数字化变电站关键技术及信息安全分析

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1、数字化变电站关键技术及信息安全分析[摘要]本文首先介绍了变电站自动化的发展历程，分析了变电站自动化系统现状及其局限性，叙述了数字化变电站的关键技术：光电互感器、智能断路器、IEC61850标准。指出信息安全的缺陷及其解决方法。[关键词]数字化；资源共享；信息安全；加密技术 1引言从20世纪80年代末开始在变电站领域应用综合自动化技术以来，已有近20年的历史，对我国电网改造和建设产生了深远的影响，广东电网公司在最近的几年中，新建的220kV及以下变电站均采用综合自动化新技术，提高了电网建设的现代化水平，且几乎为无人值守站，减少了变电站建设的总造价；另一

2、方面，广东电网公司完成了大量非综合自动化变电站改造为综合自动化变电站。不仅大大提高了电网稳定性和可靠性，而且降低了运行成本。目前，阳江供电局110kV变电站全部为新建或改造的综合自动化变电站，且采用无人值守的管理模式。然而，目前的综合自动化变电站均存在着以下两点通病：一是功能重复以至设备投资重复。比如数据测量、计量、监控、远动分别使用各自的变送器，容易造成数据不一致，且增加运行、维护的难度；二是系统内使用的通讯规约不统一，不同的厂家使用不同的通讯规约，在系统联调的时候需要进行不同程度的规约转换，加大了调试的复杂性，同样也增加运行、维护的难度。因此，目

3、前的变电站迫切需要一个简约的、智能的系统，实现信息共享，以减少投资，提高运行、维护效率。随着计算机应用技术和现代电子技术的飞速发展，数字化变电站离我们越来越近。2数字化变电站关键技术数字化变电站主要由光电式互感器、智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通讯规约基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。其有四个主要特点。2.1一次设备智能化智能化电气设备快速发展，出现光电式互感器、智能化开关等机电一体化设备。光电式互感器具有精度高、线性度好、无铁磁谐振和铁磁饱和、抗干扰能力强，安全性好、传输距离远、体积小、重量轻等特点

4、，并且具备自检功能和在线校准功能。克服了传统互感器绝缘复杂、重量重、体积大，CT动态范围小、易饱和，电磁式PT易产生铁磁谐振，CT二次输出不允许开路等诸多缺点。光电式互感器的应用一方面简化继保设备，提高了微机保护的精度和可靠性，满足电力系统精确计量的要求；另一方面，对电力系统故障反应速度快、灵敏度高、测量范围广，满足暂态保护要求，适应了电力系统数字化、智能化、网络化的要求。为一次设备智能化改革提供了基础。按照IEC62063:1999对智能断路器设备的定义，它不但具有断路器设备的基本功能，还具有在线监视、智能控制、数字化接口和断路器的电子操作等一系列

5、的高智能化功能。主要体现为：对于一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路，将采用微处理器和光电技术设计，使传统机电式继电器及控制回路的结构大大简化；数字程控器及数字公共信号网络要取代传统的导线连接；可编程序取代二次回路中传统的继电器及其逻辑回路；光电数字和光纤取代常规的强电模拟信号和控制电缆。2.2二次设备网络化二次设备的网络化，是适应光电式互感器的应用、智能化一次设备和IEC61850通讯规约的需要。我们所熟知传统二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、故障录波装置、稳控装置、VQC将等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造，

6、各设备之间的连接均采用高速的网络通讯，二次设备没有重复的I/O现场接口，主要靠网络真正实现数据共享、资源共享。2.3运行管理系统自动化变电站的运行管理系统一般包括运行数据和状态记录无纸化、自动化。运行设备发生故障时，及时提供故障分析报告，给出故障原因及处理意见。此外，系统应能自动发送设备检修报告，不再进行传统的定期检修，而是实现状态检修，大大减少劳动力。2.4IEC61850标准规约的应用IEC61850是以变电站一、二次设备信息为数字化对象，以高速以太网络通讯平台为基础，通过对数字化信息进行标准化建模，把电力系统的调度中心、变电站及变电站内部进行无

7、缝连接的唯一的自动化国际通讯标准，不仅规范了继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、故障录波装置、稳控装置、VQC等的模型和通讯接口，还规范了数字式CT、PT、智能化开关等一次设备的模型和通信接口，很好地解决不同的厂家使用不同的通讯规约的矛盾。大大简化了变电站二次系统，强化了各类应用功能。3数字化变电站信息安全对策虽然基于IEC61850标准协议建立起来的通信网络体系结构在上层协议上是一致的，而且也大大提高变电站内设备的互操作性和互换性，但是协议的开放性和标准性同样带来一个重要的问题：二次系统的安全性问题。数字化变电站内由于各种智能电子设备的大量应

8、用，变电站内运行、状态和控制等数字化信息需要传送，负责传送这些信息的网络通讯系统成为数字化变电站的重要平台，