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作者簡介:賈玲(1977-),女,河北保定人,陜西省地方電力(集團)公司,工程師;李虹(1977-),女,陜西橫山人,陜西省地方電力(集團)公司,工程師。(陜西?西安?710061)
中圖分類號:F273?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)24-0116-02隨著我國經濟的快速發展,電力基礎設施的投資明顯增大,電廠和電網的容量都有了質的發展,在這種情況下更應保證電網的安全運行。因此應從完善電網網絡結構、提高繼電保護的可靠性和增強調度人員的素質等方面加強管理。
隨著科技的進步及電網規模的不斷擴大,電網發生事故的幾率也在逐漸增加,而作為電網的核心部門,電網調度擔負著保證電網的安全、經濟運行的重要任務,因此其出現事故對電網整體的影響也在日益增大。[1]且隨著近年來城鄉電網改造的逐步深入,電網內各種電氣設備的技術水平都在不斷提高,使電網整體的現代化水平都有大幅度的提高,但同時也增加了電網發生故障的幾率。
一、電力系統安全運行影響因素
對電力系統的可靠運行造成影響的因素很多,根據電力系統本身的特性可將其分為內部因素和外部因素。
1.內部因素
(1)電力系統的一次元件出現固有的故障,如發電機失磁故障、輸電線路短路故障、變壓器磁飽和故障等。
(2)電力系統內部的二次元件如控制和保護系統中的繼電器、斷路器等出現故障。
(3)通信系統發生故障,如外部信息的侵入,信息傳輸過程中設備不穩定導致信息的缺失等。
(4)引入電力市場的競爭機制后導致舊設備與新設備不協調,且缺乏更換舊設備的主動性。
(5)電力系統中的計算機系統出現了硬件、軟件故障。
(6)由于電力系統本身特性所導致的不穩定因素,如頻率不穩定及靜態振蕩等。
2.外部因素
首先是氣候急劇變化造成的自然災害因素,如洪水、雷雨風暴及地震等。
其次是人為的操作因素,如保護和控制系統參數的錯誤設置,由于恐怖活動和戰爭導致的蓄意破壞等。
由于影響電力系統安全運行的因素如此之多,應從多個方面加以綜合防范,首先在電網建設階段要加強監督和管理工作,保證電網建設工程的質量;其次應提高電力系統自動化的水平,加強變電站綜合自動化系統及配電自動化系統的建設,同時定期對調度運行人員進行培訓,提升核心技術人員的職業素質。
二、電網調度存在的不安全因素
電網調度作為電網運行的核心部門,其安全穩定直接關系著電網整體的可靠性,因此應對電網調度中存在的不穩定因素進行分析和研究。根據實際的工作經驗,電網調度中存在的不安全因素主要有:
(1)由于電網運行人員并未嚴格遵守相關安全規程,交接班時在未完全了解電網運行方式的前提下就了調度命令,導致嚴重事故的出現,或者由于疲勞導致在擬寫調度命令時出現失誤。
調度員對相關的調度規程未完全遵守,尤其是在交班時未完全了解電網運行方式,導致工作出現嚴重失誤,且在地調這個層面由于實行的是逐項命令,因此當工作量比較繁重時容易出現擬寫調度命令失誤的情況。在與現場進行三核對的過程中,由于現場回報不清或交接班時沒有對工作交接清楚就匆忙進行操作也容易造成錯誤。
(2)沒有嚴格執行相關的調度操作制度,工作結束時交接手續不清導致工作許可出現錯誤,使得當多個工作組工作時協調效果不好,工作結束后沒有完全匯報工作,造成嚴重的事故。
(3)由于調度員的責任心不強及調度術語使用的不規范導致產生了誤命令,因此需要培養調度的責任心。
(4)由于調度員心理素質和業務非常差,導致對操作中的工作程序和系統的運行狀況不熟悉,延遲了重要用戶的送電。
(5)班組的安全管理存在漏洞,導致調度員的安全意識非常淡薄,對于一二次資料的管理并不能嚴格執行,使得調度員在執行過程中缺乏相關的依據。
(6)檢修工作缺乏計劃性,導致相關的設備進行了多次重復的停電檢修,客觀上為調度員安排電網運行方式帶來了一定的隱患。
三、電網調度安全措施
1.細化運行方式的編制,強化運行方式管理
首先應該將電網的運行方式管理模塊化,從制度上規范電網的運行方式,保證電網年運行方式的編制應依據一年中存在的問題進行,將電網的反事故措施落實到運行方式中,從技術上提升電網運行方式分析的深度。
