摘 要：随着我国经济建设的日益发展，智能电网在我国电力行业中得到了很大的发展和应用，加强智能电网在电力技术及电力系统规划中的应用，这对于电力的发展有着重要意义。智能电网在电力技术及电力系统中的应用是一项比较复杂的工程，在实际应用之前，工作人员必须进行合理有效的规划，这样才能较好地发挥智能电网的作用。经济的发展，使能源短缺越来越明显。智能电网技术可以满足电力高效、节能的需要，这样有利于实现电力技术的实用性。
关键词：智能电网；电力技术；电力系统
1 智能电网系统概述
1.1 智能电网架构
根据美国国家标准与技术研究院(NIST)的定义，智能电网系统内存在七个领域：生产、传输、分销、客户、市场、运营及服务。每个领域都由硬件设备和软件系统组成[3]。智能电网需要存储、分析来自市场及服务提供商及客户的大量操作管理数据，需要一个分布式、分层次的通信网络来传输和处理收集到的信息。电力数据传输和管理都依赖于有线和无线网络技术。SCADA(监控和数据采集)系统由通信网络、控制设备和监控设备组成，用于采集智能电网领域各个环节产生的数据，并可以监测、控制运行的设备。
1.2 智能电网组件
智能电网由多个的分布式组件构成，如监控和采集系统(SCADA)、高级计量架构(AMI)、自动化变电站和家庭能源管理(HEM)等。但是，本文只讨论智能电网中的三个易受攻击的关键部分：SCADA、AMI和自动化变电站。1)监控和采集(SCADA)系统属于运营环节，用于电网的测量、监控和控制，由三个部分组成：远程终端(RTU)、主控终端(MTU)和人机接口(HMI)。RTU是一种由三个部分组成的设备：数据采集模块、通信模块、执行模块。其中，执行模块用于执行来自MTU的指令，MTU负责控制RTU，HMI是SCADA系统的图形界面。2)高级计量架构(AMI)属于配电领域，其要求实现电力公司到计量设备之间的双向通信。它由三个部分组成：智能电表、通信网络以及后台软件[4]。智能电表有微处理器及存储功能，负责测量、存储用电设备的功耗，并且其拥有唯一的网络地址，可以实时地将数据传输至AMI系统的后台。AMI后台由电表信息管理系统(MDMS)组成，记录读表过程的状态和事件，并支持充值、查询等事物。3)变电站是智能电网的关键要素，属于传输和分发领域。它主要作用包括从发电设施接收电力能源、调配电力和限制电涌[5]。由诸如远程终端单元(RTU)、全球定位系统(GPS)、智能电子设备(IED)等部分组成。变电站将电网运行中产生的数据发送到SCADA,用于控制电力系统。为了提高电网的可靠性，变电站内许多操作都是自动化的。
2 智能电网的关键技术
智能电网不是事物，而是将一些先进的技术和电网基础设施结合的一种新型现代化电网，智能电网拥有比较可靠、安全、高效的特点，其关键技术领域涉及范围比较广。智能电网具体有传感测量技术、制动控制技术、分析决策技术等[1]。如果想清晰认识智能电网，需要先从智能电网的概念、基础、关键技术、内涵特征等多方面进行分析。随着我国经济的发展和技术的进步，智能电网的概念已经逐渐渗透到人们的生活当中，并且智能电网在实际应用过程中，已经帮助很多人解决了问题。智能电网的发展是基于计算机信息技术发展前提下，综合利用网络的一种智能化系统。电力系统利用智能电网进行相应的管理和监控，这样有效的实现了电力系统的稳定。电力系统也可能出现故障，在出现故障时，可以利用智能电网在发生问题的第一时间接受到信号，这也为电力系统出现故障提供了有效的保障[2]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现阶段，随着能源的缺乏，智能电网在电力系统中的应用，应注重实现电力系统的环保、安全、高效发展目标，促进我国电力行业的稳步前进。