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中国电业【2020年第7期】

  • ID:271850
  • 浏览:2725
  • 学科:产业经济
  • 更新时间:2020-07-17 15:16:34
  • 期刊: 中国电业
内容简介
《中国电业》杂志创办于1950年,是全国电力行业创办时间最早、覆盖面最广、影响最大的杂志。杂志以多种形式准确、及时、深刻地反映电力工业的改革和发展,以深度调查和理论探讨形成独到风格,在国际国内及电力行业内外都有较大影响,在电力媒体中长期处于领军位置。

电力物联网通信的安全技术探讨

2020-07-17 15:28:24 产业经济 吴闪闪
资料简介

摘要:电力物联网是智能电网向能源互联网发展的关键环节,承载电力物联网新业务的电力通信网,是沟通整个能源互联网生态圈的桥梁。目前电力行业所依赖的信息传输主要为通信专网和部分公共通信网络。随着电力体制的改革,新能源大规模、高密度接入电网,各种不确定性及扰动增加,电网的的安全稳定运行挑战增加,电力数据的传输及处理的安全性显的尤为重要。比如电网的自动化调度、电网的日常稳定运行、电力系统中的各种管理系统信息传输,是电网稳定运行的基础。

电力物联网通信的安全技术探讨

吴闪闪

国网河北省电力有限公司故城县供电分公司 河北衡水 253800

摘要电力物联网是智能电网向能源互联网发展的关键环节,承载电力物联网新业务的电力通信网,是沟通整个能源互联网生态圈的桥梁。目前电力行业所依赖的信息传输主要为通信专网和部分公共通信网络。随着电力体制的改革,新能源大规模、高密度接入电网,各种不确定性及扰动增加,电网的的安全稳定运行挑战增加,电力数据的传输及处理的安全性显的尤为重要。比如电网的自动化调度、电网的日常稳定运行、电力系统中的各种管理系统信息传输,是电网稳定运行的基础。

关键词:电力物联网通信;安全技术;应用

引言

目前国网公司已经全面开展构建泛在电力物联网的部署,构建枢纽型、平台型和共享型的现代化智能电网。构建泛在电力物联网需要使得电网和互联网实现融合,提高两者在技术和应用上的互联互通,利用互联网技术推动电网的发展和智能化水平的提高。在泛在电力物联网中,数据的流通性和处理能力将会得到较快的提升,并且对于数据的采集和感知的能力较强,可以提升对客户的服务能力,保证电网的安全稳定运行和清洁能源的并网消纳,进而推动综合能源系统的建设。

1电力物联网概述

按照电力物联网的分层体系,可以划分为感知层、网络层、平台层、应用层四层。电力物联网的应用层包括综合能源交易、分布式能源管理及交易、需求响应、储能管理、电动汽车车联网、虚拟电厂电力交易、输电线路无人机巡检等业务。电力物联网的平台层包括国网云平台、配电网状态监测平台、多站融合平台、智能变电站平台等各种一体化平台的建设。电力物联网的网络层涵盖电力北斗定位授时、基于排队论的配电网通信架构通信技术的应用等方面的研究。电力物联网感知层则对边缘节点智能化、物联网协议研发、智能电表的功能拓展等智能感知及传感技术进行研究。

现阶段物联网核心技术分别为对事物进行标识的RFID 射频识别技术、对事物进行感知的传感网络技术、对事物进行思考的智能技术以及对事物进行微缩的纳米技术。具体地,REID 射频识别技术可以借助射频信号进行自动识别以及搜集信息等各项工作,其优点是在任何恶劣环境下都能够进行非接触式的各项自动识别工作。无线传感器网络从技术层面来讲,是一项涵盖搜集信息、处理信息以及传送信息一体化的先进网络信息系统,其最大优势为功耗较低且便于移动和铺设。传感器网络技术主要内容核心为对各类测试技术(网络化测试技术)进行系统研究,这一技术正在进行自我检测以及自我控制等方面的不断升级,变得更加可靠安全。智能技术有效的赋予物体相应智能性,并且能够充分对物体各种现状进行综合分析,第一时间做出反应,落实相关处理工作。

2物联网技术在电力系统通信的应用

为支撑电力物联网新业务的发展,通信网关键技术应能满足电力物联网大带宽、低时延、高可靠性、高安全性的通信需求,切实提升骨干通信网业务承载能力、增强带宽调度灵活性,实现电力物联网的通信网统一控制。