其次在電網運行方式的計算上要對母線和同桿架設的雙回線路故障下的穩定性進行校核分析,分析重要輸電斷面同時失去兩條線路時導致的故障,嚴格計算在最不利的運行方式下最嚴重的故障對整個電網的影響,要有針對性開展事故預想和反事故演習,對防范措施進行細化,對電網事故防范于未然。同時在有條件的地區可以建立健全相關的數據庫系統,以此來提高電網運行方式的現代化管理水平。
還應從機制上對電力企業調度安全進行完善,提高其對緊急事件的處理能力,對電網中存在的薄弱環節要進行深入的分析,對不同年份的夏季最大負荷進行總結,加強應急體系及應急預案的建設工作,增強應急預案的可操作性,提高電網對大面積惡劣天氣及外力破壞而帶來的惡性事故的預防能力,最大限度地保證電網的安全有序運行,對電網中存在的潛在危險進行化解,杜絕由于調度原因導致的電網安全事故。
2.杜絕誤調度、誤操作事故
[關鍵詞]電網規劃;電力設計;電網安全;影響
中圖分類號:TM715 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)14-0376-01
引言
電網規劃以及電力設計是針對電網運行過程中狀態、規模、安全、進度、質量、容量等多種要素進行統一規劃和設計的重要工作內容,其中電網規劃指的是在電網建設運行之初對電網結構中的諸多輸電線路以及回路數量進行具體的設計,并且針對電網建設運行過程中的具體成本投入以及電網運行過程中的安全性和穩定性進行綜合的考量工作。同時電力設計包括電力工程設計以及電力設備設計兩項內容,其中電力工程設計指的是各種發電、輸電、變電以及配電工程具體的電力工程線路、地點等工程的全部設計內容等等,而電力設備設計則是指變電設備、輸電設備、配電設備等諸多電力設備的具體設計以及電力設備的具體應用情況等內容。電網規劃以及電力設計兩項內容對于電網運行過程中的安全性都有著非常重要的影響,在考慮到電網安全性的原因下,必須針對電網規劃以及電力設計的相關工作內容作出具體的約束,保證電網規劃以及電力設計能夠在工作的過程中為電網安全性提供全面的支撐,而不是因為工作的失誤造成電網運行過程中的安全失誤現象。
1 電網規劃在電網安全運行狀況下的規劃原則
具體來講,電網規劃的過程中必須遵循以下原則內容才能充分的保障電網運行過程中的安全性:
1.1 保證電壓等級的科學性
電壓等級是電網規劃內容中最基礎也是最重要的一項規劃內容,其對于整體電網規劃內容的質量以及合理性有著至關重要的影響,保證電壓等級選擇過程中的科學性和合理性是保證電網運行過程中能夠擁有較好的安全性以及可靠性的重要措施。事實上,如果在電網規劃的內容中選擇的電網電壓等級出現過高或者過低的現象,過高等級的電壓很容易造成線路負荷過大出現火災安全事故,過弱等級的電壓則很有可能造成線路負荷出現過小而不符合整體電網工程的設計要求現象,一般來說電網規劃的內容中針對電壓等級的選擇應該采取盡量簡化電壓等級、減少變壓層次的原則來完成對電壓等級的選擇工作。具體來講,電網規劃內容中針對電壓等級的選擇可以使用500/220/66/10kV 的電壓分級制度, 同時采用500/220kV 電壓作為輸電網電壓、采用66/10/0.4kV 電壓作為配電網電壓,同時在電網規劃的內容中針對高壓、中壓以及低壓電網只采用一級電壓的制度,避免產生重復降壓的現象。以220kV 變電站的電網規劃為例,其可以根據當前地區的實際供電要求選擇220/66/10kV 的電壓為電網電壓。
1.2 保證電網供電的合法性
電網規劃的過程中,還必須保障電網供電的合法性,才能更好的保證電網工程運行過程中的安全性。舉例來講,電網規劃的過程中必須保證電網規劃的內容能夠符合國家頒布的《電網規劃設計準則》中的相關內容,保證電網規劃中電網工程的安全性以及穩定性能夠滿足國家法律中N-1 準則以及N-2 準則的相關內容,其中N-1 準則的內容主要是針對電網運行過程中電力系統相關設備故障原因的安全性要求,要求電網規劃的內容中必須保證電網運行過程中的安全性以及可靠性,保證電網在運行設備出現問題的情況下電壓和頻率依然保持在一個安全穩定的范圍內。一般來講電網規劃只要保證負荷N-1 準則的相關內容就好,但是更高標準的N-2 準則也是當前電網規劃中越來越注重的規劃原則內容,相關設計單位在電網規劃的過程中應該充分考慮上述兩項準則內容。
此外,電網規劃的過程中還應該積極注重其他電網規劃內容的注意事項原則。例如電網規劃的過程中應該積極注重電網運行過程中的負荷轉移能力、電網運行過程中的電網容量載比配置原則等等,更加有效的提升電網規劃內容中針對電網運行安全性的相關內容,保證電網能夠具備更好的安全性以及可靠性。
