电力设备监控系统无线网络结构设计

发表时间:2021/7/19   来源:《中国电业》2021年3月9期   作者:周媛
[导读] 随着经济和电力行业的快速发展,电力监控系统的应用为发电、变配电系统的全天候数据信息收集、启停情况检测以及远程操控提供了基本平台,所以,
        周媛
        国网湖北省电力有限公司十堰供电公司 湖北 十堰 442000
        摘要:随着经济和电力行业的快速发展,电力监控系统的应用为发电、变配电系统的全天候数据信息收集、启停情况检测以及远程操控提供了基本平台,所以,电力监控系统能否安全运作将会直接决定着电网的运行。这一病毒的网络攻击直接引起乌克兰发生了大规模的停电事件,自此次事件之后,人们更加意识到电力监控系统网络安全防护的重要性。
        关键词:电力监控系统;网络;安全;防护
        引言
        电力监控系统是电网安全运行的重要组成部分,随着网络安全形势的日益严峻,对监控系统的网络安全防护性能发挥提出了更高要求,因此提高电力监控系统的安全防护体系功能有着重要意义。该文主要对电力监控系统安全防护管理进行阐述,从安全防护问题入手分析,提出针对性的防护管理办法,希望对电力监控系统的性能优化起到积极的促进作用。
        1电力设备的状态检测
        电力设备状态检测的实践经验总结发现,一定范围的输电线路上的设备很少同一时间发生大量故障,设备的劣化一般需要经历一个渐变过程,而借助检测设备对电力设备的状态变化数据进行实施监测,通过监测数据的变化能够很好的反应电力设备运行状态,从中发现问题并及时检修。在电力设备状态检测中,一般需要记录的数据信息包括电压、电流、光亮、振动、温度、声音等物理量,此外还包括气体、油的化学性分析等。在电力设备状态检测中,每项数据参数都有对应的作用,每项数据信息反映电力设备一方面的问题。基于物联网技术的电力设备状态检测的主要任务包括以下几个方面:一是采集与整理电力设备运行的实时参数,建立电力设备状态运行数据档案;二是根据采集的数据信息,判断电力设备运行情况,是否存在故障,是否处于异常状态,是否存在故障隐患等,并根据参数对比,判断电力设备故障性质与严重程度;三是依据电力设备检修标准,结合监测数据对电力设备运行状态进行分类,为设备检修决策提供依据。
        2电力设备监控系统无线网络结构设计
        2.1加强体制完善
        一是对电力监控系统的安防设备,施行全寿命周期的精细化与标准化管理,加大设备供应链的管理力度,贯彻设备的设计开发、建设与运行退役等过程,落实各方的安全责任,从源头上规避风险问题,避免出现责任推诿的问题。严格按照安全防护要求,对各业务环节定期展开安全检测工作,实现技术要求与水平的逐步提高。二是加强对安防系统设备的规范管理,对安防设备配置与内网监视平台接入工作及缺陷处置要求等方面的工作严格规范,实现对系统设备的标准化管控。三是完善考核评估指标体系,对电力监控系统安全防护实行闭环管理。系统安全防护的考核指标,主要包括安防方案审核完成率与纵向设备覆盖率及安防人员配备率、控制功能调度数字证书覆盖率等,定时上报工作进展,以高效落实安防重点工作。四是贯彻制定行业及国家的等级保护要求,落实定级与备案及测评整改等安全评估规范要求,组织各厂站与地调积极展开调查摸底监控系统的工作,对各单位存在的定级不准与未定级信息系统等问题督促整改,加强对监控系统安防评估与等级保护工作落实的指导。
        2.2纵向加密认证装置,应用安全隔离技术
        针对同台服务器中不同的网段地址要求进行严格的监察管控,通过使用不同安全级别的应用来进行隔离交互处理,从而判断系统的安全性,并决定能否开展信息传递操作。纵向加密认证设备通常使用在业务系统局域网和广域网的连接部位,基于安全加密与访问控制原理,达成对信息传递的安全保护。该设备不仅具有防火墙的基础访问调控功能,同时还可以为广域网通信提供身份认证和数据加密的服务,此外,还具备安全过滤作用,可以为信息数据的传递提供机密性与安全性防护作用。

