摘要:目前,我国在安全坚强智能电网建设中取得了巨大成就,建成了世界一流水平的电力系统。我国电网安全总体保持良好局面,但随着电网发展的内外部环境发生深刻复杂的变化,电网安全形势仍然严峻。新时代新形势不仅呼唤新的发展观、改革观,还需要新的安全观。
关键词:新安全观;智能电网;安全措施
引言
近些年来,智能电网的建设随着经济的发展而不断深入,目前对智能电网的安全运行造成影响的主要因素是信息安全,同时智能电网安全运转的基础是安全信息化建设。基于此,本文首先对信息安全建设的重点进行了介绍,对完善信息化体系的保障措施进行了探索,旨在为智能电网安全防护提供一定的指导。
1概述
智能电网概念早在20年前就已提出,当时,将其称作为复杂交互式网络。至今为止,关于智能电网的概念还没有明确的标准,在国际上普遍认为智能电网是:一个全自动的供电网络,所有用户、节点都可以被实时监控,保证电流信息传达的及时性;借助分布式智能及宽带通信等手段,确保市场交易活动的顺利进行,保证电网各用户间信息的无缝连接、互动。
要构建资源节约型和谐社会,智能电网建设是必然选择。同传统电网比较,不管是网络拓扑、供电还是通信、故障诊断等方面都具有显著优势。
2新形势下智能电网安全面临的挑战
2.1智能电网安全体系缺失
随着我国智能电网的规模不断变大,电力结构的复杂程度越来越明显,智能电网安全稳定性问题也越来越明显和突出。而且复杂程度的增加也使得电力系统的耦合程度越来越高,对系统的安全域进行划分的复杂程度越来越高,这也就意味着智能电网的安全防护难度越来越高。
2.2网络环境复杂
随着智能电网建设的不断深入,信息化集成度越来越高,网络环境复杂程度越来越高,对病毒攻击的防护程度也越高。与此同时,很多信息化通信技术在管理智能电网以及支持其运行方面提供了极大的保障。但是与此同时,一些信息安全的风险也出现在智能电网运行的各个环节中。为了促使数据传输速度的提升,智能电网可能需要公共网来对重要的数据信息进行传输,这对智能电网的安全与稳定又带来了新的威胁,严重时可能引发重大的安全事故。不完善的智能网络系统使得黑客有机可乘,可能会对智能电网造成安全威胁。其进行网络攻击的方式也逐渐多样,会给智能电网系统带来难以估量的危害。
2.3智能终端安全
随着智能设备的接入,智能设备能够对电网的运行进行实时监控,也能够对其中存在的故障进行准确定位,对其中的故障进行有效修复,这对于智能电网系统的安全运转。智能设备的运行能够为远程的访问提供一定的支持,例如远程断开、软件升级等等。这会为智能电网带来一定的安全威胁。黑客能够针对软件系统的漏洞对智能终端进行入侵,实现对智能系统的操控,从而暴露用户的相关记录信息,甚至达到控制电力系统的效果。所以,这些移动终端就有可能成为黑客入侵智能电网的切入点。随着智能设备接入方式的逐渐多样化,设备环境越来越复杂,这也为信息安全的防护提出了更多的要求。与此同时,智能电网信息的安全也会受到其他方面因素的影响,而使得一些外部的攻击者能够对网络进行渗透,造成安全威胁,影响智能电网的安全运转。除此之外,智能电网面临的其他形式风险还会受到复杂性不断增加的影响,使得电网越容易被暴露在攻击之下。相互交错的网络使得网络具有比较强的脆弱性,比较容易出现信号中断以及恶意软件肆意的现象,有可能因此出现破坏软件完整性的问题,能够为敌对分子提供恶意攻击的入口和渠道越来越多,使得数据信息的保密性越来越差,数据信息存在潜在泄漏的可能性,这就可能对客户的隐私信息造成一定的侵害。
3实现新安全观的措施
3.1输配电侧
