智能电网前景下数字化变电站的二次系统安全防护探讨

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1、智能电网前景下数字化变电站的二次系统安全防护探讨重庆电力调度通信中心欧睿摘　要:本文介绍了智能电网的概念和发展趋势,探讨了随着智能电网的不断发展，数字化变电站的不断普及,如何在技术上、管理上建立安全防线，保障数字化变电站二次系统安全稳定运行。关键词:智能电网;数字化变电站;IEC61850；调度数据网；二次系统安全防护0引言5月21日，在2009特高压输电技术国际会议上，中国国家电网公司正式发布了举世瞩目的“建设坚强智能电网”的研究报告。这份报告表明中国电网在通过发展特高压输电工程解决‘坚强’的一次电网问题

2、后即将走上电网智能化的科学发展之路。作为智能电网的物理基础，数字化变电站逐步取代常规变电站将是今后的发展趋势。毋庸置疑，与常规变电站相比，数字化变电站具有运行稳定、节约成本、维护方便等显著的优点。但数字化变电站作为新型变电站，现阶段在安全防护方面存在很多空白，对此则很少有文献涉及。为此，笔者根据多年二次系统安全防护工作的实践经验，从数字化变电站内部横向边界、外部纵向边界、安全防护管理等三个方面，对数字化变电站存在的安全隐患进行分析，并提出解决方案以供探讨。1智能电网概述1.1智能电网的概念智能电网不是一个仅

3、局限于二次自动化范畴的概念，也不是指单一设备的智能化，而是现代电网的代名词，是过去几十年来电力新技术研发与应用的发展,是人们对未来电网的愿景。智能电网即以包括发电、输电、配电、储能和用电的电力系统为对象,利用因特网（IP）通信、计算机、信号传感、自动控制、电力电子、超导材料等领域新技术,实现从发电到用电所有环节的信息双向交流,系统地优化电力的生产、输送和使用。这些新技术的应用不仅仅是对传统输配电系统进行简单地改进、提高，而是提高电网整体性能、节省总体成本，将各种新技术与传统的输配电技术有机结合，使电网构成、

4、运行控制、管理方式、系统性能以及所提供的服务出现革命性的变化。1.2智能电网的发展趋势目前欧美国家均在积极规划推动智能电网，意大利及美国已率先试行。意大利的电力公司已经安装和改造了3000万台智能电表，建立起了智能化计量网络。美国多个州已经开始设计智能电网系统，位于科罗拉多州首府丹佛西北40公里的小城波尔得(Boulder)，已经成为全美第一个智慧电网城市。GE、IBM、西门子、Google、Intel等信息产业龙头企业都已经投入智能电网业务。在今年4月24日，中国国家电网公司总经理刘振亚访美，与美国能源部

5、长朱棣文相晤，并在华盛顿一场题为“更坚强的电网——中国与美国展望”的会议上发表主旨演讲称：“中国国家电网公司正在全面建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。”这个观点标志着中国国家电网开始接受智能电网概念。5月7日，国家电网公司党组会议明确提出，要坚持走中国特色的电网发展道路，加快建设“坚强的智能电网”，这表明中国电网发展必然走上电网智能化的科学发展之路。从发展路径来看,如果以变电站和二次设备为焦点,则常规变电站

6、—数字化变电站—数字化电网—智能化电网将是一条符合技术规律和电网特性的发展道路。数字化变电站作为智能电网的物理基础，同时作为高级调度中心的信息采集和命令执行单元，将贯穿智能电网建设的整个过程。2数字化变电站二次系统信息安全隐患由于传统变电站的监控与数据采集(SCADA)系统和其他控制系统都是独立系统，是厂家的专有产品，其安全性来自于独立性以及专有性。而IEC61850体系的数字化变电站综合自动化系统基于开放、标准的网络技术之上，所有的供应商都可以开发基于因特网的应用程序来监测、控制或远方诊断，从而可能导致计

7、算机控制系统的安全性降低。对于电力系统这样一个要求高可靠性和安全稳定性的系统而言，信息安全问题尤其突出。2.1数字化变电站横向边界安全隐患数字化变电站的主要特征是“一次设备智能化，二次设备网络化”，各IED之间的信息交互通过GOOSE信息传输机制实现。变电站内部通过以太网络实现通信，交换机成为信息交互的重要媒介。这种方式使得各类二次设备以标准的方式建模和通信,第一次在变电站内部完成统一的信息交互,二次设备融合成为一种趋势。但在这种趋势下数字化变电站将不再满足电力二次系统总体方案中关于安全分区，横向隔离的要求

8、，存在以下几点安全隐患：（1）不同业务特性，不同安全级别的二次系统在同一网络内进行信息交互，大大降低了实时控制业务的可靠性。（2）当某台设备出现故障就有可能对全网设备造成影响，降低了全站二次系统的运行稳定性。（3）当各种二次设备交互数据过大时可能造成网络风暴问题。（4）当发生安全事故时，各专业间分工界面不清晰，不利于事故定位与排查。2.2数字化变电站纵向边界安全隐患变电站站内信息最终服务对象是电网调度，电网调度中