基于电网调度系统的网络安全态势感知方法研究

由于网络外界病毒入侵的隐蔽性极高、入侵类型较多,病毒难以被全面地被感知,导致电网调度自动化系统运行安全受到威胁。为提升电网调度自动化系统网络的安全性,提出基于随机矩阵理论(random matrix theory,RMT)的电网调度自动化系统网络安全态势感知技术。采集电网调度自动化系统网络安全信息数据,构建病毒入侵环境下的安全状态分布模型,并利用该模型完成电网调度系统网络安全态势特征信息的提取。采用RMT中的M-P模型及单环定律对网络安全态势特征值在随机矩阵内的分布情况进行谱分析,根据特征值分布状态获取网络安全态势在稳定情况及异常情况下的变换规律,实现电网调度系统网络安全态势感知。实验结果表明,通过对该方法开展安全态势感知测试,验证了该方法应用在电网调度系统中组件安全态势感知及网络安全态势感知的精准度均较高,体现了该方法的有效性。

以数字电网促进新型电力系统IT与OT融合的思考

传统电力系统向以新能源为主体的新型电力系统的转型升级正在快速推动电力系统技术体系变革。剖析电力自动化运行控制技术(OT)和电力企业管理信息化技术(IT)的特征、发展历程以及两技术体系的差异,并从数据采集技术、系统OT、能源服务模式3个方面概括总结新型电力系统对电力系统技术体系的需求。对电力系统OT与IT两技术体系融合在安全风险防控、技术路径问题、新兴技术迭代等方面的挑战进行评述。结合工业数字化中IT与OT融合的本质与启示,为电力系统IT与OT融合的支撑路径指明方向,并对数字电网IT与OT融合技术体系架构进行分析及展望。

考虑模糊聚类特性的电网运营风险自动预警系统

当前风险自动预警系统通常采用基于经验值的人工方法设置自动预警阈值,给出的是统一阈值,导致系统虚警率较高。因此,提出基于模糊聚类特性的电网运营风险自动预警系统。设计信息采集器和显示器,应用决策级融合原理和神经网络模型,整合实时采集的电网运营多源异构数据。从购电维度、输配电维度和售电维度入手,确定电网运营风险度量指标,得到风险度量结果。依托模糊聚类特性建立动态聚类图,对风险预警对象进行分类,分析电网运营风险的内容,作为自动预警阈值。根据预警阈值定义风险自动预警线,对比风险度量结果生成包含预警等级的自动预警信息。实验结果表明,所提系统的虚警率为2.67%,满足了电网运营风险自动预警要求。

基于边缘计算的配电网故障检测方法

为精准、快速地检测出配电网的发生故障,确保电力稳定供应,提出基于边缘计算的配电网故障检测方法。通过多个故障检测器、云计算中心以及终端设备构建边缘计算模型,基于边缘侧结合多维S变换融合算法与相模变换矩阵法,提取配电网相关故障特征,根据特征提取结果,设定边缘计算模型的各个检测装置-支路关联矩阵及其元素取值条件,经获取、修正故障信息后,构建故障信息矩阵,根据此矩阵元素取值,对线路区段上的故障作出判定。实验结果证明,基于边缘计算的配电网故障检测方法能够有效检测出不同种类的故障,且响应时间均低于0.005 s,检测精度超过95%,满足实际应用需求。

电网智能调度技术支持平台中的主配网协同研究

在当前电网负荷过大、区域电网数量增多的背景下,为了广泛并且有效地改善电能质量,为电力公司以及企业的供电提供一定的可靠度,首先对当前电网智能调度技术支持平台的现实需要与指标规范等进行了关注,然后以主配网协同为核心,针对智能调度技术平台进行研究设计,并对其性能进行测试。结果显示,研究设计的电网智能调度技术支持平台各项性能指标良好,可以进行实际应用。该系统平台的应用将会提高配电质量和效率,使得主配网能够很好地相互协调。基于主配网协同研究设计的电网智能调度系统平台有比较好的实际应用效果,可以为今后的电网技术改进以及智能电网系统平台设计提供一定的参考。

智能电网中基于密钥生成的物理层安全技术研究

电网作为国家重要基础设施,其安全性至关重要。无线通信在智能电网的发展中体现了重要作用,是实现智能电网泛在环境感知、嵌入式计算、网络通信等系统工程的重要保障。然而,在突破传统物理连接设备限制的同时,无线电磁传播的开放性也给智能电网带来了严峻的安全挑战。为了确保智能电网无线终端间的通信安全,文中提出了一种基于密钥生成的增强型物理层安全策略。该策略综合利用电网设备的物理标识、无线信道的随机特性以及时间戳功能,既可以实现“一次一密”的轻量级加密效果,又能够有效鉴别合法网络设备,从通信安全和设备识别两个角度为智能电网提供高效可靠的安全通信保障。仿真实验结果表明,文中所提出的物理层密钥生成方法可以充分保障无线通信安全,在实际应用中可以有效对抗窃听者的窃听攻击,同时针对恶意干扰攻击也具有很强的鲁棒性。

