对智能电网的认识(6篇)
对智能电网的认识篇1
奥巴马能源新政引发了全世界对于智能电网的关注热潮,各国都看到了它将改变人类文明进程的力量,相信它将是一次新的互联网式的革命。中国对此也非常重视,国家电网公司提出建设“统一坚强智能电网”,电力系统关于发展智能电网的研究和讨论越来越广泛,越来越深入,中国的电力专家们不断到世界各国与电网专家进行探讨,研究智能电网的定义、形态、关键技术和建设规划等等,似乎对于智能电网的概念正在形成共识,定义正在“水落石出”?但是,这种认识上的渐渐明晰,让人隐隐感到我们理解的智能电网与世界的潮流似乎大相径庭,认识的差距似乎南辕北辙。“取势、明道、优术”是长江商学院传授每一个学员的基本理念,势、道、术是不同层面的问题,势不清,道何明?道不明,优何术?如果我们以自己的所精之术,反推来决定走什么道路,并将自己所走的道路定为“大势所趋”,我们真的能够与世界的潮流殊途同归吗?研究智能电网的大势,要从信息革命的层面建立新视角,如果我们继续沿用工业时代金字塔式的法则去审视它,或许会“差之分毫,谬之千里”。上世纪八、九十年代,当互联网全面进入人类生活的时候,就曾发生过一次类似的深刻争论,互联网究竟是工程师技术层面研发技术,还是全人类共同参与的创新?发展互联网应该秉承一个什么样的理念?一些专注工程技术的专家和官员,一直希望就互联网给予他们一个明确的定义、清晰的分类、严谨的规范和准确的归属。向传统的工业分类、行业分工一样,钢铁就是钢铁、石油就是石油、电话线就是电话线、计算机就是计算机。这一问题在中国尤其严重,为互联网究竟该归邮电部、电子工业部、科技部、新闻出版署、国务院新闻办公室,还是、公安部管理?发展互联网究竟应该在电话线网络上、有线电视网络上、专线网络上,还是在无线网络上?用什么法律体系、政策体系、管理体系、技术体系和标准体系来规范、监管和控制它?最后,不仅在中国,全世界通过争论逐步形成了共识,互联网要实现的目标是“人与人沟通的革命”,“全世界计算机连接起来,因特网就一定要实现”。发展互联网首先是要有一个开放的理念,开放的心态和开放的胸襟,不能拘泥于传统的我们对工业化的认识。因为人类正从工业文明的时代走向信息文明的新时代,这如同农耕时代的理念不能适用工业文明的原因同出一辙。互联网最基本的理念就是自由开放,最大限度地调动更多人的积极性、主动性和参与性。互联网对与每一个人,既是使用者,也是信息的者,同时还可以是新技术的创造者。谁都可以使用,谁都可以创造,谁都能够借助这个平台进行创新。对所有人的平等,让每个终端可以自由接入,让每个人可以通过终端进行彼此间的沟通。尽管互联网已经普及了十余年,我们能够感受到它,却至今很难给予一个清晰、准确和一致的定义。麻省理工学院电脑科学实验室的高级研究员戴维•克拉克(DavidClark)曾表述:“把网络看成是电脑之间的连接是不对的。相反,网络把使用电脑的人连接起来了。互联网的最大成功不在于技术层面,而在于对人的影响。电子邮件对于电脑科学而言也许不是什么重要的进展,然而对于人们的交流来说则是一种全新的方法。互联网的持续发展对所有的人都是一个技术上的挑战,可我们永远不能忘记我们给更大的电脑群体带来的巨大变化,也不能忘记我们为将来的变化所拥有的潜力。”他对于互联网的描述,使我们对于智能电网有了更多的启示,智能电网是我们从互联网走向“物联网”的平台之一,信息革命在把电脑后面的人连接之后,它将通过各种信息和物理网络将芯片后面的“物”进行连接,而智能电网将能够把各种供电和用电设备连接一体。在互联网革命之前,人们追求的是工业化的法则,追求规模、追求大、追求系统的独立完整性。工厂越造越大、机器越造越大、系统越造越大、企业也越来越大。以大为美,以大为优,以大为尊,大的就是好的。“规模效应”成为唯一的放之四海的真理和准则。IBM、王安电脑等曾经热衷制造大型超级计算机,然后用专用电缆和终端将每一个用户和中央计算机连接起来,建立一个工业时代的金字塔式的信息系统。但是这样的系统一但出现故障就会中断所有人的工作,损失所有的计算数据,计算机越大影响的范围越大,造成的后果越严重。所有工业化的弊病集中暴露在这样的系统上,工业时代规模效益的法则显然失灵了。后来,人们尝试将一台台个人PC计算机连接成为一个
对智能电网的认识篇2
广东省电力系统包括21个地市电网,现有最高运行电压等级为500kV,珠江三角洲地区已形成500kV环网,并以500kV电压与广西联网,以400kV和110kV电压分别与香港和澳门联网。此外,广东电网还向湖南宜章和临武两县以及江西赣南地区供电。
粤中(珠江三角洲地区)地网是广东电网的核心,也是全省最大的负荷中心,该电网与广西、香港等电网互联,除了向珠江三角洲地区提供电力外,还担负着电力交换任务。在粤中地区建设一个强大的500kV电网,对保证广东电网乃至香港电网以及澳门电网的安全运行有着重大意义。目前广东500kV电网东已延伸至汕头西翼,江门——茂名500kV输变电工程正加紧建设,2000年前可望投入使用。
广东省的电力工业已经步入了大电网、高电压和大机组时代。随着整个电网变得越来越复杂,电网规划中以往那种人为臆断和局部最优的规划方式会给电网运行、发展带来隐患,资金盲目使用的可能性加大。结合目前理论的发展,我们认为电网规划是一个受到多种条件约束的、以电网总效益为最终目标的多目标的系统工程。对于这样一个系统,我们认为适宜以控制论为基础,结合信息论、运筹学和系统工程等理论来研究。
从控制论角度来看,电网是一个巨维数的典型动态大系统,它具有强非线性、时变且参数不确切可知、含大量未建模动态部分的特征。另外,电力网络地域分布广阔,大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等复杂的物理特性,对这样的系统实现有效决策控制是极为困难的。另一方面,由于公众对新建高压线路的不满日益增强,线路造价,特别是走廊使用权的费用日益昂贵,以及电力网的不断增大,使得人们对电力网络的决策控制提出了越来越高的要求。正是由于电网具有这样的特征,一些先进的控制论思想和技术被不断地引入到电网中来。下面将阐明综合智能控制技术引入电网规划中的必要性和可行性。