2 電力設計在電網安全運行狀況下的設計原則
首先需要明確的是,電網運行過程中針對不同電壓等級的電網有著不同的設計原則內容,相關設計單位在電力設計的過程中應該充分的注重這一點,保證電力設計能夠按照不同的電壓等級完成對電力安全設計的內容。以66kV 和220kV 的變電站電力設計為例,電力設計在電網安全運行狀況下的設計原則主要包括以下內容:
2.166kV 變電站的電力設計
一般來說66kV 變電站的電力設計原則主要包括以下內容:
(1)66kV 變電站的電力設計規模, 應該在綜合考量當前區域的實際電能需求后再完成相應的設計內容,同時在電力設計的過程中充分考慮電力設計成本以及電網運行安全性的綜合需求,保證電力設計能夠在占用資源最少的情況下發揮最大的電力供應能力, 保證電網運行過程中的安全性。一般來講66kV 變電站的電力設計應該采用雙繞組變壓器設備,同時采用66/10kV 的兩級電壓模式;
(2)在66kV 變電站的電力設計內容中,應該充分考慮到電網運行結構中的接線形式、出線回路數量、供電電源等多項內容,保證上述內容的科學選擇和合理應用。例如在66kV 變電站電力設計中的接線形式的選擇中,一般都會選擇采用雙電源線路加上橋式接線的方式,最終完成對備投電源的充分連接的方法來完成對接線形式的設計。同時在電力設計的過程中,還可以根據變電所中的實際情況,完成對橋式接線方式的進一步優化設計,根據變電所的實際情況完成對內橋接線或者外橋接線的選擇或者是綜合應用。比如在供電電源的設計過程中,電力單位應該盡量選擇一主一備兩項電源的設計方式來提升66kV 變電站電網運行過程中的安全性以及穩定性。
2.2220kV 變電站的電力設計
具體來講,220kV 變電站的電力設計原則主要包括以下內容:
(1)220kV 變電站主要承擔著城市電力配送的任務, 因此在220kV 變電站電力規模的設計中應該全面的提升變電站的設計規模,保證變電站電網運行過程中電網額定容量以及電力輸送功率的要求。一般來說220kV 變電站的建設規模應該保持在至少兩回以上的電源供電模式、變電所內的變電設備規模應該保持在2-3 臺之間的數量、變電站的主要運行容量應該在180MVA 或者240MVA 范圍內,進而有效的保證220kV 變電站能夠符合城市電網的運行要求,不會出現電壓等級過高或者過弱的不安全現象;
(2)220kV 變電站電力設計的過程中應該更多的考慮到電網運行過程中的相關安全技術以及節能技術,保證城市電網這種大型電網的運行過程中能夠具備更好的安全性能以及節能性能, 進而有效的提升電網運行的安全性。一般來說220kV 變電站電網設計的內容中應該充分的考慮到無功補償、諧波治理等技術內容,保證這兩項技術在電力設計內容中的科學和合理應用。以無功補償技術的應用為例,220kV變電站電力設計中應該裝設電容器補償裝置,在高峰負荷時的功率因素達到 0.95 以上的可以采取主變容量的 10%―――30%作為無功補償的容量。
結語
綜上所述,本文對電網規劃以及電力設計對電網運行過程中的安全性影響以及在電網安全運行狀態下應該采取的規劃和設計原則進行了具體的分析,相關單位在電網規劃以及電力設計的內容中必須充分的考慮安全規劃和安全設計的原則,提升電網運行過程中的安全性。
參考文獻
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一、智能電網的信息安全問題在智能電網部署的過程中必須充分考慮的問題
1.物理安全
智能電網的物理安全是指智能電網系統運營所必需的各種硬件設備的安全,是智能電網信息安全控制中的重要內容。物理安全的防護目標是防止有人通過破壞業務系統的外部物理特性以達到使系統停止服務的目的,或防止有人通過物理接觸方式對系統進行入侵。要做到在信息安全事件發生前和發生后能夠執行對設備物理接觸行為的審核和追查。
2.網絡安全
防護的原則是:安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證。智能電網的通信網絡可劃分為4個分區:安全區I(實時控制區)、安全區II(非控制生產區)、安全區III(生產管理區)、安全區IV(管理信息區)。其中,安全區I、安全區II和安全區III之間必須采用經相關部門認定核準的電力專用安全隔離裝置,必須達到物理隔離的強度。網絡縱向互聯時,互聯雙方必須是安全等級相同的網絡。要避免安全區縱向交叉,同時在網絡邊界要采用邏輯隔離。信息系統網絡運行過程中要充分利用防火墻、虛擬專用網,采用加密、安全隔離、入侵檢測以及網絡防殺病毒等技術來保障網絡安全。
