化較大的電網是力不從心的。所以我們自行研制簡易主變檔位采集裝置分期分批將所轄10臺220kv主變中的9臺檔位全部采集至調度端(另外1臺是無載調壓)。僅此一項，將ems的遙測合格率平均提高近5個百分點。

三、提高測點冗余度

實現了各110kv主變高壓側量測的采集，由于早期建設的110kv變電所高壓側均未設量測點，一般取中、低壓側p、q值相加代替高壓側量測，實踐證明誤差較大，特別是q值受主變阻抗角的影響，制約著遙測合格率的提高。我們分別配合主變停電檢修的機會從主變高壓側套管ta備用二次線圈處將量測值采集上來，使測點冗余度明顯提高。

四、等值負荷、線路電納

將220kv變電所的35kv側和110kv變電所的10kv側的線路按負荷或等值負荷處理，是在保證精度的前提下簡化工程量的好辦法；線路的電納參數最好填入，因為它對處理單端開斷的支路是有影響的，其參數值可以通過上級調度部門和實測得到。五、scada斷面實時映射

我們知道，ems在實踐中更側重于電網的安全性和可靠性等的分析，而不注重數據采集的實時性，也就是說，scada的量測數據不必實時傳輸至ems。電廠ems以ftp文件傳輸方式每5min由scada請求一個斷面，這樣就保證了ems大部分功能的正常需要，又不至于使scada主系統的服務器負荷率過高。但在實際應用過程中，我們又發現，在進行電網解合環等操作過程中，拉合斷路器的操作時間間隔很短，映射斷面還來不及刷新，因而調度員也就來不及進行潮流分析，為此，我們修改了scada軟件，增加了手動截取斷面文件的功能。實踐證明，該功能實現方法雖然簡單，卻為潮流計算等功能模塊的真正實用化奠定了堅實的基礎。

六、隔離開關問題

隔離開關數量遠遠多于斷路器，全部實時采集是不可能的，但若維護不及時則會導致計算母線模型與實際運行方式不同，造成計算結果不收斂或精度差。為此，我們修改了系統軟件，增加了離線隔離開關置位功能，并根據實際運行情況，對電網內所有在運行的隔離開關全部進行了置初位。同時，制定嚴格的運行管理制度，電網每次進行操作和方式改變時，由運方人員及時通知ems維護人員，在scada系統上進行相應的置位。這樣，既保證了scada實時信息的可讀性，又大大提高了ems的各項相應指標。

七、人員的培訓

ems是遠動、調度和自動化等多專業融合在一起的一門邊緣科學技術，要想真正應用好ems，需要電網、計算機、自動化甚至包括通信等多學科專業，近年來，我們先后組織人員多次到金華地調、南通地調、清華大學、煙臺等地學習ems新技術，同時加強人員培訓，組織專題講座，使各相關專業有機地結合在一起，為更好地開展ems實用化工作提供了技術保障。

八、程序質量

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