1综合智能控制技术
1.1智能控制的概念
迄今为止,智能控制尚无统一的概念,文献[1]有如下归纳:
a)最早提出智能控制概念当推傅京孙教授,他通过对人-机控制器和机器人方面的研究,将智能控制概括为自动控制和人工智能的结合。他认为在低层次控制中用常规的基本控制器,而在高层次的智能决策,应具有拟人化功能。
b)Saridis在傅京孙工作的基础上,提出了三元结构的智能控制理论体系,他认为仅有二元结合无助于智能控制的有效和成功应用,必须引入运筹学,使其成为三元结合,并提出了其递阶智能控制的理论框架。
c)国内蔡自兴教授在研究了上述理论结构以后,从系统的整体性和目的性出发,于1986年提出了四元结构价格体系,将智能控制概括为控制理论、人工智能、运筹学和系统理论4学科交叉。
总之,智能控制是多学科知识的结合,除了从控制论出发来研究它,还可以从信息论、生物学以及社会科学角度来讨论和研究。
1.2综合智能控制技术
综合智能控制一方面包含了智能控制与传统方法的结合,如模糊变结构控制,自适应模糊控制,自适应神经网络控制,神经网络变结构控制等;另一方面包含了各种智能控制方法之间的交叉综合,如专家模糊控制,模糊神经网络控制,专家神经网络控制等。
2一个国外的电网规划专家系统
目前为止,在电网规划方面较成功的综合智能控制技术系统不是很多,其中比较好的有加拿大魁北克水电公司(Hydro-Quebec)的“直流/交流输电网络设计专家系统”。
在80年代末期,随着人员的退休和长期不用,一些60年代和70年代加拿大电网高速发展时期由工程师们获得的大量有关电力系统规划设计的专门知识逐渐被人遗忘,这引起了加拿大电力部门的关注,魁北克水电公司将专家系统技术看成是表达和保存某些目前在人类专家头脑中的专门经验和知识的潜在方法。他们认为在电力系统规划设计领域里,专门知识的损失非常明显,尤其是在电力系统增长缓慢的时期。这些专门知识来自于各门学科,在多层次的电力系统设计决策过程中起着重要的作用。一些选择决策,如发电类型、发电厂位置、输电类型(交流/直流)、电压等级、输电线路的数量型号和补偿设备的数量型号的选择必须根据一些准则仔细权衡,包括可靠性、稳定性、稳态性能、费用和环境状况的准则等。基于此,魁北克水电公司的专家们开发了一个用于输电网络初步设计的专家系统,该专家系统具有以下特点。
2.1目标和预期效益
主要目的是研究使用专家系统(ES)来模仿人类专家在AC/DC输电网络初步设计中的行为的可能性。系统地确定和表达进行一项合格设计所必须的知识,包括符号和数字数据,以及指导该项设计的原理、规则、准则折衷方法和数学模型。合格的设计基于费用、环境状况、稳定性、可靠性和设计灵敏度或鲁棒性等准则。ES原型还应指导用户通过完成设计所需的各步骤,使用户与知识库交互作用,并提供达到每一中间步骤后相应推理路径的解释。预期的主要效益是:
a)专家知识能够保留和传授给未来的工程师;
b)知识可以用更加具体的形式加以表达,而不是一些不明确的、没有根据的判断;
c)将获得得更一致的结果;
d)与人类专家相比,ES可以检查、比较更多的方案,得到更经济的设计;
e)借助于推理解释功能,ES可以作为未来专家的教学和训练工具;
f)作为一种“咨询”手段或者一个对已有设计进行评价和改进的工具,ES对专家将很有帮助;
g)ES将充当进行各种电力系统设备设计的专家系统家族的先驱,作为一种模型,从中抽取更加一般的设计方法论;
h)ES起到收集常常分散在整个设计机构中的知识的作用。
2.2领域专家和知识工程师的交互作用
知识工程师应当具有电力系统分析和设计领域以及人工智能(AI)领域的经验,已经证明两种知识的混合对于从领域专家处抽取和浓缩专家知识非常有效。专家知识来自于电力系统规划工程师,他们具有多年的规划、设计和调试大型工程项目的经验。
2.3对设计的评价因素一个候选的设计必须满足下述条件:
a)DC系统最小故障恢复特性;
b)容许的无线电和谐波干扰要求;
c)故障后的最小稳定判据;
d)稳定电压和无功电源的极限;
e)甩负荷后的暂态过电压极限;
f)可靠性所要求的最小设备冗余度;
g)必须对输入数据变化不敏感(鲁棒性);
h)必须满足某一最大费用要求;
i)必须适合现有技术。
魁北克水电公司的“直流/交流输电网络网络设计专家系统”已经成功地应用了近十年,并在不断地发展、完善。随着模糊技术和人工神经网络等的迅速发展,综合智能控制技术在电网规划中的应用前景愈来愈广阔。
3电网规划决策系统的分解及协调
电网的建设是资金和技术密集型的工程,线路和设备的经济使用寿命长达数十年之久,所以网络的结构合理与否,对电网的技术性能和经济效益将产生长期的影响。一次规划失误的损失,若干年难以挽回。随着广东省电网的不断发展,如何合理地布局电网已是当前电网乃至整个电力工业发展的重要课题之一。
电网规划需要确定的决策是大量的,而这些决策在时间和空间上是相互影响的。目前,限于各方面条件,无法将其统一在一个模型中考虑。只能将其分解成相对简单的子问题,再通过子问题间的迭代进行协调。按照问题划分,电网规划可分为:负荷预测,网架规划,无功规划,稳定性分析,短路电流分析。
4结束语
电网负担着将电源与用户连接起来的任务。此外为了得到最大的供电可靠性和经济性,它还担负着与邻近地区电力系统联系起来的任务。由于电网设备投资需求大,并且设备寿命长达数十年,从而导致电力系统强烈地受“过去权重”的制约,因此,寻求最佳的电网投资决策以保证整个电力系统的长期优化发展,是电网规划所要达到的目标。
