配電自動(dòng)化系統(tǒng)中存在的問(wèn)題分析

葉永傍

（惠州博羅供電局，廣東 惠州 516123）

現(xiàn)階段的配電系統(tǒng)運(yùn)行與管理過(guò)程中，作為擁有著先進(jìn)概念的配電自動(dòng)化，可以提供給配電系統(tǒng)中較為經(jīng)濟(jì)且較安全的配電運(yùn)行模式。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)下，配電系統(tǒng)也迎來(lái)了全新的技術(shù)革新，各電力企業(yè)積極應(yīng)用現(xiàn)代化的配電自動(dòng)化技術(shù)。通過(guò)對(duì)自動(dòng)化的配電技術(shù)的應(yīng)用，從而使得電力企業(yè)能夠輸送給社會(huì)各行業(yè)及人們的日常生活中，更為優(yōu)質(zhì)的電能質(zhì)量，提升對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的監(jiān)控與管理的作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)配電網(wǎng)技術(shù)極大的提升。由此可看出，通過(guò)對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)，能夠有效促進(jìn)我國(guó)電力企業(yè)獲得科學(xué)化的發(fā)展，也為人們的生活與工作提供更多的便利。但因?yàn)樵谂潆娋W(wǎng)自動(dòng)化的技術(shù)研究上，我國(guó)投入的探索時(shí)間并不長(zhǎng)，因此，還需要在現(xiàn)存的配電網(wǎng)技術(shù)問(wèn)題上，作出更多的努力。

1 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的功能

對(duì)電力企業(yè)的配電網(wǎng)各項(xiàng)設(shè)備，利用遠(yuǎn)程技術(shù)進(jìn)行管控和協(xié)調(diào)，是配電自動(dòng)化技術(shù)的集成體系。作為現(xiàn)階段逐漸興起的電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)，配電自動(dòng)化技術(shù)是在通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的融合下，發(fā)展而成的對(duì)配電網(wǎng)的管理與監(jiān)視的新手段。主要作用：（1）電網(wǎng)運(yùn)行下，對(duì)配電網(wǎng)輸送電能過(guò)程的監(jiān)視；（2）改善電網(wǎng)運(yùn)行模式，極大程度地開(kāi)發(fā)配電網(wǎng)的運(yùn)行潛能；（3）通過(guò)對(duì)電負(fù)荷的有效控制，提升配電網(wǎng)各設(shè)備功能利用率；（4）對(duì)電壓水平及無(wú)功負(fù)荷的情況，通過(guò)配電網(wǎng)電壓能夠進(jìn)行適當(dāng)控制，從而減少損壞電線的概率，提高電力企業(yè)輸送電能的質(zhì)量；（5）可進(jìn)行自動(dòng)抄表計(jì)費(fèi)，且有著較為準(zhǔn)確的電表數(shù)據(jù)，可以有效促進(jìn)電力企業(yè)收費(fèi)工作的效率；（6）面對(duì)運(yùn)行異常，或是出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)，配電自動(dòng)化能對(duì)異?；蚬收显蜻M(jìn)行高效查詢并將故障問(wèn)題進(jìn)行隔離，以恢復(fù)電力輸送；（7）提升電力企業(yè)管理及電力服務(wù)水平，給用戶提供及時(shí)優(yōu)質(zhì)的電力相關(guān)服務(wù)。

