電力調度自動化網絡安全與實現技術

周燁華

(內蒙古電力（集團）有限責任公司呼和浩特供電局，內蒙古 呼和浩特 010050)

0 引 言

電力系統運行過程中，由于受功率因數和電壓波動的影響，電氣設備無法充分利用，電力傳輸能力不足、損耗增加。為了提高電力設備的運行效率，確保電壓水平的全面提高，保證電力系統的穩定運行，必須要對電力系統的無功電源進行合理優化以及及時補償。無功補償的裝置能夠確保有功網損和無功網損，保證整個電力系統實現安全穩定運行。

1 電力系統無功補償的應用價值

電力系統中，由于受到無功電流的影響，系統的導線容量、設備容量及系統損耗不斷增多，對整個系統的可靠性和穩定性帶來不利影響。絕大多數的用電設備都具有改變特點，必須要從電力系統中吸收無功功率。如果有功功率保持恒定增大，會引起總電流增加，造成電力系統元件增加，導致工廠內部的啟動控制設備、測量儀表等相關設備規格出現增大的可能，造成投資費用過度[1]。

系統傳送過程中，總電流的增大也會造成供電線路的增大，導致電力系統發電設備調壓困難。由于無功電流的增加，導致電機轉子發生磁效應增加，激勵電流過度，轉子繞組的溫度會明顯升高。

電力系統的無功功率易導致電壓和頻率無法保持恒定，除了要充分運用發電機無功功率外，還應該安裝合適的無功補償裝置，確保整個無功系統達到平衡。

2 調度自動化的分類和選擇

2.1 機械旋轉類調度自動化

機械旋轉類調度自動化作為最原始的補償裝置之一，能夠調節無功功率和靜態電壓。機械旋轉類調度自動化能夠對轉子繞組的勵磁電流進行調節，確保無功功率的穩定輸出[2]。

機械旋轉類調度自動化包括同步調相機、同步發電機及同步電動機三種。同步調相機的功能與同步電動機具有相似性，但是兩者也存在明顯差別。同步調相機既能夠勵磁運行，也能夠在欠勵磁狀態下運行。如果勵磁運行，那么同步調相機會生成感性無功功率，起到升壓的效果；如果在欠勵磁狀態下運行，那么同步調相機能夠吸收感性無功功率，起到降壓的效果。同步調相機自身的無功補償機制非常靈活，應用范圍非常廣泛。

目前，同步發電機自身的無功補償效果，已經無法滿足現代化電力系統的運行需求，逐漸被其他裝置所取代。同步發電機的無功補償原理與同步調相機大體類似，也能夠實現無功功率補償。通常，同步發電機并不適用于調度自動化。這是因為同步發電機自身容量小，運行時內部會產生電壓波動，導致電路運行效果不理想。同步發電機超負荷運轉時也有可能因功率過度而導致絕緣層擊穿引發故障[3]。

2.2 靜止類調度自動化

靜止類調度自動化缺乏旋轉部分，整個設備的運行也始終保持相對靜止狀態。靜止類調度自動化的體積更小、效率更高，能夠利用集成化的控制，且具有響應速度快的特點。靜止類調度自動化包括固定電容晶閘管控制電抗器和靜止無功補償器等。其中，固定電容能夠實現負載側無功補償，整體結構更加簡單，具有經濟實用的優點。但是實際應用中，固定電容的缺點也比較明顯。例如，電容通電時，瞬間電壓會超過額定電壓的幾十倍甚至上百倍，易導致電容擊穿，造成設備損壞。此外，固定電容只能夠實現分級補償，導致無功補償的效果并不明顯，無法確保無功補償和電力系統調控的實效性。

電力系統運行中，晶閘管控制電抗器能夠根據晶閘管內部電壓的變化，對整個電抗器進行無級調節。通常電力系統的負荷電壓變化可以根據用電的實際情況進行判斷。例如，夏季電力需求高峰時期，晶閘管控制電抗器能夠對電力系統的輸電流量及時進行調節，避免局部電壓過高造成電網癱瘓的問題。晶閘管控制電抗器能夠利用電抗性補償措施，在用電高峰時提高電網電壓上限，確保整個電力系統的穩定運行。