3.數據安全及備份恢復
在智能電網中,數據安全的含義有兩點:其一,數據本身的安全。即采用密碼技術對數據進行保護,如數據加密、數據完整性保護、雙向強身份認證等。其二,數據防護的安全,即采用信息存儲手段對數據進行主動防護,如通過磁盤陣列、數據備份、異地容災以及云存儲等手段保證數據的安全。
智能電網整體的信息安全不能通過將多種通信機制的安全簡單疊加來實現。除了傳統電力系統的信息安全問題之外,智能電網還會面臨由多網融合引發的新的安全問題。
二、智能電網信息安全關鍵技術
智能電網的體系架構從設備功能上可以分為4個層次,分別是基礎硬件層、感知測量層、信息通信層和調度運維層,而在智能電網中,數字化、網絡化、信息化技術主要分布于感知測量層、信息通信層和調度運維層中,因此,在這3層中均存在著信息安全問題。感知測量層對應信息采集安全,信息通信層對應信息傳輸安全,調度運維層對應信息處理安全。
信息采集安全主要保障智能電網中的感知測量數據。這一層需要解決智能電網中使用無線傳感器、短距離超寬帶以及射頻識別等技術的信息采集設備的安全性。信息傳輸安全主要保障傳輸中的數據信息安全。這一層需要解決智能電網使用的無線網絡、有線網絡和移動通信網絡的安全性。信息處理安全主要保障數據信息的分析、存儲和使用。這一層需要解決智能電網的數據存儲安全以及容災備份、數據與服務的訪問控制和授權管理。
1.信息采集安全
1.1無線傳感器網絡安全
無線傳感器網絡中最常用到的是ZigBee技術。ZigBee技術的物理層和媒體訪問控制層(MAC)基于IEEE 802.15.4,網絡層和應用層則由ZigBee聯盟定義。ZigBee協議在MAC層、網絡層和應用層都有安全措施。MAC層使用ABE算法和完整性驗證碼確保單跳幀的機密性和完整性;而網絡層使用幀計數器防止重放攻擊,并處理多跳幀;應用層則負責建立安全連接和密鑰管理。ZigBee技術在數據加密過程中使用3種基本密鑰,分別是主密鑰、鏈接密鑰和網絡密鑰。主密鑰一般在設備制造時安裝。鏈接密鑰在個域網絡(PAN)中被兩個設備共享,可以通過主密鑰建立,也可以在設備制造時安裝。網絡密鑰可以通過信任中心設置,也可以在設備制造時安裝,可應用在數據鏈路層、網絡層和應用層。鏈接密鑰和網絡密鑰需要進行周期性地更新。
1.2短距離超寬帶通信安全
短距離超寬帶(UWB)協議在MAC層有安全措施。UWB設備之間的相互認證基于設備的預存的主密鑰,采用4次握手機制來實現。設備在認證過程中會根據主密鑰和認證時使用的隨機數生成對等臨時密鑰(PTK),用于設備之間的單播加密。認證完成之后,設備還可以使用PTK分發組臨時密鑰(GTK)用于安全多播通信。數據完整性是通過消息中消息完整性碼字段實現的。UWB標準通過對每一個PTK或者GTK建立一個安全幀計數器實現抗重放攻擊。
1.3射頻識別安全
由于射頻識別(RFID)的成本有嚴格的限制,因此對安全算法運行的效率要求比較高。目前有效的RFID的認證方式之一是由Hopper和Blum提出的HB協議以及與其相關的一系列改進的協議。HB協議需要RFID和標簽進行多輪挑戰――應答交互,最終以正確概率判斷RFID的合法性,所以這一協議還不能商用。由于針對RFID的輕量級加密算法現在還很少,因此有學者提出了基于線性反饋移位寄存器的加密算法,但其安全性還需要進一步證明。
2.信息傳輸安全
2.1無線網絡安全
無線網絡安全主要依靠802.11和Wi-Fi保護接入(WPA)協議、802.11i協議、無線傳輸層安全協議(WTLS)。
2.1.1 802.11和WPA協議
802.11中加密采用有線等效保密協議(WEP)。由于使用一個靜態密鑰加密數據,所以比較容易被破解,現在已經不再使用。WPA協議是對802.11的改進。WPA采用802.lx和臨時密鑰完整性協議(TKIP)來實現無線局域網的訪問控制、密鑰管理和數據加密。802.lx是一種基于端口的訪問控制標準,用戶只有通過認證并獲得授權之后才能通過端口訪問網絡。
2.1.2 802.11i協議