自動(dòng)化配電功能主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）配電自動(dòng)化體系最主要的功能，即為對(duì)電力運(yùn)行過(guò)程的監(jiān)控與采集信息的功能，從而提供給電力運(yùn)行自動(dòng)化技術(shù)的支持。包括對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行故障的警報(bào)、收集信息與處理信息、記錄電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的事件過(guò)程、起到遠(yuǎn)程監(jiān)視與協(xié)調(diào)的作用。（2）對(duì)軟件高級(jí)運(yùn)用功能。通過(guò)在配電網(wǎng)的歷史運(yùn)行及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、實(shí)時(shí)監(jiān)視的作用下，對(duì)配電網(wǎng)現(xiàn)階段或后續(xù)運(yùn)行發(fā)展的安全性與經(jīng)濟(jì)性等相關(guān)因素，在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上，獲得相應(yīng)的參考數(shù)據(jù)，例如對(duì)配電網(wǎng)潮流的分析、負(fù)荷推算、電網(wǎng)線損等方面做出有效的預(yù)估。（3）饋線自動(dòng)化。即為對(duì)電網(wǎng)故障中的定位、隔離、和修復(fù)等作出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)功能。如準(zhǔn)確定位出存在故障的電網(wǎng)區(qū)域、對(duì)故障的自動(dòng)隔離、檢測(cè)饋電線的運(yùn)行狀況、實(shí)現(xiàn)對(duì)饋電線的調(diào)控等。（4）管理配電網(wǎng)。管理電網(wǎng)設(shè)備、自動(dòng)化繪制信息圖和電網(wǎng)運(yùn)行中的地理信息。

2 配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)存在的問(wèn)題

2.1 存在較多的監(jiān)控對(duì)象

在進(jìn)行測(cè)控工作時(shí)，配電自動(dòng)化設(shè)備要對(duì)無(wú)數(shù)個(gè)站點(diǎn)實(shí)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)和監(jiān)控，包括小區(qū)變電站、進(jìn)線變電區(qū)域、變壓器各區(qū)域開(kāi)關(guān)、用戶電表等各項(xiàng)站點(diǎn)，因此存在有著非常繁雜的測(cè)控區(qū)域，使配電網(wǎng)自動(dòng)化體系面臨著極大的工作困難。另外，隨著現(xiàn)階段電力市場(chǎng)的不斷發(fā)展，對(duì)于配電網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)技術(shù)要求不斷提升，無(wú)論是在計(jì)算機(jī)的工作效率還是安全性方面，都必須不斷滿足于現(xiàn)代配電網(wǎng)技術(shù)的更新速度。因此，需要從這些技術(shù)挑戰(zhàn)中，作出對(duì)配電自動(dòng)化的不斷改進(jìn)，自動(dòng)化主站的硬軟件需超過(guò)配電網(wǎng)的硬軟件。

2.2 大量的戶外終端設(shè)備

在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，存在大量的戶外終端設(shè)備，所以也需要配電設(shè)備保證其運(yùn)行過(guò)程中的安全性。同時(shí)因?yàn)閼敉饨K端的安放點(diǎn)各不相同，使得自動(dòng)化系統(tǒng)所處的環(huán)境也有著各不相同的要求。一般來(lái)說(shuō)，配電網(wǎng)進(jìn)行測(cè)控變電站其環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)定為0～55℃的溫度范圍。在對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化終端設(shè)備進(jìn)行安置時(shí)，常存在一些長(zhǎng)期處于超過(guò)55℃的溫度環(huán)境，故而要嚴(yán)格考慮發(fā)生過(guò)電壓、高溫或是過(guò)潮的因素，所以需要在配電網(wǎng)設(shè)備的材料上作出要求。而且配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的站端設(shè)備需要進(jìn)行頻繁的遠(yuǎn)方控制操作，所以要求這些設(shè)備應(yīng)具有一定程度的可靠性。

2.3 復(fù)雜化的通信系統(tǒng)

配電網(wǎng)自動(dòng)通信的特點(diǎn)是點(diǎn)多、面廣、分散，且還受到地理環(huán)境的影響，通信方式通常較為復(fù)雜。此外，在自動(dòng)化配電網(wǎng)中，由于既存在容量較大的RTU，又存在容量較小的FTU，且這些站端設(shè)備的設(shè)置和要求也不同，因而無(wú)法收集到統(tǒng)一的規(guī)約信息，這也給通信系統(tǒng)的建設(shè)造成了較大的困難。