3 調度自動化的主要優點

3.1 操作簡單

多數調度自動化都利用單片機的形式對數據進行處理和分析，能夠提高系統運行的整體質量。設備安裝前可以派專人將整個設備的控制程序錄入到單片機，以保證調度自動化的運行。每一臺裝置都有人機交互界面，方便管理人員對電力系統的運行情況進行全面掌握，確保界面操作的效果得到提升。

3.2 通信靈活

調度自動化在內部預先安裝無線傳輸和接收裝置，能夠保證對遠端計算機的控制，并確保信號的實時接收與發送，確保無功裝置單片機的實時通信。多個通信串口與調度自動化設備進行連接，可以保證單片機的控制指令即時發出，保證了無功補償的動態效果。

4 網絡安全設計

物理安全主要考慮的是環境、場地和設備的安全及實體訪問控制和應急處理計劃等。物理安全包括環境安全、設備安全、電源系統安全及通信線路安全。為保證機房設備的正常運行，機房一般都采用大功率長延時電源、標準機柜。需注意，UPS電源的狀況一定要定期查看。

電力企業受電磁干擾的影響相對較重，尤其是集控站，因此電力調度自動化網絡的網線采用有屏蔽效果的雙絞線，RJ45頭也有屏蔽功能。

對于控制臺安全，需針對管理員賬號建立相應的鎖定策略，尤其禁止使用安全性較低的賬號。

5 電力調度自動化網絡的實現技術

為了能夠有效增強電力調度自動化的網絡安全性，必須要完善網絡安全構建體系。電力調度自動化網絡安全體系必須要包括物理網絡層和系統層的安全架構。底層安全體系構建中，為了能夠確保電力調度自動化的整體水平，必須結合物理層的實際特點進行分析。加強網絡設備的保護管理機制，避免各種自然災害對網絡設備的干擾和破壞。同時，要積極加強網絡設備安全防盜工作，避免重要設備出現丟失的問題。此外，還應加強對電力調配網絡與分支網絡的妥善隔離。如果分支網絡受到不法分子的惡意攻擊，必須要通過獨立運行方式避免對電力調配網絡的安全運行造成影響。網絡安全層的構建最主要的是提高網絡設備參數的可靠性和合理性，對所有非授權進行隔離，禁止非授權人員進入到系統內部，以免口令被惡意篡改。

網絡路由協議完善的過程中，要及時針對網絡安全漏洞進行妥善處理。還應該積極加強網絡訪問控制技術，避免重要數據在傳輸過程中出現丟失的情況。系統層安全技術防范的過程中，必須指定專門的網絡技術人員對系統進行定期維護。定期排查網絡平臺的安全性和時效性，及時更新補丁，清除系統緩存，以保證網絡運行的速度。同時，應該積極設置防火墻，以保證內網數據的安全。需注意，盡管防火墻能夠有效避免外網攻擊，但是對網絡內部的攻擊卻無法有效防范。因此，要加強防火墻與其他網絡安全技術的聯合應用，提升安全防護的整體效果。

安裝正版的殺毒軟件，可以避免病毒對網絡造成破壞，也能夠對常見的病毒進行自動檢測。安裝正版殺毒軟件后還應該定期對殺毒軟件進行更新。只有不斷的更新病毒庫，才能夠確保殺毒軟件對病毒查殺的能力。此外，用戶必須養成良好的系統應用習慣，避免隨意在網絡瀏覽各種不良信息。

6 結 論

本文對調度自動化在電力系統中的實際應用進行分析，詳細說明了調度自動化的必要性，對調度自動化的分類和具體的應用范圍進行了介紹，以提高我國電力系統運行的穩定性，滿足各個行業的電力需求。