電力調(diào)度自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)安全與實(shí)現(xiàn)技術(shù)

周燁華

(內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司呼和浩特供電局，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050)

0 引 言

電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，由于受功率因數(shù)和電壓波動(dòng)的影響，電氣設(shè)備無(wú)法充分利用，電力傳輸能力不足、損耗增加。為了提高電力設(shè)備的運(yùn)行效率，確保電壓水平的全面提高，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，必須要對(duì)電力系統(tǒng)的無(wú)功電源進(jìn)行合理優(yōu)化以及及時(shí)補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b置能夠確保有功網(wǎng)損和無(wú)功網(wǎng)損，保證整個(gè)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用價(jià)值

電力系統(tǒng)中，由于受到無(wú)功電流的影響，系統(tǒng)的導(dǎo)線(xiàn)容量、設(shè)備容量及系統(tǒng)損耗不斷增多，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性帶來(lái)不利影響。絕大多數(shù)的用電設(shè)備都具有改變特點(diǎn)，必須要從電力系統(tǒng)中吸收無(wú)功功率。如果有功功率保持恒定增大，會(huì)引起總電流增加，造成電力系統(tǒng)元件增加，導(dǎo)致工廠(chǎng)內(nèi)部的啟動(dòng)控制設(shè)備、測(cè)量?jī)x表等相關(guān)設(shè)備規(guī)格出現(xiàn)增大的可能，造成投資費(fèi)用過(guò)度[1]。

系統(tǒng)傳送過(guò)程中，總電流的增大也會(huì)造成供電線(xiàn)路的增大，導(dǎo)致電力系統(tǒng)發(fā)電設(shè)備調(diào)壓困難。由于無(wú)功電流的增加，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生磁效應(yīng)增加，激勵(lì)電流過(guò)度，轉(zhuǎn)子繞組的溫度會(huì)明顯升高。

電力系統(tǒng)的無(wú)功功率易導(dǎo)致電壓和頻率無(wú)法保持恒定，除了要充分運(yùn)用發(fā)電機(jī)無(wú)功功率外，還應(yīng)該安裝合適的無(wú)功補(bǔ)償裝置，確保整個(gè)無(wú)功系統(tǒng)達(dá)到平衡。

2 調(diào)度自動(dòng)化的分類(lèi)和選擇

2.1 機(jī)械旋轉(zhuǎn)類(lèi)調(diào)度自動(dòng)化

機(jī)械旋轉(zhuǎn)類(lèi)調(diào)度自動(dòng)化作為最原始的補(bǔ)償裝置之一，能夠調(diào)節(jié)無(wú)功功率和靜態(tài)電壓。機(jī)械旋轉(zhuǎn)類(lèi)調(diào)度自動(dòng)化能夠?qū)D(zhuǎn)子繞組的勵(lì)磁電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保無(wú)功功率的穩(wěn)定輸出[2]。

機(jī)械旋轉(zhuǎn)類(lèi)調(diào)度自動(dòng)化包括同步調(diào)相機(jī)、同步發(fā)電機(jī)及同步電動(dòng)機(jī)三種。同步調(diào)相機(jī)的功能與同步電動(dòng)機(jī)具有相似性，但是兩者也存在明顯差別。同步調(diào)相機(jī)既能夠勵(lì)磁運(yùn)行，也能夠在欠勵(lì)磁狀態(tài)下運(yùn)行。如果勵(lì)磁運(yùn)行，那么同步調(diào)相機(jī)會(huì)生成感性無(wú)功功率，起到升壓的效果；如果在欠勵(lì)磁狀態(tài)下運(yùn)行，那么同步調(diào)相機(jī)能夠吸收感性無(wú)功功率，起到降壓的效果。同步調(diào)相機(jī)自身的無(wú)功補(bǔ)償機(jī)制非常靈活，應(yīng)用范圍非常廣泛。

目前，同步發(fā)電機(jī)自身的無(wú)功補(bǔ)償效果，已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代化電力系統(tǒng)的運(yùn)行需求，逐漸被其他裝置所取代。同步發(fā)電機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償原理與同步調(diào)相機(jī)大體類(lèi)似，也能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)功功率補(bǔ)償。通常，同步發(fā)電機(jī)并不適用于調(diào)度自動(dòng)化。這是因?yàn)橥桨l(fā)電機(jī)自身容量小，運(yùn)行時(shí)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生電壓波動(dòng)，導(dǎo)致電路運(yùn)行效果不理想。同步發(fā)電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也有可能因功率過(guò)度而導(dǎo)致絕緣層擊穿引發(fā)故障[3]。

2.2 靜止類(lèi)調(diào)度自動(dòng)化

靜止類(lèi)調(diào)度自動(dòng)化缺乏旋轉(zhuǎn)部分，整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行也始終保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。靜止類(lèi)調(diào)度自動(dòng)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(yīng)速度快的特點(diǎn)。靜止類(lèi)調(diào)度自動(dòng)化包括固定電容晶閘管控制電抗器和靜止無(wú)功補(bǔ)償器等。其中，固定電容能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)載側(cè)無(wú)功補(bǔ)償，整體結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)。但是實(shí)際應(yīng)用中，固定電容的缺點(diǎn)也比較明顯。例如，電容通電時(shí)，瞬間電壓會(huì)超過(guò)額定電壓的幾十倍甚至上百倍，易導(dǎo)致電容擊穿，造成設(shè)備損壞。此外，固定電容只能夠?qū)崿F(xiàn)分級(jí)補(bǔ)償，導(dǎo)致無(wú)功補(bǔ)償?shù)男Ч⒉幻黠@，無(wú)法確保無(wú)功補(bǔ)償和電力系統(tǒng)調(diào)控的實(shí)效性。