2.4 電源操作與信息提取的困難

目前，配電自動(dòng)化系統(tǒng)存在的問(wèn)題不僅復(fù)雜，而且數(shù)量較多。信息提取和電源操作方面的困難，是現(xiàn)階段配電自動(dòng)化系統(tǒng)較為典型的技術(shù)問(wèn)題。在隔離電網(wǎng)運(yùn)行的故障問(wèn)題后，要進(jìn)一步準(zhǔn)確定位出存在故障的區(qū)域，再對(duì)停電區(qū)域恢復(fù)供電，是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)最基本的功能，這樣才能達(dá)到檢測(cè)與修復(fù)的效果。這就需要在配電網(wǎng)中迅速捕捉到停電信息，再通過(guò)遠(yuǎn)程控制故障隔離和恢復(fù)供電，但現(xiàn)階段的計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)，很難實(shí)現(xiàn)在停電區(qū)域快速收集到精確的電源信息的要求。

3 電力二次系統(tǒng)和配電自動(dòng)化安全防護(hù)系統(tǒng)

在現(xiàn)代移動(dòng)通信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)媒體等各項(xiàng)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，電力信息控制技術(shù)在電力市場(chǎng)中的應(yīng)用也逐漸廣泛?，F(xiàn)階段，在大力推進(jìn)電力改革體系的情況下，配電方與用戶、電廠、各電力調(diào)度中心建立交換的數(shù)據(jù)也隨之增多。另外，在新時(shí)代，PC機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都在不斷的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中存在著諸多的黑客與網(wǎng)絡(luò)病毒等因素。故而，結(jié)合我國(guó)經(jīng)濟(jì)貿(mào)易相關(guān)的法律規(guī)定，并考慮到我國(guó)目前電力發(fā)展的實(shí)際狀況，作出對(duì)電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)方面的相關(guān)策略，對(duì)電網(wǎng)計(jì)算監(jiān)控體系與調(diào)度安全作出了一系列的規(guī)劃，并加強(qiáng)了對(duì)電力安全的維護(hù)措施。通過(guò)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備安全隱患的預(yù)防與解決，來(lái)保證電力企業(yè)持續(xù)安全的運(yùn)行發(fā)展。

3.1 電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)措施

（1）對(duì)安全區(qū)域的劃分。按照配電網(wǎng)自動(dòng)體系的一次系統(tǒng)的影響級(jí)別和各部分功能進(jìn)區(qū)分，可以將配電網(wǎng)劃分為生產(chǎn)區(qū)、控制區(qū)、信息區(qū)與管理區(qū)。配電網(wǎng)全部構(gòu)成體系都在安全區(qū)域內(nèi)安置，通過(guò)加密、認(rèn)證等方工來(lái)對(duì)重要業(yè)務(wù)功能作出保護(hù)。

（2）采取橫向的隔離。對(duì)于安全范圍中的功能系統(tǒng)，需要通過(guò)合適強(qiáng)度的隔離設(shè)備來(lái)保證這些業(yè)務(wù)的安全性，尤其是要對(duì)辦公自動(dòng)化、信息管理、生產(chǎn)控制這些重要功能系統(tǒng)進(jìn)行隔離防護(hù)，并且應(yīng)采取物理隔離的效果。

（3）建立網(wǎng)絡(luò)專用防護(hù)。通過(guò)專用的信息網(wǎng)絡(luò)，在配電網(wǎng)專用通道上達(dá)到物理隔防其他數(shù)據(jù)信息的作用，選擇多協(xié)議標(biāo)和虛擬的交換方式，建立出隔離效果，使在安全區(qū)進(jìn)行對(duì)上下級(jí)安全區(qū)的聯(lián)系，以防出現(xiàn)縱向交叉的現(xiàn)象。

（4）縱向防護(hù)。通過(guò)訪問(wèn)監(jiān)控、加密措施和認(rèn)證途徑，來(lái)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向邊界形式的防護(hù)。