基于改进遗传算法的主动配电网优化定价策略研究

由于传统的主动配电网优化定价策略没有设置等式和不等式约束条件,使电力定价超过设定的最高限值,降低了定价效率,基于此,研究了一种基于改进遗传算法的主动配电网优化定价策略。首先将最优的机组有功费用和无功费用作为目标建立目标函数,即定价优化策略模型,然后设置其等式约束条件和不等式约束条件,使电力定价不超过设定的最高限值,最后在约束条件下利用改进后的遗传算法对最优定价策略模型进行求解,获取最优定价。实验结果表明,所研究方法在大于设定的价格下限0.5元/(kW·h)的基础上,定价更高一点,基于电力企业角度,说明所研究方法优化后的主动配电网定价更为合理,并且定价效率较高。

人工智能及其在电网数字化转型中的应用研究

随着新一代信息技术的快速发展,人工智能技术迎来了发展高潮。随着电网的不断发展,供电可靠性等要求越来越高,加快电网数字化转型,推动电力行业变革,提升电网的智能化水平,研究人工智能在电力行业中的应用势在必行。文章重点介绍人工智能的发展现状,人工智能在电网数字化转型中应用的必然性、主要应用领域和发展前景。

基于数字孪生的电网数字化转型研究

以清晰展示电网相关数据、提升电网整体质量为目标,研究基于数字孪生的电网数字化转型方法。以某省级电网作为研究对象,通过建立由过程优化、数字孪生体、实时数据采集库和电网实体层组成的电网数字化转型框架,通过数字孪生体与运维实体映射,经过电网数据整合与分析后,完成电网的数字化转型。实验结果表明:该方法呈现的电网直流集配比清晰明了,具有较强的显著性;转型后的电网故障次数、电网设备损耗等降低明显,可有效提升电网整体质量;该方法数字化转型呈现故障结果与电网实际故障结果完全一致;可有效展示电网容载比情况,结合人工介入方式可使电网运行与分布更具备合理性。

基于云GIS的电网三维数字化平台研究与实现

随着计算机技术、三维仿真、地理信息系统等学科的发展,电网工程数字化领域也在不断更新技术,优化电网数据的可视化效果。传统的基于C/S架构开发的三维数字产品灵活性较差,不利于工程信息的快速共享与访问,建设电力数字化行业的无插件浏览、易于推广的三维GIS云平台产品势在必行。本文首先充分调研国内外同类产品现状及发展方向,设计产品架构;然后对复杂电力设施模型进行轻量化处理,优化系统平台性能;最后结合B/S系统架构及WebGL可视化技术构建了适用于国家电网公司数字化专题工程的云GIS平台。

基于物联网技术的数字电网模型研究与实现

目前物联网技术是电网向数字电网转型的关键技术,随着电网智能化及数字化水平提升,电网智能化设备数量随之增加。为了解决数字化设备协同工作问题,本文提出了一种基于物联网技术的数字电网模型,并提供了一种应用于南方电网范围内的基于物联网技术的数字电网模型解决方案,模型将物联网层分为平台层、网络层、感知层、应用层,模型提升了电网智能化数字化的安全性和便捷性。

5G通信在数字电网中的应用研究

随着数字电网建设的快速推进,5G技术为其提供了一种更优的无线通信方案。面向不同的数字电网业务应用场景时,可针对性的采用典型的5G网络切片及5G组网方案来提供差异化服务。本文分别对数字电网概念及5G关键特性进行介绍,分析了5G定义的eMBB、mMTC、uRLLC三大场景在数字电网中的典型应用,并就5G承载数字电网业务的网络结构进行研究,给出了三种适配电网的不同的5G组网结构方案,从而为各类电网业务提供高效的通信支撑,促进数字电网运行更加安全、可靠、智能、经济。

共享服务的数字电网需求“自响应”关键技术研究

在传统电网中,需求响应一直以人工操作的方式实现,不但效率低下,而且容易产生业务处理错误。本文采取合理的接口设计方法和功能模块的划分,对数字电网需求中的“自响应”功能进行设计,重点实现“自响应”的数据资源共享服务的应用接口,满足电网发展的自动化需求。在对市场及用户需求调研的基础上,分析业务的设计环节,对响应信息交换系统的组成和结构进行研究。系统设计采用三层架构模式,设计了需求“自响应”的客户端和服务器,结合功能模块对关键技术进行研究,对该领域的研究具有实际的指导意义。