在电力公司的生产控制区域和管理信息区域中通常会配置安全隔离设备,并且,控制区与非控制区间通常还会凭借防火墙来提供对应的访问控制服务,以此起到逻辑隔离的作用。
        2.3告警信号监视策略
        本监视方法除了采取按照不同监视管控级别定时推送确认窗口的方式进行监视外,也针对日常的设备告警信息提出了分级监视策略,按照告警信号的重要性和影响程度的不同将其划分为事故信号、异常信号、越限信号、变位信号、告知信号五类;级别分别对应事故-1级,异常-2级,越限-3级,变位-4级,告知-5级。监控系统分析出设备告警信号的优先级后就对各优先级的设备告警进行分类弹窗显示,并进行报警提示。具体地,自动推告警画面指监控系统将具体的变电站或间隔画面推出置顶,同时具备推出画面一键关闭、一键最小化、一键主画面置顶功能,防止推出画面过多影响监盘。自动推告警窗口指监控系统将报警窗口推出置顶,相关报警事项闪烁示警。画面闪烁指具体的变电站或间隔画面中相应的设备、光字牌闪烁示警。音响报警分为报警铃音和自动语音两种,原则上不同级别的告警信号应采用不同音响予以区别。语音主要包括事故跳闸、设备异常、网络故障、遥测越限、遥信变位等。
        2.4电力设备运行环境检测
        外界环境是影响电力设备安全稳定运行的重要外部因素之一,外部环境引发的电力设备故障对电力系统造成巨大破坏,尤其是气候条件恶劣、地理环境复杂的外部条件,对电网的运行产生很大影响,比如微风振动、导线覆冰、绝缘子串风偏等。此外户外变压器、断路器等对温度的敏感性也较高,温度过高也容易引发故障,因此需要对电力设备的外部环境进行实时的状态检测。智能电网与物联网的融合建设中,通常采用导线气象环境在线监测的方法,在输电线路上安装各类传感器,实时采集环境数据信息,进行分析处理,以实现电力设备运行环境的在线监测。
        2.5通信策略设计
        第一从硬件方面来说,采集板的控制传输程序和无线模块的传输控制程序有不一样等级,所有的数据都会有因为等级不同而影响服务的先后顺序。传输信息的先后顺序有四种,顺序信息由高到低依次传输,由报警信息、按时发送报文、随时抽查较长的报文、按时检测的报文,四个优先小组对应于四种优先类型。第二从软件方面来说,在采集板上,信息分为四类:危险的事故、有点事故、好像存在的问题和正常数据这四种,而且有了故障信息集生成,包装报警信息,还要把故障信号样本数据存储在本地闪存中,后台引用,服务器软件接收到报警信息之后,接收到报警信息后进行报警。通过统计分析,利用定位算法确定故障点附近的通信节点,并根据故障严重程度查询闪存中的故障记录数据。
        结语
        电力应急电源设备远程自动控制方法。综合监控设备与电力应急电源设备远程自动控制方法的连接,让综合监控设备具有直接控制电力应急电源设备的能力,进一步提高自动控制的响应速度。应当从技术层面有效强化电力监控系统的安全防护能力,从管理层面不断加强防护管理力度,从技术和管理两个角度出发一同发力,才能够充分实现网络强国的最终目标。
        参考文献:
        [1]朱海鹏,赵磊,秦昆,王耀斐.基于大数据分析的电力监控网络安全主动防护策略研究[J].电测与仪表,2020,57(21):133-139.
        [2]丁伟.风电场电力监控系统网络安全威胁防控体系[J].电信科学,2020,36(05):138-144.
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        [4]丁伟,唐洁瑶,曹扬,戴涛,陈华军,许爱东.电网信息物理系统网络安全风险分析与防护对策[J].电力信息与通信技术,2018,16(09):33-38.
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