3.2 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的防護(hù)策略

（1）劃分出配電自動(dòng)化體系的安全區(qū)域。在對(duì)配電自動(dòng)化體系中的區(qū)域劃分時(shí)，可根據(jù)其各子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域和業(yè)務(wù)功能進(jìn)行有序的劃分，例如在安全區(qū)，按照業(yè)務(wù)功能的實(shí)時(shí)控制性特點(diǎn)，將負(fù)荷管理、SCADA、配網(wǎng)計(jì)算、DA等系統(tǒng)放置于安全區(qū)Ⅰ；在安全區(qū)Ⅱ，主要是配電網(wǎng)的非控制模塊，如配網(wǎng)調(diào)度培訓(xùn)、電網(wǎng)管理、運(yùn)行與優(yōu)化等系統(tǒng)，同時(shí)，因?yàn)檠兄品聪螂娏Π踩綦x的技術(shù)還未得到完善，因此，控制區(qū)要實(shí)現(xiàn)調(diào)用GIS，需要設(shè)置GIS副本于安全區(qū)Ⅱ中；在安全區(qū)Ⅲ中，包括配網(wǎng)規(guī)劃、GISAM電能交易等業(yè)務(wù)模塊；在安全區(qū)Ⅳ中，存在有賬戶管量、用戶查詢等業(yè)務(wù)功能。

（2）橫向隔離各安全區(qū)。在電力生產(chǎn)系統(tǒng)中包括有安全區(qū)Ⅰ與Ⅱ，它們都屬于在線運(yùn)行狀態(tài)，且與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間有著緊密聯(lián)系，通過(guò)電力調(diào)度形式，很多數(shù)據(jù)需要交換，所以需要通過(guò)硬件設(shè)備來(lái)對(duì)這兩個(gè)安全區(qū)域?qū)嵭羞壿嫺綦x，以防其他服務(wù)，如Telnet、E-mail等穿越隔離區(qū)域。專用的電力安全隔離措施，是電力相關(guān)部門經(jīng)過(guò)認(rèn)證的安全隔離裝置，用來(lái)對(duì)安全區(qū)Ⅰ與Ⅱ的隔離。通過(guò)正向安全隔離手段讓安全區(qū)Ⅰ、Ⅱ向安全區(qū)Ⅲ傳輸，并針對(duì)其他相關(guān)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)作出禁止訪問(wèn)和穿越到安全隔離區(qū)域，如Rlogin、Web等。

（3）對(duì)各安全區(qū)內(nèi)部的防護(hù)。針對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化的各安全區(qū)，也需作出相關(guān)的防護(hù)工作，如提供縱向Web服務(wù)于安全區(qū)域內(nèi)；防范E-mail服務(wù)應(yīng)用于安全區(qū)Ⅰ與區(qū)Ⅱ；通過(guò)訪問(wèn)管控或是加密等措施，嚴(yán)格管理安全區(qū)Ⅰ與區(qū)Ⅱ；Web服務(wù)不可以跨越安全區(qū)Ⅰ；安全區(qū)Ⅱ內(nèi)禁止各業(yè)務(wù)功能與Web的共用；在安全區(qū)Ⅰ與區(qū)Ⅱ內(nèi)采用離線更新處理，禁止在網(wǎng)站直接下載；需要通過(guò)加密或是進(jìn)行認(rèn)證方式，對(duì)安全區(qū)Ⅰ與區(qū)Ⅱ的關(guān)鍵性功能的保護(hù)；對(duì)于惡意代碼或木馬，通過(guò)訪問(wèn)控制來(lái)對(duì)安全區(qū)Ⅲ進(jìn)行防護(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)電力企業(yè)發(fā)展形勢(shì)中，配電自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，通過(guò)對(duì)配電自動(dòng)化的功能、配電自動(dòng)化運(yùn)行現(xiàn)狀問(wèn)題的分析研究，了解現(xiàn)階段配電自動(dòng)化需要改進(jìn)與優(yōu)化的技術(shù)難點(diǎn)，以及如何對(duì)配電自動(dòng)化的安全性進(jìn)行防護(hù)，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)電力發(fā)展科學(xué)革新的實(shí)現(xiàn)，以助于我國(guó)電力企業(yè)與電網(wǎng)技術(shù)得到持續(xù)穩(wěn)健的發(fā)展，從而促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步增長(zhǎng)。