冯天瑞
深圳供电局有限公司 广东深圳 518001
摘要：随着经济和信息技术的快速发展，输配电网络由输电、输配电、变电3个物理环节共同组成。其中，输电是指电量数据的传输，通过电量数据的传输，可将相距数千公里的发电厂及负荷中心集中联系起来，使电子参量的传输与开发打破地域条件限制。变电是指将低电压转变为高电压的分配手段，借助一定的电力传输设备，完成变电升压操作指令。变电站、光纤线缆等结构作为输配电网络的核心应用设备，可通过构建电子传输桥梁的方式，实现目标用户与核心组织间的物理连接。完整的电力体系包含输电系统、输配电系统、发电厂组织及相关用电设备，且在无其他干扰影响的前提下，输配电网络的传出电压必须高于输配电电压，且输电、输配电压力的临界值也始终保持不变。
关键词：数字化输配电网络；传输电子量；时效输配电位置；判定系数
引言
电力行业是关系到国计民生的重要能源行业，保证电力系统安全运行具有重要意义。构建泛在电力物联网为支撑建设智能电网的重要内容，对保障电网弹性安全运行，服务用户精细化用能具有重要意义。结合电力输配电系统监控需求，基于物联网技术，建立电力输配电系统监测，安防等系统的应用体现，提出电力物联网安全防护体系架构，建立示范工程进行系统验证。
1输配电物联网整体架构分析
新型用配融合终端是输配电台区的核心。对下通过ＲS484和HPLC等本地通信手段采集低压设备和电表的信息，实现用采和输配电数据就地共享;对上通过光纤或4G等远程通信方式，实现营销和输配电双主站对接。从而新型用配融合终端采用平台化硬件设计和分布式边缘计算架构，以软件定义方式支撑业务功能实现及灵活扩展。(1)硬件架构设计:将上行通信和下行通信封装在可更换的通信模块中，以适应通信技术更新换代;统一硬件接口和管脚定义。(2)软件架构设计:按照业务功能将软件划分为多个业务APP，方便软件的快速迭代和部署;通过容器技术，将业务软件与操作系统隔离，提升系统的安全性的同时，将输配电业务APP和用采业务APP隔离;通过对APP的检测、发布、安装、维护、下线的全生命周期管理和质量回馈，不断改进、提升业务应用APP的质量。电源模块为整个终端提供工作电源，输入的交流电压信号经过电路转换为各个模块需要的工作电源。交流采样模块将强电信号通过PT、CT传感器电路之后变为弱电信号，通过采集CPU完成电压、电流信号采集及计算功能。
2当前输配电网系统的主要缺陷
目前输配电网系统现有的工作方式中存在的问题主要表现在以下几个方面：首先是工作范围较大。一旦出现钥匙错误或者是锁具更换之后没有及时更换钥匙等问题，就需要被迫停止工作，对工作效率产生不利影响。并且由于具有数量较多的钥匙，增加了对其进行编号、更新等的管理难度，浪费时间和资源。如果没有做好钥匙管理工作，出现开锁没有相关记录或随意拿取钥匙等问题，出现问题之后也无法快速查找原因和追究责任人。其次，现场工作进度会与输配电控制中心存在脱节，导致控制中心无法对现场的实时动态工作状况进行及时掌握，影响工作进度和整体工作安排。最后，现场所用的锁具和钥匙容易被复制，从而出现安全隐患。
3输配电自动化系统终端安全模块
输配电自动化系统终端安全模块主要部署在输配电终端侧，为输配电终端设备提供有效的加密认证服务，与输配电主站的输配电应用层认证装置、输配电加密认证网关配合使用。其遵循GM/T022－2014IP-secVPN技术规范，并可实现应用层验证功能。
输配电加密安全模块硬件由通信平台和安全模块组成，软件以定制的Linux操作系统为平台，其上运行安全网关应用软件。通信平台上的通用处理器与内存、Flash共同构成了一个通用CPU系统。输配电加密安全模块提供2个10/100M电通信作为通信口，安装点一般位于路由器和交换机之间。输配电加密认证网关拦截内外两个网口上的所有以太网帧，只有满足安全要求的报文才能最终到达输配电终端。对于发送的需要加密的报文调用加密算法进行加密，然后封装后发送出去;对于接收的需要解密的报文使用安全模块进行解密，然后发送到被保护输配电主站，按照IPsecVPN技术规范拦截和处理。
4输配电网智能化手段解决方案
一是对所需要采取的智能锁具管理系统来说，其本质上是一种智能锁具，可以实现在获得授权之后对输配电网锁具进行开启，通过此种智能钥匙可以实现对所有环网柜、开闭所以及分支箱等设备上的锁具进行开启。二是在此种方案中所应用的智能钥匙中，进行了无线信息收送装置的设置，操作人员对锁具进行操作之后就会向控制室进行相关信息的反馈，使控制室中的工作人员掌握锁具的状态，进而实现对现场工作进度的判断。还可以通过远程通信控制功能对需要打开的锁具进行远程智能控制，节省人员往返时间，提高现场工作的灵活性和操作安全性。三是通过上位机管理软件的设备位置信息，操作员获取信息及解锁记录存储，并且可以解锁自动生成的序列，实现通过就地红外方式或者远程无线方式来对锁具进行智能操控。四是此种智能钥匙是一种需要进行授权才能被开启的专用解锁钥匙，其中的权限管理功能可以对不同人员的不同权限进行识别，而且可以对操作过程进行自动记录，还能对信息指令进行远程接收，通过自开票功能来提高现场人员操作的灵活性，通过无线收发器来进行操作指令或操作结果的发送与接收。五是此种智能钥匙可有效规避外盗复制，即便钥匙丢失，在没有主机授权的情况下，也无法开锁，为箱式变压器、输配电间和开闭所的智能化安全管控能力和防窃电管理水平的提升提供了基础保障。
5输配电网络信息时效性判定
时效输配电是一种标准化的电网传输行为，能够在适应数字化应用电阻执行条件的同时，处置由于输电信号大量堆积而引发的调节器拥堵问题。时效输配电传输借助原始的电网线路，在此过程中，物理节点会出现一定程度的偏移，且整个偏移流程完全遵照传输电子量的统计原理。时效输配电位置是指二次化节点所在的具体位置条件。二次数字化输电是一种惯常性的电量输送事件，具备较强的应用约束能力，可按照电子量信息的具体传输需求，将分散于输配电网络中的位置节点进行集合，进而节省定向电子在信道内的总体传输时间，达到增强电量信息时效性的目的。另外物理判定系数计算可结合传输电子量、时效输配电位置条件等多项物理信息，确定电网环境中平均承载限度条件。在输配电网络中总体传输行为保持不变的前提下，时效性判定系数计算只与输配电网络信道宽度及电子输出密度保持关联性影响。
结语
对输配电网历史运行数据进行聚类分析，利用人工智能方法开展运行状态风评，发现系统薄弱环节。对高度信息化的未来输配电系统，现有配网规划方法不适用。电网与用户界限逐渐模糊，除了诸如节点电压与频率波动等不确定问题凸显，输配电通信系统健壮性是输配电系统需考虑问题。电力等系统为各自独立规划，输配电网承担电水气等异质能源梯级利用转化的责任。
参考文献:
［1］倪龙．输配电自动化系统主站功能结构及构建方式的探讨［J］．信息技术，2011，35(6):199－201．
［2］孙奇，陈金巍，王永贵，等．输配电自动化供电可靠性监测方法研究［J］．电子设计工程，2019(12):57－61．
［3］李佳．输配电开关智能控制及监测装置的研究及其应用［D］．厦门:厦门理工学院，2015．