结合本文的论述可以看出,电网这一巨维数的典型动态大系数,具有强非线性、时变且参数不确切可知、含大量未建模动态部分的特征,而我们所要达到的控制效果是一种多目标、滚动优化的动态非量化指标(电网的工程效益),在这个过程中知识的表示和处理占了较大的比重。这样就需要利用综合智能控制技术去有效地组织有关电网规划的大量知识,进行选优运算,得到优化的决策。目前广东省电力工业局联合华南理工大学电力学院共同开展了“电网规划专家决策系统”的有关理论研究工作,并有望在2000年开发一个有效的基于综合智能控制技术的电网规划决策系统,它的使用将对广东省电网的建设起到积极的促进作用。
参考文献
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对智能电网的认识篇3
关键词:智能电网;信息与通信技术;安全防护
中图分类号:TM711文献标识码:A文章编号:1674-7712(2013)18-0000-01
智能电网是国际电网发展的趋势,信息和通信技术作为智能电网的一项核心技术,是实现国家电网高科技化的基础。我国正在努力构建一条信息化、自动化、互动化、数字化为特征的智能化国家电网。可是由于当前技术发展水平的局限,我国的智能电网发展还存在一些问题。因此,我们需要提高对智能电网信息与通信技术相关问题的认识,构建一条更安全更高效的国家智能电网。而清楚了解智能电网的主要特点,了解信息与通信技术安全防护的相关问题,对我国国家智能电网信息与通信体系的构建具有很重要的实践意义。
一、智能电网运用的主要特点
智能电网即电网的智能化,是在高速双向通信网络的基础上,应用先进的遥感和测量技术、设备技术、控制方法和决策支持系统技术发展而成的[1]。因此,它的发展带有许多自身的特点:(1)稳定。智能电网在信息的传输期间可以实现网络结构的高效运行,有效避免信息被盗取;与传统电网相比,智能电网的优势有:即使在自然灾害或者极端的气候条件下,仍然能够保证电网的稳定运行;即使电网发生故障或者受到干扰,也能继续供电,大大减少了大面积停电的现象。(2)兼容。智能电网能兼容不同形式的信息数据,这大大有利于智能电网的运行调控,发挥智能电网的综合性能。而且智能电网用户有更多的网络传输选择,选择方式有:可再生资源的有序、合理接入,微电网接入和分布式电源接入。同时,还可以与用户进行高效的互动,满足电网用户多样化需求和增值服务。(3)自愈。智能电网在使用受限制时具有自我分析、自己处理、及时修理不足的优点。能实时对电网的使用情况进行安全评估,更好地进行安全预防。这些都是传统电网无法比拟的优越性。(4)经济。智能电网的运行有利于电力市场运营和交易,有利于资源优化配置,降低电力能源的消耗,提高能源的利用率,从而降低消耗成本,提高电网企业的经济效应。(5)集成。智能电网可以整合不同类别的数据,确保用户按时接受到数据信息,有效地防止重要资源的窃取,实现电网信息的高度集成与共享。
二、信息与通信技术安全防护问题
智能电网对信息交换的依赖性强,设备元件多,电网跨地域广,这些都容易引发网络故障[2]。而无线网络安全问题,与因特网的强连接问题等成了智能电网的新安全隐患。因此,必须要构建一个新的安全防护体系,这个体系的主要方面有:(1)脆弱性和风险评估。有数据显示已知的系统漏洞、服务器和网络配置错误会导致90%的信息系统入侵[2]。因此,智能电网需要定期对风险进行评估,设定相关原则来指导措施的改进。(2)重要系统的可靠性。必须要防范网络黑客或者病毒对重要系统的入侵,特别是要防止因为遭受攻击而导致的一次系统的控制事故。这些必须要防范的重要系统有:电力数据采集与监控系统,变电站自动化系统,电能量计量计费系统等。(3)应付威胁的能力。电网信息安全不容忽视,当信息系统被攻击时,应该要有相应的报警机制。当遇到大的故障时,电网公司应该要能及时和政府进行合作,共同响应。(4)敏感信息的安全。对一些重要环节比如说电网的发电、输电、配电的重要数据要进行重点保护。要通过有认证、加密功能的安全网来防止非法访问和盗用,同时对重要信息进行备份以防信息的破坏和丢失。
三、智能电网信息与通信的构建体系
智能电网是行业发展的必然结果,只有把智能电网与无线通信结合起来,才能真正做到安全高效地传输数据信息,为用户提供一个安全广泛的信息服务。电网与信息系统之间的相互关系,如图1:
图1电网与信息系统之间的相互关系
而构建一条安全高效的智能电网需要重点关注以下几个方面:(1)构建层次模型。智能电网的系统非常复杂,内部有许多子模块,构建层次模型是电网运行的关键步骤。电网设计人员在进行智能网络策划时,应该具体划分每一个模块,这样可以让每一个模块都发挥出最佳的信息功能,发挥无限通信技术的良好优势,从而为广大用户提供高效的传输服务。(2)优化通信网络。智能电网的发展需要计算机技术、通信技术、传感技术这三大科学技术的结合,某项技术的单独服务已经不适合当今通信网络发展的趋势了。因此,无线通信不仅需要借助智能电网完成数据传输的操作,也要结合计算机网络和信息传感技术共同组网以优化通信网络。(3)设计标准体系。智能电网标准体系是指引电网良好运作的重要准则。随着时代的发展,技术的进步,原先的智能电网系统已经越来越不适应发展的趋势了。因此,智能电网的改造维护成为一项创新的活动,要对电网的网络结构进行适当的调整以优化其结构,增强它的使用特性,提高智能电网网络体系的运行效率,在促进技术更新的同时也为技术开发的企业带来了巨大的经济效益。(4)定期进行设备的更新。技术的进步和更新需要硬件设施作为保障,因此对现有的硬件进行更换更新是很必要的。同时,电网企业还应该引用国外先进的电网设备,进行电网系统升级,完善电网的功能,提高智能化电网的整体操作水平。
四、结语
综上所述,智能电网是当前国家电网发展的重点,信息和与通信技术是智能电网的一项核心技术。由此可见,我国的智能电网通信网络是当前发展的主要趋势,但是其在体系建构、安全防护等方面还存在一定的问题。因此我们必须研究我国智能电网发展的安全防护、构建体系等关键问题,以更好地进行智能电网的构建。笔者相信,随着时代的发展和科技研究的不断深入,一条高效、安全、先进的智能电网会成为我们生活中很重要的一部分。