经过多年的输配电网建设,我国已经形成基于多道防线的大电网安全体系,N+1、N+2供电网络构成了坚强输配电网。输配电网柔性互联、配网内源网储荷不间断离网或者联合黑启动、能量协调以及作为虚拟电厂整体与输电网互动是坚强输配电网侧建设重点。
除了多条网架的互联互济,随着电力电子技术的成熟,输配电网的柔性化,交直流混联都是提高输电网可靠性的方式。配电网处于电力系统的末端,是大电网解列后保持负荷供电能力的主要形式。通过分布式稳定系统和能量管理系统,实现多台区110kV及以下电压等级母线内源网荷协调,具备不间断离网运行能力,是主动配电网核心特征。为应对配电网内波动性分布式能源和冲击性负荷,近年来发展起来的软开关技术可形成多条配电网馈线末端实时互联,实现配电网闭环运行,增加配电网馈线间的潮流控制能力。软开关技术和以储能、分布式能源及负荷为基础的末端电网黑启动技术,都是坚强配网建设的重要部分。除了电网内通过需求响应及源网荷协同的纵向贯通,近年来还增加了水、气、热、冷等异质能源的横向综合互动,进一步增加了电力的供应安全。
3.2负荷转供能力
当大电网停电后,火电机组能在维持最低负荷率运行下通过储能等过渡到其他供电线路,避免机组停机。当前除了自备电厂,火电机组多是以统调方式直接上网运行,转供能力需要在20kV、110kV或220kV出口母线增加联络线和联络开关,连接附近配电网,紧急情况下可保持机组运行以及周边用电负荷的电力保障。
快速黑启动能力是电网修复能力的重要手段,通过机组主水泵的变频改造、变压器的零压启动等技术,降低火电机组黑启动时的冲击电流,减少黑启动电源的功率需求,增强电网运行稳定性。黑启动电源除了常规的燃气轮机,储能、水电及光储、风储等分布式能源都具备了快速黑启动电网的能力,为新安全观下的坚强发电侧建设奠定了技术基础。
3.3用电侧
坚强发电侧及输配电侧建设都是为了保证用电侧,即电力消费终端保障。我国大型及特大型城市群较多,用电安全直接关系着生活生产保障和城市的正常运转。
用电负荷分级分类及分层管控、分布式电源及其群控、城市备用电源规划、电动汽车与通信基站互联互济标准化等都是用电侧的建设重点。传统电力系统是通过发电侧的计划性适应用电侧的无序性,随着发电侧不可控的波动性能源规模化接入电网,影响了电网运行安全,需要提高发电侧的灵活性,采用可中断负荷、储能等技术增加用电侧的柔性,进而作为需求侧响应资源,丰富能量调度方式。
当电网面临大的攻击时,电力的生产和输送都将受到较大限制,需要考虑电网的最低负荷运行能力建设,也就是可中断负荷管理更加细化,在电网架构上形成分级分层管控。比如为保障生活,需要将供水、供气的升压泵作为优先级较高的负荷,要求除了电网供电和柴发后备之外,增加一回独立的可再生电源/储能的备用电源,防止因柴油短缺导致城市水气断供。4G、5G基站直流电源与电动汽车直流系统接口统一,形成背靠背或者通过DC/DC模块直供能力,把电动汽车作为移动式储能,增加通信保障能力。分布式电源的群控能力可增加电源的有效供给,增大电网供电范围及稳定性。
结语
近些年来,随着我国经济的发展,智能电网逐渐在我国实现普及,由于智能电网需要依托互联网实现数据信息地传输,所以会存在一定的信息安全问题,同时信息安全问题也是智能电网建设过程中的重点问题。虽然安全建设工作取得了一定的进展,但是随着社会的进步,其工作也在面临新的挑战,面对挑战,需要不断对技术进行更新,对安全体系进行完善,实现对信息安全建设工作质量和水平的提升。
参考文献
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