1）智能电网可以采用多种技术来完成，其中高速双向通信技术涉及了很多的电子设备，比如，电力电子控制器、智能表计等多种电子设备，高速双向通信技术可以利用这些电子设备进行网络通信，同时可以坚持各种干扰与检测。2）智能调度技术是智能电网最关键和重要的技术，智能调度技术可以对资源进行全面的优化，实现可以预防大部分面积接连出现故障、调度。智能化是因为智能电网采用了先进的智能调度技术，充分的体现了智能化。3）输配电技术有两种，一种是高温超导输电技术，一种是特高压输电技术，这两种技术都有着各自的优缺点，高温趋导输电技术和常规技术相比，优点是损耗小、污染少等[3]。而特高压输电技术的优点是可以实现大功率输电以及远距离电力系统互相连接等。
3 智能电网的应用
1）智能电网的诞生符合了高速发展的现代社会，智能电网很大程度上的减少了社会中不必要的劳动力，提高了技术人员的工作效率，带动了社会的发展，同时在高速发展的现代社会中，需要智能电网的大力支持，智能电网为人们的生产生活带来了便利，随着社会的发展，智能电网已经能够满足了人们群众对科技的需求，符合了社会的发展趋势。2）在电力系统中智能电网属于新型技术，其发展的时间较短，很多地方都不是很完善，并且从专业技术角度来看，我国的智能电网相对于世界发达国家来说较落后，我国的很多技术都是从发达国家引进过来的，目前我国的智能电网是处于一个发展阶段，它需要我国专业人员不断的对其进行改进，使我国的智能电网不断完善。3）智能电网技术可以有效的进行信息管理，我国电力系统进入工作状态的时候，需要使用多种多样且复杂繁琐的处理方法，需要严格按照要求进行信息数据与资料的整理与收集，智能电网技术能够更好的让电力系统中的数据信息得到完善的管理，从而可以保证电力系统中的每一个环节都能够智能化的进行相应的操作，进而有效的提高了工作的质量与效率，减少了不必要的浪费。智能电网技术的产生有利于网络通信的信息交流，在建设电力系统的过程中，需要多种技术共同完成，而在电力系统中使用智能电网技术可以更好地过度电力系统的运行，在建设优化电力系统的时候要保证其操作的正确性与规范性，对不同的工作范围进行提前的预设，从而更好的保证电力系统的建设与优化。4）智能电网是一个由分布式异构组件组成的系统，通过集成可再生能源技术，可以更有效率地提供供配电服务。然而，这一系统引入新的运行管理问题。对智能电网中的常见的、不同类型的攻击手段进行全面的分析，针对每种攻击提出了相应的安全对策，该策略由一系列技术组成：通过保护网络、保护设备、加密数据、检测攻击以及防御攻击来保障智能电网的保密性、完整性和可用性。最后提出了当前防御技术面临的挑战，这些挑战主要来自于智能电网本身存在的多元异构网络，组合安全策略是未来发展的主要方向。
结束语：
综上所述，智能电网虽然是电网发展中一个新前景，但是智能电网在电力系统中的应用越发广泛，不仅能够满足人们用电需求，还可以完善和发展我国电力系统自动化智能控制系统，很大程度上提高了电力数据的总和。智能电网能够很好的控制电力系统设备的稳定和安全，同时也提高了我国电网运行的质量，为人们生活用电提供了方便，也为我国电力系统和电力技术的发展提供了条件。
参考文献：
[1]王 婷. 电力技术和电力系统规划中智能电网的运用[J].黑龙江科技信息，2017(16)：24.
[2]柯 慧. 吴 飞. 电力技术及电力系统规划中智能电网规划的意义及具体应用分析[J].科技与创新，2016(18)：161.
[3]李建强. 试析智能电网在电力系统中的应用[J].电子技术与软件工程，2015(16)：238.
论文作者:韩怀韬
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
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