参考文献:
对智能电网的认识篇4
【关键词】智能配电网安全过滤数据加密通信
1引言
物联网的发展是未来智能电网中电力网络发展的方向,物联网是智能电网实现的必要条件,物联网和电力系统的生产、运行、管理、输用等环节紧密联系在在一起。智能电网包括智能输电网和智能配电网都是智能电网组成部分,智能输电网担当电力系统中输送电能量的任务,智能配电网则是为终端用户输送电量,虽然两个的电压等级有很大的区别,但是它们各自的地位都是不可替代的。智能配电网完成各种配电任务都需要通信网络的支持。然而,随着智能电子设备增多随之而来的数据量的也在不断的增加以及电力信息数据实时性,高速的通信网络环境是智能配电网需要的条件。智能配电网中的电力通信更加的开放,电力网路的入侵接口也随之增加,电力系统的安安全性和可靠性需要经受更严峻的考验。因此,我们需要更迫切地解决智能电网中电力通信网络系统的信息数据安全的问题。
由于智能配电网与终端有良好的交互,大量用户的接入对信息安全带来了一定的威胁。因此我们要过滤非授权的访问终端,而信息加密技术是保障电力系统信息安全的核心技术。在信息安全过滤理论上,通过一个综合加密通信编程实例,提出采用多级信息安全过滤模型和综合加密技术实现对智能配电网的信息系统的安全防护。
1信息的安全过滤
信息过滤是通过监控动态的信息源以找到满足用户需求的信息或剔除用户不需要的信息以及不合法的终端用户。
1.1安全过滤的主要方法
1.1.1主动过滤
过滤系统主动从信息源上为其用户送达相关的信息。用户提前做好过滤准备,可以设置有权或无权访问的对象列表等,便于在信息过滤时根据用户自己设置好的访问对象。
1.1.2被动过滤
过滤系统不对信息源的信息进行判别和处理,当用户在访问对象时才对信息、数据、图像等信息进行判别分析处理,更具用户的需求是否处理过滤信息。
2加密技术
由于电网中含有许多敏感信息,为了防止未授权用户访问或获取电网运行和调度信息的安全性、完整性,只要通过认证、加密功能来实现数据的安全问题。
目前的数据加密技术根据密钥类型可分为私钥对称加密和非对称加密)。对称加密系统与非对称加密相比,在加密、解密处理速度、防范能力、数字签名和身份认证等方面各有优劣。
2.1RSA算法
RSA算法是一种非对称密码算法,所谓非对称,就是指该算法需要一对公开密钥与私有密钥,使用公开密钥对数据进行加密,则只有用对应的私有密钥才能解密。但是速度一直是RSA的缺陷。一般来说只用于少量数据加密。
RSA的算法涉及三个参数,n、e1、e2。其中,n是两个大质数p、q的积,n的二进制表示时所占用的位数,就是所谓的密钥长度。e1和e2是一对相关的值,e1可以任意取,但要求e1与(p-1)*(q-1)互质;再选择e2,要求
(e2*e1)mod((p-1)*(q-1))=1。
(n,e1),(n,e2)就是密钥对。其中(n,e1)为公钥,(n,e2)为私钥。RSA加解密的算法完全相同,设A为明文,B为密文,则:
A=BΛe2modn
B=AΛe1modm
2.2DES算法
数据加密算法(DataEncryptionAlgorithm,DEA)是一种对称加密算法,DES采用的主密钥为64bit,其中8bit为奇偶校验位,实际主密钥为56bit。解密时用同样的密钥将密文作为输入,经过一系列相反的步骤得到的输出即明文。但是密钥的安全性和管理是它的不足之处。
2.3RSA&DES综合加密
基于RSA算法和DES算法两种典型密码算法的优缺点。用DES算法作为数据的加密算法对数据加密,用RSA算法作为DES密钥的加密算法,对DES的密钥进行加密。要加密的数据量通常很大,而DES算法的加、解密速度效率高,对每个数据分组的加密仅需很短时间就能完成。因此,用DES算法对大量的数据加密不会影响整个系统的效率。DES和RSA综合加密如图1所示。
在加密、解密的处理效率方面,DES算法优于RSA算法。在密钥的分配、管理、安全度方面,RSA算法比DES算法更加优越。DES和RSA综合加密算法既能发挥DES算法加密速度快、安全性好的优点,又能发挥RSA算法密钥管理方便的优点,二者各取其优,扬长避短。
3能配电网通信系统模型
智能配电网最为理想的控制模式是集中控制模式(如图2所示),而通信系统是建设智能配电网的一个关键环节。有效的通信方式是智能配电网的前提和支柱,将控制中心的命令有效地准确地传送到繁多的终端智能电子设备(IntelligentElectricDevice,IED),并且将终端智能电子设备采集的各种实时信息传送到控制中心。
4多级信息过滤防护
该模型包括了第一级的基于Web缓存技术的地址安全过滤和第二级的共享密钥认证技术和综合加密技术的安全过滤两大模块。其中基于Web缓存技术的地址过滤包含了硬件设备认证子模块。此模型从硬件认证(设备身份认证)和软件认证(共享密钥和综合加密解密技术)两个方面,很好地提高了安全过滤的准确性和保障了电力网络敏感信息的安全性。
4.1第一集过滤
终端IED经过简单的URL(设备的IP地址)的过滤,由于IED的设备的MAC地址或者IP地址是终端设备的唯一标识符。Web高速缓存服务器技术可以缓存子站与终端IED或者终端IED和终端IED访问过的对象,这一特点使得我们可以利用Web缓存技术在子站服务器不忙时启动地址判别、分析功能,采用MAC地址或者IP地址判别技术,使用“MAC判别引擎”或“IP判别引擎”,并根据预先设定的规则对缓存数据进行判断,对主站与终端设备或者终端设备和终端设备访问时提供的陌生的IP地址或者MAC地址进行登记,生成拦截“黑名单”添加到数据库中,同时对不匹配的对象则给予阻断或封锁,这样在以后正常工作时,便可以在这一级将无权限访问的对象过滤掉,从而实现了“一次过滤,多次服务”的高效服务模式。重而初步的防止未授权的对象访问或者获取非法的调度敏感信息以及各种破坏行为。