802.11i協議是對802.11協議的改進,用以取代802.11協議。802.l1i協議的認證使用可擴展認證協議(EAP)。基本思想是基于用戶認證的接入控制機制。具體內容包括用戶認證、密鑰生成、相互認證、數據包認證及防字典攻擊等。可以使用各種接入設備,并且可以有效支持未來的認證方式。802.11i的數據保密協議包含TKIP和計數器模式/密文反饋鏈接消息認證碼協議(CCMP)。TKIP采用RC4作為核心算法,包含消息完整碼和密鑰獲取與分發機制。CCMP的核心加密算法采用128位的記數模式高級加密標準(AES)算法,不僅能夠抵抗重放攻擊,而且使用密碼分組鏈接模式也可以保證信息的完整性。
2.1.3無線傳輸層安全協議
WTLS位于國際標準化組織(ISO)7層模型的傳輸層之上。WTLS基于安全套接層(SSL)并對傳輸層安全協議(TLS)進行了適當的修改,加入了對不可靠傳輸層的支持,減小了協議開銷,使用了更先進的壓縮算法和更有效的加密方法,可以用于智能電網的無線網絡部分。WTLS主要應用于無線應用協議(WAP),用于建立一個安全的通道,提供的安全特性有:鑒權、信息可信度及完整性。同SSL一樣,WTLS協議也分為握手協議和記錄協議兩層。
2.2有線網絡安全
有線網絡安全主要依靠防火墻技術、虛擬專用網(VPN)技術、安全套接層技術和公鑰基礎設施(PKI)。
2.2.1防火墻技術
防火墻技術最初的原型采用了包過濾技術,通過檢查數據流中每個數據包的源地址、目的地址、所用的端口號、協議狀態或它們的組合來確定是否允許該數據包通過。在網絡層上,防火墻根據IP地址和端口號過濾進出的數據包;在應用層上檢查數據包的內容,查看這些內容是否能符合企業網絡的安全規則,并且允許受信任的客戶機和不受信任的主機建立直接連接,依靠某種算法來識別進出的應用層數據。
2.2.2虛擬專用網
虛擬專用網是指在一個公共IP網絡平臺上通過隧道以及加密技術保證專用數據的網絡安全性。VPN是一種以可靠加密方法來保證傳輸安全的技術。在智能電網中使用VPN技術,可以在不可信網絡上提供一條安全、專用的通道或隧道。各種隧道協議,包括網絡協議安全(IPSec)、點對點隧道協議(PPTP)和二層隧道協議(L2TP)都可以與認證協議一起使用。
2.2.3安全套接層
安全套接層技術提供的安全機制可以保證應用層數據在智能電網傳輸中不被監聽、偽造和竄改,并且始終對服務器進行認證。SSL還可以選擇對客戶進行認證,提供網絡上可信賴的服務。SSL可以用于智能電網的有線網絡部分。SSL是基于X.509證書的PKI體系的一種應用,主要由紀錄協議和握手協議構成。SSL記錄協議建立在可靠的傳輸協議(如TCP)之上,為高層協議提供數據封裝、壓縮、加密等基本功能支持;SSL握手協議建立在SSL記錄協議之上,用于在實際的數據傳輸開始前,通信雙方進行身份認證、加密算法協商、加密密鑰交換等。
2.2.4公鑰基礎設施
公鑰基礎設施能夠為所有網絡應用提供加密和數字簽名等密碼服務及所必需的密鑰和證書管理體系。PKI可以為不同的用戶按不同安全需求提供多種安全服務,主要包括認證、數據完整性、數據保密性、不可否認性、公正和時間戳等服務。
2.3移動通信網絡安全
移動通信網絡安全主要包括GSM網絡安全、3G網絡安全、LTE安全。
2.3.1 GSM網絡安全
在GSM網絡中,基站采取詢問-響應認證協議對移動用戶進行認證,制止非授權用戶使用網絡資源。在無線傳輸的空中接口部分對用戶信息加密,防止竊聽泄密。
2.3.2 3G網絡安全
在3G網絡中,終端和網絡使用認證與密鑰協商(AKA)協議進行相互認證,不僅網絡可以識別終端的合法性,終端也會認證網絡是否合法,并在認證過程中產生終端和網絡的通信密鑰。3G網絡還引入了加密算法協商機制,加強了信息在網絡內的傳送安全,采用了以交換設備為核心的安全機制,加密鏈路延伸到交換設備,并提供基于端到端的全網范圍內的加密。
2.3.3 LTE安全
在長期演進/3GPP系統架構演進(LTE/SAE)中將安全措施在接入層(AS)和非接入層(NAS)信令之間分離開,無線鏈路和核心網需要有各自的密鑰。這樣,LTE系統有兩層保護,第一層為用戶層安全,第二層是EPC中的網絡附加存儲(NAS)信令安全。用戶和網絡的相互認證和安全密鑰生成都在AKA流程中進行。該流程采用了基于對稱加密體制的挑戰-響應機制,產生128比特的密鑰。
3.信息處理安全
3.1存儲安全