電力系統(tǒng)運(yùn)行中，晶閘管控制電抗器能夠根據(jù)晶閘管內(nèi)部電壓的變化，對(duì)整個(gè)電抗器進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。通常電力系統(tǒng)的負(fù)荷電壓變化可以根據(jù)用電的實(shí)際情況進(jìn)行判斷。例如，夏季電力需求高峰時(shí)期，晶閘管控制電抗器能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的輸電流量及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免局部電壓過(guò)高造成電網(wǎng)癱瘓的問(wèn)題。晶閘管控制電抗器能夠利用電抗性補(bǔ)償措施，在用電高峰時(shí)提高電網(wǎng)電壓上限，確保整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 調(diào)度自動(dòng)化的主要優(yōu)點(diǎn)

3.1 操作簡(jiǎn)單

多數(shù)調(diào)度自動(dòng)化都利用單片機(jī)的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，能夠提高系統(tǒng)運(yùn)行的整體質(zhì)量。設(shè)備安裝前可以派專(zhuān)人將整個(gè)設(shè)備的控制程序錄入到單片機(jī)，以保證調(diào)度自動(dòng)化的運(yùn)行。每一臺(tái)裝置都有人機(jī)交互界面，方便管理人員對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)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(diào)度自動(dòng)化在內(nèi)部預(yù)先安裝無(wú)線(xiàn)傳輸和接收裝置，能夠保證對(duì)遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)的控制，并確保信號(hào)的實(shí)時(shí)接收與發(fā)送，確保無(wú)功裝置單片機(jī)的實(shí)時(shí)通信。多個(gè)通信串口與調(diào)度自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行連接，可以保證單片機(jī)的控制指令即時(shí)發(fā)出，保證了無(wú)功補(bǔ)償?shù)膭?dòng)態(tài)效果。

4 網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì)

物理安全主要考慮的是環(huán)境、場(chǎng)地和設(shè)備的安全及實(shí)體訪(fǎng)問(wèn)控制和應(yīng)急處理計(jì)劃等。物理安全包括環(huán)境安全、設(shè)備安全、電源系統(tǒng)安全及通信線(xiàn)路安全。為保證機(jī)房設(shè)備的正常運(yùn)行，機(jī)房一般都采用大功率長(zhǎng)延時(shí)電源、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜。需注意，UPS電源的狀況一定要定期查看。

電力企業(yè)受電磁干擾的影響相對(duì)較重，尤其是集控站，因此電力調(diào)度自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)線(xiàn)采用有屏蔽效果的雙絞線(xiàn)，RJ45頭也有屏蔽功能。

對(duì)于控制臺(tái)安全，需針對(duì)管理員賬號(hào)建立相應(yīng)的鎖定策略，尤其禁止使用安全性較低的賬號(hào)。

5 電力調(diào)度自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

為了能夠有效增強(qiáng)電力調(diào)度自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)安全性，必須要完善網(wǎng)絡(luò)安全構(gòu)建體系。電力調(diào)度自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)安全體系必須要包括物理網(wǎng)絡(luò)層和系統(tǒng)層的安全架構(gòu)。底層安全體系構(gòu)建中，為了能夠確保電力調(diào)度自動(dòng)化的整體水平，必須結(jié)合物理層的實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行分析。加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的保護(hù)管理機(jī)制，避免各種自然災(zāi)害對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的干擾和破壞。同時(shí)，要積極加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全防盜工作，避免重要設(shè)備出現(xiàn)丟失的問(wèn)題。此外，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電力調(diào)配網(wǎng)絡(luò)與分支網(wǎng)絡(luò)的妥善隔離。如果分支網(wǎng)絡(luò)受到不法分子的惡意攻擊，必須要通過(guò)獨(dú)立運(yùn)行方式避免對(duì)電力調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行造成影響。網(wǎng)絡(luò)安全層的構(gòu)建最主要的是提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備參數(shù)的可靠性和合理性，對(duì)所有非授權(quán)進(jìn)行隔離，禁止非授權(quán)人員進(jìn)入到系統(tǒng)內(nèi)部，以免口令被惡意篡改。

網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議完善的過(guò)程中，要及時(shí)針對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全漏洞進(jìn)行妥善處理。還應(yīng)該積極加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)，避免重要數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)丟失的情況。系統(tǒng)層安全技術(shù)防范的過(guò)程中，必須指定專(zhuān)門(mén)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù)。定期排查網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的安全性和時(shí)效性，及時(shí)更新補(bǔ)丁，清除系統(tǒng)緩存，以保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的速度。同時(shí)，應(yīng)該積極設(shè)置防火墻，以保證內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全。需注意，盡管防火墻能夠有效避免外網(wǎng)攻擊，但是對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的攻擊卻無(wú)法有效防范。因此，要加強(qiáng)防火墻與其他網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，提升安全防護(hù)的整體效果。

安裝正版的殺毒軟件，可以避免病毒對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成破壞，也能夠?qū)ΤＲ?jiàn)的病毒進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。安裝正版殺毒軟件后還應(yīng)該定期對(duì)殺毒軟件進(jìn)行更新。只有不斷的更新病毒庫(kù)，才能夠確保殺毒軟件對(duì)病毒查殺的能力。此外，用戶(hù)必須養(yǎng)成良好的系統(tǒng)應(yīng)用習(xí)慣，避免隨意在網(wǎng)絡(luò)瀏覽各種不良信息。

6 結(jié) 論

本文對(duì)調(diào)度自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析，詳細(xì)說(shuō)明了調(diào)度自動(dòng)化的必要性，對(duì)調(diào)度自動(dòng)化的分類(lèi)和具體的應(yīng)用范圍進(jìn)行了介紹，以提高我國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，滿(mǎn)足各個(gè)行業(yè)的電力需求。