4.2第二级过滤
MAC地址虽然是一个网络硬件设备的标识,一般是固定的,但是可以通过硬件或软件的方法修改。攻击者可以利用MAC地址欺骗这一弱点,盗用合法IED的地址,从而进行窃取电力网络信息或者破坏电力网络。
设备身份认证成功后由于可能存在MAC地址或者IP地址的伪造,上一级的过滤有可能存在一些没有被过滤掉的访问对象及所携带的信息。此时进行共享密钥认证需要终端IED和子站配置相同的共享密钥。共享密钥认证的认证过程为:终端IED先向子站发送认证请求,子站会随机生成一个数据包(字符串)发送给终端;终端将收到一个字符串的最新数据,用一个密钥加密,然后发送到子站;接收到数据后,数据使用密钥解密,最初结束再解密字符串比较未加密前的字符串。如果相同,则说明客户端拥有子站相同的共享密钥,即通过了SharedKey认证;否则认证失败。
终端的IED的电力信息用DES加密算法为数据进行加密,用RSA算法作为DES密钥的加密算法作为终端IED的公开密钥,而子站保存私用密钥。综合加密工作方式能大大提高加密效率和增强了保密强度。该加密算法既能发挥DES算法加密速度快、安全性比较高同时也发挥了RSA算法密钥管理方便的优点。
由于可能存在MAC地址或者IP地址的伪造,上一级的过滤有可能存在一些没有被过滤掉的访问对象及所携带的信息。此时访问过滤方案描述如下:
(1)终端、子站、主站的IED携带信息进入信息网。
(2)终端IED和子站进行共享密钥认证。
(3)终端IED进行共享密钥认证技术后,将执行如下操作:
(1)对于认证成功的终端IED所携带的电力敏感信息进行DES加密,然后对其密钥用RSA加密作为对应终端IED的公开密钥,把加密的数据和加密后的密钥传送给子站。子站收到终端IED的信息后,子站用保留的私用密钥先对密钥进行RSA解密,然后对其加密数据解密。
(2)对于认证失败的终端,把终端的唯一标识符及其所携带的信息添加到敏感数据库,进行封存过滤。
4)对于数据解密成功,数据采集端保存数据。否则终止其访问权,将终端加入敏感数据库。
5实例分析
网络化的通信结构和多种通信技术在同一个网络中的综合运用,扩大了网络的规模,增加了网络的复杂性,给网络的运行维护增加了很大的困难。我们熟知智能配电网通信系统三层网络模型建立如图3所示的通信网络。为了方便演示,服务端采用的是单线程。本文在VS2010平台上用c#开发时是一对一(一个服务器对一个客服端),但不影响在实际应用中。
基于上述电力通信系统模型,利用本文方案,能够保证非法使用的终端IED无法接入到系统中,从而阻止非法入侵者对系统的恶意攻击。分析如下:
首先,终端IED与上级相互通信时,以终端IED的唯一标识符作为设备身份认,这样有效地提高智能配电网的信息安全的可靠度,同时对不合法的终端IED的信息封存在SQL数据库,提高了拦截效率。
其次,客户端把需要发送的明文经过综合加密技术后,信息传送到服务端,服务端用RSA创建对象:
rsa调用私钥解密加密过的密钥,此时密钥变成明文,就可以解密信息数据。经过解密的密钥再进行解密加密过的数据,服务端用DES创建对象
Des调用解密算的对数据解密。通过以上多重加密解密过程来防止了密钥泄漏问题。电力信息进行综合加密提高了加密效率和数据的安全性。即使对于有些侥幸不合法的终端IED获取访问或者获取电力敏感信息也是经过综合加密的信息。
最后,对于采用的对称加密算法,不影响数据的实时性。由于多级过滤非授权的终端,阻止了不法分子分子访问、截获、篡改电力信息和隐私,为配电通信网的安全提供保障措施。
6结语
本文在智能配电网通信系统结构设计的基础上,针对智能配电网存在的信息安全问题,采用基于多级过滤和综合加密体制,提出了一种适合智能配电网通信系统的信息控制访问方案。该方案对接入公网的用户进行初步的信息过滤,利用加密技术对数据加密,不管是拥有权限访问的公网接口用户还是利用欺骗技术绕过过滤系统的非法用户,都不能及时获得数据的真实性,保证信息数据的安全性,提高了电力系统的安全性和可靠性。
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作者简介
李貌(1988-)男,硕士研究生,研究方向为调度自动化及计算机信息处理。
滕欢(1965-),女,高级工程师,硕士研究生导师,长期从事电力系统及其自动化科研、教学及工程实践工作。
阳江华(1988-)女,硕士研究生,研究方向为调度自动化及配电自动化。
对智能电网的认识篇5
2009年,美国总统奥巴马积极回应IBM首席执行官彭明盛提出的“智慧的地球”概念,提出火力发展以物联网为核心的新兴技术产业,实现人类社会与物理系统的整合,在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产相生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平。奥巴马认为这就是美国在21世纪保持和夺回竞争优势的方式。
中国政府也对物联网的发展极为重视。2009年8月7日,总理在无锡提出了“感知中国”的理念,表示中国要抓住机遇,大力发展物联网技术。11月3日,总理再次指不要着力突破传感网、物联网关键技术。进入2010年,物联网成为当年“两会”的热门话题,“积极推进‘三网’融合,加快物联网的研发应用”也首次写入政府工作报告。据了解,2010年一系列物联网发展相关的产业政策将陆续出台。
物流业是最早接触物联网理念的行业,也是中国物联网在2003~2004年第轮热潮中被寄予厚望的一个行业。很据物联网发展现状,在分析国内外物联网发展对物流业影响的基础上,我们认为物联网的发展必将推动中国智慧物流的变革。因此在2009年10月,《物流技术与应用》编辑部和中国物流产品网联合提出了“智慧物流”理念,开始在物流业全面倡导智慧物流变革。