存儲可以分為本地存儲和網絡存儲。本地存儲需要提供文件透明加密存儲功能和加密共享功能,并實現文件訪問的實時解密。本地存儲嚴格界定每個用戶的讀取權限。用戶訪問數據時,必須經過身份認證。網絡存儲主要分NAS、存儲區域網絡(SAN)與IP存儲3類。在文件系統層上實現網絡存取安全是最佳策略,既保證了數據在網絡傳輸中和異地存儲時的安全,又對上層的應用程序和用戶來說是透明的;SAN可以使用用戶身份認證和訪問控制列表實現訪問控制,還可以加密存儲,當數據進入存儲系統時加密,輸出存儲系統時解密;IP存儲安全需要提供數據的機密性、完整性及提供身份認證,可以用IPSec、防火墻技術等技術實現,在進行密鑰分發的時候,還會用到PKI技術。
3.2容災備份
容災備份可以分為3個級別:數據級別、應用級別和業務級別。從對用戶業務連續性的保障程度來看,它們的可用級別逐漸提高。前兩個級別都僅僅是對通信信息的備份,后一個則包括整個業務的備份。智能電網業務的實時性需求很強,應當選用業務級別的容災備份。備份不僅包括信息通信系統,還包括智能電網的其他相關部分。整個智能電網可以構建一個集中式的容災備份中心,為各地區運營部門提供一個集中的異地備份環境。各部門將自己的容災備份系統托管在備份中心,不僅要支持近距離的同步數據容災,還必須能支持遠程的異步數據容災。對于異步數據容災,數據復制不僅要求在異地有一份數據拷貝,同時還必須保證異地數據的完整性、可用性。對于網絡的關鍵節點,要能夠實時切換。同時,網絡還要具有一定的自愈能力。
3.3訪問控制和授權管理
訪問控制技術分為3類:自主訪問控制、強制訪問控制、基于角色的訪問控制。自主訪問控制即一個用戶可以有選擇地與其他用戶共享文件。主體全權管理有關客體的訪問授權,有權修改該客體的有關信息,而且主體之間可以權限轉移。強制訪問控制即用戶與文件都有一個固定的安全屬性系統,該安全屬性決定一個用戶是否可以訪問某個文件。基于角色的訪問控制即授予用戶的訪問權限由用戶在組織中擔當的角色來確定。根據用戶在組織內所處的角色進行訪問授權與控制。當前在智能電網中主要使用的是第三類技術。
授權管理的核心是授權管理基礎設施(PMI)。PMI與PKI在結構上非常相似。信任的基礎都是有關權威機構。在PKI中,由有關部門建立并管理根證書授權中心(CA),下設各級CA、注冊機構(RA)和其他機構。在PMI中,由有關部門建立授權源(SOA),下設分布式的屬性機構(AA)和其他機構。PMI能夠與PKI和目錄服務緊密集成,并系統地建立起對認可用戶的特定授權。PMI對權限管理進行了系統的定義和描述,完整地提供了授權服務所需過程。
三、結束語
智能電網作為互聯網在電力行業的應用,將會有更多的先進的信息安全技術與智能電網信息通信系統相互融合,智能電網中的可信設備通過網絡搜集和驗證接入者的完整性信息,依據安全策略對這些信息進行評估,從而決定是否允許接入,以確保智能電網的安全性。
參考文獻:
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郭勇,現任國家電網湖北電力應急救援基干分隊隊長、湖北省送變電工程公司安監部(應急搶修中心)主任。參加工作近20年來,他一直奮戰在安全生產一線:他常年奔波在外,參與完成了百余個超、特高壓輸變電工程施工;他心系本質安全,為構建湖北送變電安全管理體系出謀劃策;他推進電力應急管理,為國家網湖北電力應急管理作出了積極貢獻。人如其名,他身上總有一股勇往直前的干勁,在風雨中守護電網安全。
勇于擔當 做安全守護者
在高山平原,在峽谷深澗,從炎炎夏日到數九寒天,隨處可見郭勇忙碌的身影。
郭勇所在的湖北省送變電工程公司,是一家施工足跡遍布全國22個省、市、自治區的王牌電網建設施工企業,承擔著世界最高電壓等級輸變電工程的建設任務。
2008年春節前夕,湖北遭受特大冰雪襲擊,山上的高壓鐵塔上的冰層厚達十幾厘米。為了保障百姓春節用電,郭勇帶領搶險人員冒著嚴寒搶修被冰雪壓倒的鐵塔。餓了,就掏出干糧啃兩口;渴了,就掰根冰凌嚼一下。再艱難,郭勇也把安全放在第一位。在利用抱桿提升橫擔和導線負荷的過程中,一名高空作業人員忘記在塔身打上延長繩。“停下!必須打好安全帶和延長繩雙保險才能施工。”郭勇厲聲喊道。塔上那名違章人員不屑地看了他一眼說到:“我不是打了安全帶了嗎?停工可以啊,到規定時間送不了電你負責哦!”“你們是來當英雄的,不是來做烈士的!搶進度更要保安全,我不僅要為你們負責,更要為了你們的家庭負責!”聽到郭勇的回答,那名高空人員沒有再回嘴,將腰間的延長繩老老實實地系在了塔身上。