电网公司安全生产风险管理体系建设与实践研究

本文主要围绕电网公司安全生产风险管理体系建设展开研究,通过分析当前电网公司在安全体系建设过程中存在的问题,结合电网风险的特点,制定对应的安全风险管理体系,提高其工作质量。

数字孪生电网的特性、架构及应用综述

数字孪生电网旨在利用新兴的数字孪生技术帮助电网企业构建物理电网的数字孪生体。该文总结了数字孪生电网的3大特性:数据知识混合驱动、实时双向交互、虚实相融共生。讨论了规范化孪生电网项目的评价标准。回顾了数字孪生电网的典型架构设计,基于数字孪生5维模型提出了包含物理电网、孪生数据、孪生电网、孪生应用4层结构的通用性参考架构。归纳了孪生电网在系统分析、状态评估、数据预测、健康维护、仿真建模等方面的应用,探讨了孪生电网未来向孪生能源互联网、智慧能源系统等演进的意义和价值;最后从数据管理、模型构建、可视化、信息物理安全、标准确立、生态建设6个角度总结了数字孪生电网的挑战性问题。

交直流混联电网信息多协议安全认证集成技术研究

单一通信协议无法满足在复杂环境下网络认证的需求。提出面向交直流混联电网的多协议安全认证集成技术。为满足用户的前向安全性判定,以通用多信任域协议建立会话双方的密钥协议,更新算法的同时更新密钥,使得在不同信任域中,会话内容不被泄露;利用钥匙分发中心管理机制和公开密钥加密协议,分别对会话双方展开数字签名的验证,通过双向身份验证即可同意会话请求。仿真实验结果表明:会话发起后在出现噪声干扰的多个时刻下,所提方法均停止通信,避免了信息丢失;当噪声干扰出现次数由0增加到350次时,所提方法的正确终止通信准确率始终保持在90%以上。

主动配电网终端数据联合分层加密技术研究

传统的主动配电网终端数据联合分层加密技术加密有效率低,不能完整地保存数据。为此提出一种新的主动配电网终端数据联合分层加密技术,在操作系统、DBMS内核层、DBMS外层进行加密,利用序列密码加密与分组密码加密设计了对称加密算法,通过RSA算法推导非对称加密算法,引入密钥管理实现终端加密。为检测技术效果进行对比实验,结果表明,所提的主动配电网终端数据联合分层加密技术能够完整地保存数据,且具有较高的加密有效性,更适合电网发展。

电网企业审计数字化“用户画像”的应用与探索

基于“用户画像”原理和技术,结合电网公司审计工作内容和流程,构建以审计标签模型为核心的电网审计画像标准系统和审计画像应用体系。建立电网体系主业类、新兴业务类、金融类、国际业务类4类企业的审计画像覆盖度和审计画像准确度关键指标体系。设计并实现了审计画像在电网企业编制年度计划和审计报告的实际应用;支持日常审计业务工作、规范审计工作流程,实现审计结果信息化、智能化,为电网公司审计及相关经济管理工作提供辅助决策依据。

数字电网的理念、架构与关键技术

随着以数字技术为代表的第四次工业革命的发展与演进,将先进数字技术与电力系统深度融合,建设数字电网是推动实现电网数字化转型的重要路径。围绕数字电网的基本理念,该文详细阐述了数字电网的技术内涵与技术特征,构建了包含传感量测、边缘计算、信息连接、数字平台、跨域智能和系统安全的数字电网技术架构。在此基础上,对数字电网建设所面临的挑战及关键技术进行探讨,并对数字电网的价值体系进行展望,以期为数字电网的发展提供一些思考和借鉴。

适用于电网复杂环境下的GNSS周跳探测与修复算法研究

随着国家电网的发展和管理现代化的推进,GNSS全球定位系统对于电力网建设与维护的重要性日益突出。GNSS观测数据在这种复杂环境中容易产生周跳的问题,文章针对GNSS实时差分定位中双频载波相位观测值中出现周跳的问题,在站间及历元间差分模型的基础上,通过建立宽巷载波观测方程,通过最小二乘进行宽巷周跳值求解,然后利用LAMBDA方法进行搜索固定。通过固定的宽巷周跳值,结合原始观测方程,可以进一步确定载波上周跳值。试验数据表明,该方法可以实时探测并修复双频载波观测值周跳。