认识物联网的本质
物联网概念不是凭空杜撰出来的,也不是某单项新技术突破引申出来的。物联网的发展有坚实基础,是现代信息技术发展到一定阶段的必然产物,是多项现代信息技术的聚合应用与创新,是信息技术系统性的创新与革命。
物联网的概念在1999年提出,当时基于互联网、RFID技术、EPC标准,在计算机互联网的基础上,利用射频识别技术(RFID)、天线数据通讯等技术,构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“laltemetofthings”(简称物联网)。这也是中国第一轮物联网热潮的基础。
2005年11月17目,国际电信联盟(ITU)借用了“物联网”名词,了《ITU互联网报告2005:物联网》,宣布了无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾,都可以通过网络主动进行信息交换。RFID技术、传感技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。ITU描述了一个美好的、智慧的物联网世界。物联网概念的兴起,得益于ITU的2005年以物联网为标题的年度报告。然而,ITU对物联网缺乏一个清晰的定义。
目前关于物联网的定义有多种,众多专家也有自己的描述,在对物联网本质的认识上也存在一些误区,物联网还缺乏一个清晰的定义。但是,物联网的基本概念框架已经形成,不会影响我们对物联网本质的认识。
我们认为:物联网就是“物物相连的互联网”,是通过各类传感装置、RFID技术、视频识别技术、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,根据需要实现物品互联互通的网络连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的智能网络系统。
物联网主要有三层架构,即:感知层、网络层和应用层,如图1所示。
从物联网本质上看,物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升,将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用,使人与物智慧对话,创造一个智慧的世界。因为物联网技术的发展几乎涉及到了信息技术的方方面面,是一种聚合性、系统性的创新应用与发展,才被称为是信息技术的第三次革命性创新。物联网的本质概括起来主要体现在三个方面:一是互联网特征,即对需要联网的“物”一定要能够实现互联互通的互联网络;二是识别与通信特征,即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信(M2M)的功能;三是智能化特征,即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。
物联网认识方面的误区
毋庸讳言,目前关于物联网的认识还有很多误区,这也直接影响我们理解物联网对物流业发展的作用,因此有必要首先辨误,理清思路。
误区之一:把传感网或RFID网等同于物联网。事实上传感技术也好、RFID技术也好,都仅仅是信息采集技术之一。除传感技术和RFID技术外,GPS、视频识别、红外、激光、扫描等所有能够实现自动识别与物物通信的技术都可以成为物联网的信息采集技术。传感网或者RFID网只是物联网的一种应用,但绝不是物联网的全部。
误区之二:把物联网当成互联网无边无际的无限延伸,把物联网当成所有物的完全开放、全部互连、全部共享的互联网平台。实际上物联网绝不是简单的全球共享互联网的无限延伸。即使互联网也不仅仅指我们通常认为的国际共享的计算机网络,互联网也有广域网和局域网之分。
物联网既可以是平常意义上的互联网向物的延伸;也可以根据现实需要及产业应用组成局域网、专业网。现实中没必要也不可能使全部物品联网;也没必要使专业网、局域网都必须连接到全球互联网共享平台。今后的物联网与互联网会有很大不同,类似智慧物流、智能交通、智能电网等专业网,智能小区等局域网才是最大的应用空间。
误区之三:认为物联网就是物物互联的无所不在的网络,因此认为物联网是空中楼阁,是目前很难实现的技术。事实上,物联网是实实在在的,很多初级的物联网应用早就在为我们服务着。物联网理念就是在很多现实应用基础上推出的聚合型集成的创新,是对早就存在的具有物物互联的网络化、智能化、自动化系统的概括与提升,它从更高的角度升级了我们的认识。
误区之四:把物联网当成个筐,什么都往里装;基于自身认识,把仅仅能够互动、通信的产品都当成物联网应用。如,仅仅嵌入了一些传感器,就成为了所谓的物联网家电;把产品贴上了RFID标签,就成了物联网应用等等。
物联网在物流业的应用分析
物流业是物联网很早就实实在在落地的行业之一,很多先进的现代物流系统已经具备了信息化、数字化、网络化、集成化、智能化、柔性化、敏捷化、可视化、自动化等先进技术特征。很多物流系统和网络也采用了最新的红外、激光、无线、编码、认址、自动识别、定位、无接触供电、光纤、数据库、传感器、RFID、卫星定位等高新技术,这种集光、机、电、信息等技术于一体的新技术在物流系统的集成应用就是物联网技术在物流业应用的体现。概括起来,目前相对成熟的物联网应用主要在以下四大领域:
一是产品的智能可追溯网络系统:如食品的可追溯系统、药品的可追溯系统等。这些智能的产品可追溯系统为保障食品、药品等的质
量与安全提供了坚实的物流保障。