從寒風凜冽的曠野,到冰凍嚴重的山巔,郭勇每天全程跟蹤現場安全,做安監工作日志,參加協調會,與搶修人員交流探討作業危險點和安全措施。這一年,郭勇在現場搶修近40天,輾轉湖北通山、江西武寧,時時呵護著搶修人員的生命安全,保障著百姓的節日用電。
勇于拼搏 做應急排頭兵
國家電網湖北省電力公司應急救援基干分隊成立于2012年初,郭勇作為創始人出任了隊長。成立伊始,基干分隊無成熟經驗和模式可借鑒,一切都得從零開始。那段時間,郭勇和同事們一起到國內多個專業應急救援隊伍學習取經,為隊伍組建奠定了堅實基礎。基干分隊擔負著電網搶險和社會應急救援的重要職責,郭勇帶領著60余名隊員奮戰在應急搶險的前線,履行著國家電網的社會責任。
2012年8月6日凌晨,湖北十堰地區暴雨如注、電閃雷鳴,降水量達300多毫米,國網十堰供電公司3名職工冒雨搶修途中遇山洪失蹤。郭勇帶領應急救援基干分隊在武漢火速集結后趕往事發水域,經過一個通宵的組裝,3艘沖鋒舟向搜救水域疾駛而去,灼熱的烈日下,黃濁的河道里,撥開草叢、翻開淤泥,遍尋英雄的足跡。經連日搜救,3名供電職工遺體陸續被找到,他們在搶修工作中不幸因公殉職。
2015年6月1日21時28分,載有458人的“東方之星”客輪,在長江湖北監利大馬洲水域翻沉,這是建國以來內河水域發生的最嚴重的一起航運事件。作為應急搶險的排頭兵,郭勇對救援工作有著高度的敏感性,在聽到事故新聞的第一時間,就立即向上級申請并迅速組織隊員整裝出發。他和隊員們在現場搭設了應急照明設施照亮了施救現場,他們為搶修人員安裝的充電方艙,保障了救援現場的通訊用電。連續9天9夜奮戰在救援一線,這支電力鐵軍的應急救援保電工作,得到了湖北省政府的高度肯定。
2016年7月,罕見的暴雨災害襲擊湖北大部地區,雨情、汛情、災情十分嚴重。郭勇的心深深地牽掛著被沖毀的電力設施。他又一次沖鋒在抗洪搶險工作一線,參與了牛山湖分蓄洪區域6處500千伏塔基及拉線的應急處置的連夜奮戰,保障了湖北大電網的安全,為湖北梁子湖流域的牛山湖破垸分洪創造了有利條件。他還是抗洪應急裝備的組織者,作為協助政府巡防長江武金堤的后勤保障單位負責人,郭勇處處急一線之所急,無論是白天還是夜晚,只要巡堤人員提出需求,他和基干隊員們都會以最為高效、迅速的方式將物資按時送達,并安排隊員及車輛24小時值班,隨時滿足巡堤現場新增需求。
勇于探索 做安全科技的踐行者
在電網建設現場,郭勇總是積極探索保障安全的新方法。根據輸電線路建設多為高空作業的特點,他在現場安全稽查工作中引入了四旋翼無人機,同事們笑稱稽查隊從此插上了高科技的“小翅膀”。2016年4月底,在湖北省內酒湖線特高壓直流工程某標段立塔施工現場,稽查人員根據衛星定位摸索著來到塔位周邊的小樹林里,伴隨著低沉的轟鳴聲,無人機徐徐升空向塔頭飛去。正在施工的高空立塔人員好多是第一次看見這新鮮玩意兒,紛紛掏出手機拍照。而此時的郭勇:“高空作業攜帶手機,違反安規。靠左邊主材的那名施工人員沒有打延長繩子……”無人機通過攝像頭將畫面傳到監視器上,郭勇一邊注視著監視器屏幕,一邊指揮操作人員拍照取證。5分鐘后,違章照片和扣分處罰通知單就發到了項目負責人的手機微信里,任憑他如何求情,郭勇都不為所動。
郭勇總說:“搞安監工作就要不怕得罪人。”施工隊伍對他是又愛又怕――愛他是因為他開朗健談,常和大家說說笑笑、打成一片;怕他,是因為他對待安全問題的認真勁兒讓施工隊不敢有一絲馬虎。基于安全規章制度的嚴格執行,近20年來,他發現并處理安全管理隱患及現場違章3 800余條,有效保證了電網工程建設的施工安全。
勇于創新 做安全管理的領路人
肯干,更善于創新,郭勇是一個在工作中積極思考并不斷創新的人。
他積極建設安全管理體系,推動本質安全發展。相繼制定完善了公司《安全工作管理規定》《安全工作獎懲規定》《各級人員安全職責規定》《安全生產稽查及記分實施細則》等26項安全生產管理制度,主持編寫了公司《突發事件總體應急預案》《人身事故處置應急預案》《交通事故處置應急預案》等17項總體和專項應急預案編制工作,并完成了輸電運行、送電、變電、建筑、電纜施工等專業共241個現場處置方案的編制、評審、工作。