2.1通信运维智能化

面向电力物联网新业务的电力通信网基础设施的运行维护要向着更加智能化的方向发展。随着电力物联网新业务的发展,我国的电力通信基础设施规模越来越大,种类越来越复杂,重要性越来越强,依靠自动化智能化技术对电力通信设施进行管理和运行维护。对电力通信网基础设施建立实物ID,支持工业互联网在电力行业的标识解析应用,实现通信设施的全生命周期管理。建立电力通信网一体化运行管理平台,通过软件定义技术实现通信设施的一键配置管理,基于通信运维及故障管理的大数据分析,从而实现电力通信网设施的故障预警,研发支持综合运维的新型移动作业终端,对多种电力通信设备进行操作,有效支撑电力通信网智能化运维,更好地服务于电力物联网业务。

2.2通信安全动态化

面向电力物联网新业务的电力通信网安全要向着基于物理分区实现动态防御的智能化方向发展。电力物联网新业务不断涌现,对应的新技术也不断发展,通过建立动态防护体系,增强对电力物联网的新业务适应能力。基于自动协议逆向工程实现电力通信专网与运营商公网协同运行状态下的多种通信技术并存的协通信议分析,增强对未知协议的认知能力,加强通信协议层面的安全防范能力。提升网络风险管控能力,感知覆盖电力物联网全环节网络安全态势,实现网络安全风险的智能处置,从预警信息的自动分发、安全威胁的智能分析到响应措施的联动处置。

2.3配网通信领域

物联网技术在现阶段可以全面应用于配网通信各项工作中。配网相对于当前所使用的高压输变电网,特别是10kV及以下电压等级网络来说,具有电压等级较多、配电设备数量较多、电压等级较多、结构复杂等特点。现阶段,根据配网自动化的层次需求,配网通信可以划分为区调分站层、配网主站层、通信子站层三层。根据配网通信的主体特征,现阶段的配电网通信暂时无法用采用单一通信方式来实现,主要采用的方式为光纤通信方式、载波通信方式、无线宽带技术以及租用无线公众网通信方式来实现。毫无疑问,物联网的全面应用能够有效解决配电主站和配电终端间的各种通信问题,能够通过把配电网的现有一切设备和相关部件全部与物联网相连,较为轻松快捷的完成配网通信的相关工作任务;同时,还能够全面实现配网自动化的遥控、遥信、遥测各项信息。当前阶段所采用的载波、GPRS等常见通信技术因带宽有限只能够实现“两遥”(遥测、遥信)信息。相对而言,物联网技术则能够充分解决配电终端数量较多、变动较频繁等各类问题。

2.4智能电网的运用

智能电网堪称是一个技术水平先进且可靠、安全、高效的现代化电网。在这项工作中,各电压等级的电网能够达到协调性发展,科技含量十足的通信、信息、控制以及传感测量等技术能够与电网进行有机的融合,电网系统能够全面安全运行,满足“低碳社会”发展的全面需求。

现阶段,优质的物联网技术可以为智能电网提供优质的通信技术、测量技术、控制技术支持,还能够实现远程抄表、电网负荷节能控制、电网设备状态在线全面监测、电网事故定位跟踪等。电网底层的数据一般囊括配电房的开关以及电缆沟的各项信息,这类信息在当前阶段还不能用有效的通信方式进行采集和整理,倘若通过物联网技术进行合理化的联合,就能够在第一时间将各类底层信息进行全面采集,促使电网管理各项应急工作从事后处理转为事前预防,全面提升电网管理以及应急的总体效率。此外,物联网技术在现阶段还能够广泛应用于智能交通领域以及工业监控领域,并且在市政管理、环境治理等涉及社会服务的众多领域起到应有的作用。

结束语

时代在发展,科技在进步。物联网作为一项当前阶段新兴的科技含量十足的网络技术,已经受到社会的广泛关注和重视。当前阶段,电力通信、信息系统已经逐步覆盖供电厂、电网、变电站等场所,并且根据所需业务的不同内容以及不同方向建立了综合数据网络、传输网络、调度数据网络等,全面实现通信网络各个层面的互通互联,逐步实现物体之间通信。

参考文献

[1]王毅,陈启鑫,张宁,冯成,滕飞,孙铭阳,康重庆.5G通信与泛在电力物联网的融合:应用分析与研究展望[J].电网技术,2019,43(05):1575-1585.

[2]刘伟,孙萍.物联网技术在电力系统中的实践[J].科技创新导报,2019,16(07):165-166.

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[4]赵洪亮.电力行业物联网通信网络结构及拓扑研究[J].中国新通信,2018,20(19):5.