目前,在医药、农产品、食品、烟草等行业领域,产品追溯体系发挥着货物追踪、识别、查询、信息采集与管理等方面的巨大作用,已有很多成功应用。其中,粤港合作供港蔬菜智能追溯系统就是一个典型案例。通过采用RFID技术,可以对供港蔬菜进行溯源,实现了对供港蔬菜从种植、用药、采摘、检验、运输、加工到出口申报等各环节的全过程监管,可快速、准确地确认供港蔬菜的来源及合法性,加快了查验速度,提高了查验的准确性。通过RFID标签与数据库形成的“物联网”,实现了对供港蔬菜的自动化识别、判断和监管,可提高监管效率,实现快速通关。
二是物流过程的可视化智能管理网络系统:这是基于GPS卫星导航定位技术、RFID技术、传感技术等多种技术,在物流过程中实时实现车辆定位、运输物品监控、在线调度与配送可视化与管理的系统。目前,全网络化与智能化的可视管理网络还没有,但初级的应用比较普遍,如有的物流公司或企业建立了GPS智能物流管理系统,有的公司建立了食品冷链的车辆定位与食品温度实时监控系统等,初步实现了物流作业的透明化、可视化管理。
在公共信息平台与物联网结合方面,也有一些公司在探索新的模式。展望未来,高效精准、实时透明的物流业将呈现在我们眼前。
三是智能化的企业物流配送中心:这是基于传感、RFID、声、光、机、电、移动计算等各项先进技术,建立全自动化物流配送中心,建立物流作业的智能控制、自动化操作的网络,可实现物流与生产联动,实现商流、物流、信息流、资金流的全面协同。如:一些先进的自动化物流中心,就实现了机器人码垛与装卸,无人搬运车进行物料搬运,自动输送分拣线上开展分拣作业,出入库操作由堆垛机自动完成,物流中心信息与企业ERP系统无缝对接,整个物流作业与生产制造实现了自动化、智能化。这也是物联网的初级应用。
四是企业的智慧供应链:在竞争日益激烈的今天,面对着大量的个性化需求与订单,怎样能使供应链更加智慧?怎样才能做出准确的客户需求预测?这些是企业经常遇到的现实问题。这就需要智慧物流和智慧供应链的后勤保障网络系统支持。打造智慧供应链是IBM智慧地球解决方案重要的组成部分,也有一些应用案例。
此外,基于智能配货的物流网络化公共信息平台建设,物流作业中手持终端产品的网络化应用等,也是目前很多地区推动的物联网在物流领域应用的模式。
目前,物联网在物流行业的应用,在物品可追溯领域的技术与政策等条件都已经成熟,应加快全面推进;在可视化与智能化物流管理领域应该开展试点,力争取得重点突破,取得有示范意义的案例;在智能物流中心建设方面需要物联网理念进一步提升,加强网络建设和物流与生产的联动;在智能配货的信息化平台建设方面应该统一规划,全力推进。
物联网推动智慧物流变革
物联网虽然早已在物流业有应用,但是物联网理念的提出对现实中局部的、零散的物流智能网络技术应用有了一种系统的提升,契合了现代物流的智能化、自动化、网络化、可视化、实时化的发展趋势。物联网对物流业的影响将是全方位的,因为现代物流业最需要现代信息技术的支撑。
首先,物联网的理念开阔了我们的视野,提高了我们的认识,让我们能够主动地全面提升物流业智能化、自动化与信息化水平,统一理念,开拓思路,借助于新的传感技术、RFID技术、GPS技术、视频监控技术、移动计算技术、无线网络传输技术、基础通信网络技术和互联网技术的发展,全面开创智慧物流新时代。
其次,物联网必将带来物流配送网络的智能化,带来敏捷智能的供应链变革,带来物流系统中物品的透明化与实时化管理;实现重要物品的可跟踪与追溯管理。相信随着物联网的发展,一个智慧物流的美好前景会很快实现。物联网在物流业应用的趋势与问题
物联网发展推动着中国智慧物流的变革。随着物联网理念的引入、技术的提升、政策的支持,相信未来物联网将给中国物流业带来革命性的变化,中国智慧物流将迎来大发展的时代。
未来,物联网在物流业的应用将出现如下四大趋势:
一是智慧供应链与智慧生产融合。
随着RFID技术与传感器网络的普及,物与物的互联互通,将给企业的物流系统、生产系统、采购系统与销售系统的智能融合打下基础,而网络的融合必将产生智慧生产与智慧供应链的融合,企业物流完全智慧地融入企业经营之中,打破工序、流程界限,打造智慧企业。
二是智慧物流网络开放共享,融入社会物联网。
物联网是聚合型的系统创新,必将带来跨行业的网络建设与应用。如一些社会化产品的可追溯智能网络就可以方便地融入社会物联网,开放追溯信息,让人们可以方便地借助互联网或物联网手机终端,实时便捷地查询、追溯产品信息。这样,产品的可追溯系统就不仅仅是一个物流智能系统了,它将与质量智能跟踪、产品智能检测等紧密联系在一起,从而融入人们的生活。
物流渗透在人们生活的方方面面,不仅是产品追溯系统,今后其他的物流系统也将根据需要融入社会物联网络或与专业智慧网络互通,如:智慧物流与智能交通、智慧制造、智能安防、智能检测、智慧维修、智慧采购等系统融合,从而为社会全智能化的物联网发展打下基础,智慧物流也将成为人们智慧生活的一部分。
三是多种物联网技术集成应用于智慧物流。
目前在物流业应用较多的感知手段主要是RFID和GPS技术,今后随着物联网技术发展,传感技术、蓝牙技术、视频识别技术、M2M技术等多种技术也将逐步集成应用于现代物流领域,用于现代物流作业中的各种感知与操作。如,温度的感知用于冷链;侵入系统的感知用于物流安全防盗;视频的感知用于各种控制环节与物流作业引导,等等。
四是物流领域物联网创新应用模式将不断涌现。
物联网带来的智慧物流革命远不是我们能够想到的以上几种模式。群众是真正的英雄,随着物联网的发展,更多的创新模式会不断涌现,这才是未来智慧物流大发展的基础。
目前就有很多公司在探索物联网在物流领域应用的新模式。如,某公司在探索给邮筒安上感知标签,组建网络,实现智慧管理,并把邮筒智慧网络用于快递领域;当当网在无锡新建的物流中心就探索物流中心与电子商务网络融合,开发智慧物流与电子商务相结合的模式;无锡新建的粮食物流中心探索将各种感知技术与粮食仓储配送相结合,实时了解粮食的温度、湿度、库存、配送等信息,打造粮食配送与质量检测管理的智慧物流体系等等。
物联网在物流业发展前景光明,但是面对物联网热潮,我们也要保持冷静,不要不顾实际去跟风炒作。具体而言,应该注意以下三个问题:
