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摘要：随着经济的迅猛发展，客户对电力供应、分布式能源和电能质量的要求也在逐步提高，为满足电力供应的稳定及可持续发展的要求，智能电网的建设意义重大。作为智能电网的重要组成部分，智能变电站承载了变电设备状态监测、电网运行数据及相关信息的实时采集和发布等任务。它通过先进、可靠的智能设备，实现了信息采集、数据测量、协调控制、安全保护、计量、数据监测、电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、智能互动等功能。智能变电站为智能电网的高效、稳定、可靠运行提供了重要的技术支撑。鉴于此，本文就智能变电站系统安全防护技术展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：智能变电站；安全防护；身份认证；访问控制
1、智能变电站的特点
1.1、智能一次设备
电子式互感器一般是由传感模块和合并单元两部分组成。其中，传感模块安装在智能变电站高压的一侧，主要的工作任务是采集高压侧的电压并转换成数字信号；合并单元安装在二次侧，主要的工作任务是对各个传感模块传来的信号进行同步处理，并且将处理后的信息分布给其他装置。在智能变电站自动化系统中，变压器、断路器和隔离开关等一次设备的使用寿命比较长，因而，需要采取有效的措施将传统的一次设备进行智能化。一次设备的工作状态由智能终端进行采集，并且通过光纤进行传输，以保证传输命令的一次性完成。
1.2、自动化系统的划分
智能变电站自动化系统是一种采用先进电子和通信技术将变电站主要设备进行重组和结构优化，以实现对变电站设备的自动测量、控制和协调等工作的系统。智能变电站自动化系统一般可以分为3个部分：保护系统，主要功能是完成电力设备的实时保护，主要是对变压器、母线和线路等进行保护；监控系统，主要是对电力系统进行监控，包括电流、电压和开关位置等信息的采集和控制；一体化工作站，主要功能是对保护装置和监控装置等进行信息的综合管理。
2、传输数据的安全防护
为兼顾智能变电站系统的安全性和通信效率，在智能变电站站控层和用户端配置了数据加密机，在接入设备中配置了安全加密模块，采用对称加密与非对称加密结合的双重加密方法来保证数据的机密性和完整性，实现过程如图1所示。
图1数据的安全防护
1)数据加密传输在数据加密处理过程中，首先由密钥协商协议生成用于数据加密、传输和完整性校验的主密钥索引、数据加密密钥索引、MAC密钥索引、初始向量索引和随机数等信息，然后将上述密钥索引采用密钥衍生算法根据待加密传输的数据的类型和编号计算出相应的密钥信息，并加密该数据得到数据密文。当开始进行数据加密传输时，用户端从密钥库中提取所接收用户数据的数据库服务器对应的非对称公钥，将密钥索引信息和数据密文经非对称加密算法加密后传输。2）数据解密过程对数据进行解密时，解密方需要先利用非对称解密密钥对对称密钥索引进行解密，然后用密钥衍生算法还原密钥，再利用对称密钥对数据包进行解密，得到数据原文。在实现上述数据加解密、传输过程中，将数据量巨大的用户数据使用对称算法进行加解密运算的同时，对数据量相对较小的密钥索引信息进行非对称加解密运算，可有效避免仅采用对称加密算法的安全性问题和密钥管理极其困难等问题，也解决了非对称加密算法对数据加密而造成的运算效率较低等问题。
3、智能变电站自动化系统安全运行管理方法及策略
3.1、系统调试和监控管理
智能变电站自动化系统在运行中需要对不同装置的信号予以同步信息处理，就要在系统调试中做到监控管理有效。一般情况下通信网络安装完成后，需要与相应的装置连接。变电站系统中，不同装置设备在文件传输中能够进行必要的数据传输和通信，其中主要由变电站系统后台配置提供统一的数据来源，实现变电站系统的一站式管理。在文件错误改动时，将会导致变电站系统难以接收到保护信号，影响电力系统正常、有序运行。因此，要求变电站调试人员在系统检修和应用维护中修改ＳＣＤ文件，防止修改过程中出现错误。检查调试数据后，将变电站系统网络结构图绘制在监控画面中，从而奠定自动化系统调试基础，保证智能化变电站安全运行监控管理有效。
3.2、备份监控软件
变电站在电力系统中的运行工作是通过变压器设备将不同级的电网予以有效连接。特定环境中，变电站自动化系统在高、低压转换中将电能完成远距离输送。应用直流输变电能够减少交流输变电中的容抗损耗，节能效果明显。但是，智能变电站自动化系统在运行管理中要保证安全、可靠，就要在实际工作中加强运行监控，做好系统监控软件的备份管理，防止监控系统损坏或文件丢失造成严重的经济损失。监控系统软件备份始于系统调试环节。备份数据要具有实时更新的特性。另外，变电站自动化系统安全运行管理中，要防止产生监控系统故障问题。要在变电站内部完善管理制度，确立系统监控工作内容及要求，严禁员工私接其他可移动存储设备，防止外来软件病毒感染监控系统而造成信息数据的丢失或损坏。
3.3、在线监测设备管理
对于在线监测设备而言，应当和高压主设备的验收、监控、巡检、维护等相同。要对被检测一次设备的测量数值进行统筹，构成实时、小时、日、周、月的数据，并通过设备检测结果的纵横对比，综合环境因素，对设备的运转情况进行判断，体现一次设备状态可视化。在线监测报警值的修改和整顿是通过检修单位进行实施，报警值不应当随意更改。在线监控系统在报警之后，监视人言应当通知运转和检修人员在主设备上进行检查、判断和解决。如果检查之后是由于系统产生的误报警，就要通过公司的生产技术部门同意之后，从相关的报警系统中推出，将问题解决后再进行投入使用。没有通过生产技术部门同意，就不可以随意从在线监控系统中退出。
3.4、防误闭锁装置
智能变电站具备了两套五防系统，一套是独立危机五防，符合国家电网公司在《防止电气误操作安全管理规定》中的相关条例，且同监控系统进行实时通讯。而另一套是监控系统里的遥控、顺控操作中闭锁逻辑和放误操作规则，也是严格依照国家电网在《防止电气误操作安全管理规定》中的相应条例进行。智能变电站通过智能化五防系统，不但能够提升变电站预防误操作的技术能力，还可以提升建设及维护的速度。源于拓扑网络的智能化五防系统，在实现方式上对过去五防系统的推动进行改革，完成了防误闭锁逻辑配置及自适应，变电站扩建时不用进行相关的逻辑更改。
结束语
发电厂发电、变电站调整电压完成输配电，整个工作流程既系统又严谨。一旦变电站工作出现问题，将会影响整个发电、输电、配电工作，严重时会导致大面积供电中断，造成严重的经济损失。因此，实际工作中根据智能变电站运行现状、内容及特点，预估变电站内部自动化系统运行中可能出现的故障问题，及时制定应对措施，减少安全事故发生率，同时在变电站内部完善责任制度，调整好轮班、交接班次序，严格规范各项巡查工作，提高智能变电站自动化系统安全运行管理的质量与水平。
参考文献
[1]张永峰.智能变电站继电保护系统检修安全措施分析[J].工程技术研究，2017(07):161-162.
论文作者:季猛,柴长清
论文发表刊物:《电力设备》2018年第9期
论文发表时间:2018/7/5
标签：变电站论文; 数据论文; 密钥论文; 智能论文; 系统论文; 自动化系统论文; 在线论文; 《电力设备》2018年第9期论文;