送變電工程項目施工點多、面廣、戰線長,一線員工長期野外作業,安全培訓和考試難以集中開展。如何幫助員工掌握安全知識與安全規程,樹立正確的安全思想理念,強化安全生產意識,是郭勇一直在思考并尋求解決的問題。一次在下班回家的地鐵上,郭勇看到很多乘客都在埋頭玩手機,突然腦中一閃,現在智能手機已經非常普及了,何不開發一款安規APP,開啟一線員工學習安規的“觸屏模式”呢?說干就干,他立即找來軟件開發專業團隊,將《國家電網公司電力安全工作規程》編入APP中,開發了章節練習、在線學習等模塊,還增加了模擬考試模塊,員工在答卷完畢后會有得分情況報告,針對答題錯誤的題目有詳細的解題分析,此款安規APP一經推出,受到了公司員工的一致好評。
關鍵詞:安全高效;電網結構復雜;預防為主
1、目前煤礦電網經過不斷的擴容改造,供電能力和供電距離不斷增加,電網結構日趨復雜,現在的供電系統主要存在以下問題:
1)供電負荷距的合理性及大型設備對電網的沖擊
由于井下供電線路不斷延伸,各種電壓等級供電負荷距的合理性得不到驗證,因此線路末端的供電質量很受影響。井下綜采工作面的電氣設備功率比較大。且供電電纜線長造成線路壓降大,工作面的電壓低,有時造成工作面設備不能正常啟動。另外,工作面大容量設備啟動時對電網造成的沖擊比較大。綜上所述大型設備對電網的影響缺乏定量的分析和研究,無法提出合理而科學的解決方案。
2)礦用保護選擇性差且存在越級跳閘現象;
煤礦井下供電系統是一個單側電源輻射狀電網,由于采區變電所相距電源比較遠,線路中間經過的級數比較多(6級),因此需要較長的時限和較大的定值配合,而電力部門對電源保護的時限和定值已經限定,無法更改,造成整定值過小,保護時限過短,保護無法配合,越級跳閘現象存在隱患比較大。同時,繼電保護的配置與整定工作一直是煤礦電氣技術人員日常工作中的重點和難點,而繼電保護整定的不合理影響煤礦的安全生產。
3)電能質量問題逐漸顯現
目前電能質量對煤礦的影響主要體現在諧波、不平衡及端電壓三個方面。隨著煤礦裝備能力的高速發展,煤礦供電系統的非線性負荷日益增多,如各種換流設備、變頻裝置大量使用,這些非線性負荷產生的諧波電流注入到電網,使公用電網的電壓波形產生畸變,嚴重地污染了電網的環境,威脅著電網中的各種電氣設備的安全經濟運行。井下大容量綜采綜掘設備的使用,使煤礦電網井下端電壓問題日益突出。因此必須對煤礦電網進行全面電能質量測試,檢測電能質量及無功補償問題,提出整改方案,制定電氣設備采購準入規范。
4)接地方式與過電壓問題
煤礦6~35kV高壓電網采用中性點不接地系統,中性點不接地系統的優點是單相接地不影響線電壓、接地電流小,因此運行規程允許帶單相接地故障繼續運行1~2小時,提高了供電可靠性。但煤礦供電系統以電纜供電為主,隨著供電容量及開采強度的高速發展,系統單相接地電容電流增長迅速,另外煤礦單相接地故障由于裝備、環境等種種因素造成發生頻度較大,將給煤礦供電系統的安全可靠運行帶來極大的不穩定因素,如單相接地發展為兩相、三相接地短路導致故障擴大;單相弧光接地引發全系統過電壓導致系統設備絕緣擊穿引發母線短路或設備損壞;單相接地故障引發系統諧振導致PT燒毀等。因此必須針對煤礦供電系統進行中性點接地方式及運行方式研究。
2、煤礦電網定期檢測對煤礦電網安全有何重要意義
通過儀器進行煤礦電網的仿真研究和分析,可以全面了解煤礦電網存在的上述問題。為適應電網的快速發展,安全管理必須從傳統管理向現代化管理轉變,安全工作的側重點也應從事后處理向過程控制轉變,真正做到預防為主,經過檢測后可以查清在安全生產薄弱環節和危險因素,因此可以做到未雨綢繆,心中有數。構建煤礦電網安全可靠性評價指標體系,對煤礦電網運行安全性進行分析,可以了解煤礦電網運行的狀況,但是其最根本的目的和意義在于找到影響煤礦電網運行安全性的原因,通過對煤礦電網進行靜態安全分析、繼電保護分析、電能質量分析及中性點接地方式分析,可以準確把握是哪些方面的不足可能降低煤礦電網的安全可靠性,從而可以為針對性改造提供有價值的信息,因此針對煤礦電網系統進行整體安全研究意義重大。
3、電網安全研究采用理論性的研究、仿真研究與試驗驗證相結合的方式,技術路線如下圖所示:
小結:通過供電系統結構對供電質量及可靠性的影響、接地系統現狀、電容電流狀況、繼電保護設置及整定、電能質量等幾個方面的綜合分析,找出影響供電安全與可靠性的問題,提出整改方案,提高供電系統可靠性,確保煤礦安全生產、增產增效。
參考文獻
[1]常美生 《高壓電技術》中國電力出版社,2007
[2]北極星電力電網,消弧線圈的作用與選擇2008