一、切记浮躁心态。
近期以来,关于物联网的发展新概念风起云涌,各行业与各地区都让人感到有一股浮躁情绪,让人感到一种无法言说的忧虑。新技术受到普遍关注,本是正常;但不正常的是,我们不是实实在在地推进,而是一窝蜂地炒作。对此,国家工信部一位官员就谨慎地指出,发展物联网绝不能搞“大呼隆”,否则就是“浪费资源”,将会导致整个物联网产业链受损。
二、尽快制定统一标准。
物联网的发展与应用,向上关系到众多物联网技术装备企业,中间关联着电信等网络层的基础通信运营商,向下关联着众多应用企业与行业。物流行业仅仅是应用行业之一,在这种情况下,物联网发展迫切需要统一标准,统一规划,切忌各自为战。但是,目前物联网标准制定缺乏统一协作,由于缺乏统一的规划,物联网应用和产业规模发展也都受到很大影响。
对智能电网的认识篇6
【关键词】智能电网;电力网络;营销模式
一、前言
随着科技的不断创新,互联网在人们的生活中发挥着越来越重要的作用,当前智能电网不再只是一个信息传播的工具,而是逐渐演变为网络购物等网络营销模式,给商家和用户都提供了很大的便利。随着人们观念的逐渐转变,网络营销手段已经逐渐取代传统模式的实体店,在营销的过程中发挥着重要的作用。而智能电网的高速发展逐渐打破了电力行业的垄断,不仅提高了工作效率,也降低了成本,形成了当前市场供求体系的电网营销模式。
二、网络营销概述
网络营销是在互联网和现代化通讯技术的基础上发展衍生的产物,改变了人们的消费模式。随着科学技术的不断发展,互联网和电子产品被广泛应用到生活中,并成为了当今社会人们必不可少的通讯工具,利用这一优势,人们创造了互联网营销模式。这种网络营销是社会发展的必然,也是社会发展的产物。
三、我国电力网络营销存在的问题
1.电力企业竞争意识淡薄
传统的电力企业在中国的发展中具有重要的地位,导致电力工作者安于现状,不能够认识到当前电力在社会发展中面临的巨大挑战,也没有意识到自己更大潜能的开发。但随着智能电网的出现,电力市场不断出现新的发展方式,这给传统的电力行业造成了很大的冲击。通过调查显示,全国有40%以上的人们利用网络进行购物,有70%的人会使用网络,只有30%的人不会运用网络。所以,传统电力企业被迫面对市场形势和消费者,急需改变传统的思想观念。但一些改变的技术手段还不先进,也没有得到更大的发挥。
2.营销人员素质偏低
在传统的营销模式体系下,市场普遍存在着供不应求的情况,而电力企业并没有意识到可以发挥自身的优势进行营销。所以导致电力企业的人员营销素质偏低。但随着智能电网的出现,利用电力进行营销逐渐被人们所认可,传统电力也向着智能电网的方向发展,但由于营销人员传统观念的深入人心和整体素质的偏低,在进行营销模式改革的进程中,还需要一段时间的积累。
四、职能电网下电力网络营销模式设计
1.完善网络基础设施建设
智能电网的有效利用不仅仅是电网技术和基础设备的简单结合,也不是只解决当前所面临的营销问题。电网是科学技术的发展和社会进步的产物,是社会发展的必然趋势。要想促进电网安全、经济可靠和环保这一功能的实现,必须要对电网的企业性质进行改革,实现各行业之间的相互配合,结合电子技术等科技手段的运用,不断建立智能电网的基本框架。智能电网的建立不仅能够促进电力行业的不断发展,同时也能够促进其他能源行业加入竞争行列,使得电力行业在自身的发展方面改变了经营体系,逐渐向着营销模式所转变。所以要改变传统的营销模式,应该坚持以客户为中心的服务理念,在竞争的过程中实行优胜劣汰的竞争体制。因此,为了更好的促进电力事业的发展,要不断完善网络基础设施的建设,从而保障电力网络营销快速有序的发展。
2.建立系统规划,制定符合市场的营销策略
当前,随着智能电网的不断发展,相关的电力企业逐渐认识到发展智能电网的重要性,并建立了完善的基础设施网络体系,积极进行网络建设,制定出营销的具体模式和策略,对智能电网的营销起到了促进作用。在网络结构建设的过程中,投资了1000余万元作为光纤工程的价款,投资了50万元购买了核心交换机,实现了智能电网安全性的提高,更加符合了电网设计的合理布局。由于传统的电力营销的形式在人们的心目中占据了重要的位置,并且短期内不会被消除。所以在网络营销模式与传统营销模式的激烈竞争中,要不断的吸取智能网络营销的先进思想,为建立一个完善的网络营销奠定基础。同时在进行网络营销制度的建立上,一定要掌握当前社会的现状,制定出最适合的营销方案。另外,随着当前市场的不断扩大和人们需求的不断增加,各行业都在密切关注着市场的各项动态,为提高自己产品的市场占有率做着充分的准备,电力网络营销也不例外,抓住当前营销以客户为中心的宗旨,实行全面的市场化,以客户的喜好为宗旨实行市场化营销模式。市场不是一成不变的,是根据社会的发展而不断变化的,所以要想实现电力网络营销模式的长远发展,就一定要注意把握市场规律并进行不断的创新,建立符合市场发展的营销模式。
3.树立良好的企业形象
在企业发展的过程中企业的形象是发展的重要组成部分。对于当前的电力网络营销模式,最重要的就是要建立优质的服务职能,同时对于营销的人员的素质也有很大的要求,在网络上进行购物的过程中,人们无法看到真正的实物,要想对产品增加了解,营销人员必须要对顾客进行产品介绍,这对营销人员是一种极大的考验,需要企业制定营销人员培训体系,提升了营销人员的自身素质的同时,也保障了企业良好形象的发展。
五、总结
智能电网的建立与发展给网络营销带来了机遇和发展,已经成为了当前社会营销的重要发展趋势。因此,相关电力企业应该高度重视这一营销模式的建立,做好与社会发展现状的有机结合,在提高企业效益的同时,关注企业服务的质量,为企业的发展奠定良好的基础。
参考文献:
[1]孙英宏.智能电网下电力网络的营销模式研究[J].科技致富向导,2014,35:210.
[2]李滨兴.智能电网下电力网络的营销模式研究[J].黑龙江科学,2014,12:247.