智能电网技术 课件 第三章 智能电网的信息化

第3章智能电网的信息化“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》第3章智能电网的信息化中国电力出版社智能电网的信息通信智能电网的信息安全智能电网与物联网“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》第三章智能电网的信息化第一节智能电网的信息通信一、智能电网的信息通信系统业务需求1毫秒级时延要求2毫秒以下的同步时间偏差要求3mHz以下的频率同步偏差要求4宽带高速要求中国电力出版社二信息通信技术1高速互联网技术（1）网络空间的拓展（2）服务质量（QOS）（3）安全性（4）多点群播（5）多媒体传输“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社2光纤以太网通信技术（1）光纤通信的基本原理“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社（2）光纤吉比特以太网技术》采用全双工介质访问控制并使用传统的带有冲突检测的多路载波访问技术.可支持多种传输介质，包括长、短波激光，同轴电缆及非屏蔽双绞线等。具有以太网的易移植、易管理特性，在处理新应用和新数据类型方面具有灵活性.“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识中国电力出版社（3）通信协议的选择集控站自动化系统网络：推荐使用IEC60870-5-101，IEC60870-5-104协议无人值班变电站的通信协议：推荐使用IEC60850协议。“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社3电力线通信技术（1）电力线通信技术的应用优势1）成本低2）覆盖广3）传输速率高4）适用性强“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社（2）电力线通信技术在智能电网中的应用有线通信方式：光纤通信，公用电话网，ISDN等；无线通信方式：微波通信，GSM通信，卫星通信等。“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社4宽带移动通信技术（1）宽带移动通信技术的技术特点1）无线接口的类型尽可能少和高度兼容性；2）高话音质量和高安全性；3）数据传输速率可达到2Mbit/s以上，通信容量是GPRS等二代半移动通信技术的2～5倍；

4）可连接地面通信网和卫星网，可移动使用和固定使用，可与卫星业务共存和互连；“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社5）能够处理包括国际互联网和视频会议、高数据率通信和非对称数据传输的分组和电路交换业务；6）终端体积小、重量轻，具有真正的全球漫游能力；7）根据数据量、服务质量和使用时间为收费参数“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社（2）智能电网信息通信需求1）高速率2）高带宽3）高覆盖4）高可靠“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社（3）宽带移动通信技术在智能电网中的应用优势1）电网视频监控2）线路巡检3）负荷管理4）应急抢险指挥“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社5近距离无线传输技术（1）Wibree技术（2）超宽带（UWB）技术（3）ZigBee技术（4）Z-Wave技术（5）RFID技术（6）NFC技术“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社三智能电网体系信息通信框架6中国智能电网信息通信体系架构（1）立体全方位的信息通信系统（2）资源的储备和共享（3）信息通信人才“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社四、ICS网络管理“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社1、脆弱性和风险评估2、对威胁的应对能力3、重要系统的可靠性4、敏感信息的安全五ICS网络安全防护“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社六信息通信技术标准体系简介1支撑智能化电网的ICT标准体系建立过程“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社2支撑智能化电网的ICT标准体系金字塔型结构“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社第二节智能电网的信息安全一智能电网信息安全的需求1信息安全与电力系统生存性1）网络间功能的强耦合性2）网络间故障的传播性“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社2智能电网发展带来的信息安全风险（1）电力系统复杂度的增加，增加了安全防护难度（2）智能电网安全标准规范的缺乏（3）网络环境更加复杂，攻击手段智能化（4）用户的安全威胁（5）智能终端的安全漏洞“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社3智能电网信息安全需求（1）物理安全（2）网络安全1）可用性2）机密性3）完整性4）不可否认性5）真实性6）可控性（3）数据安全及备份恢复“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社4

由多网融合引发的新的安全问题（1）感知测量节点的本地安全问题（2）感知网络的传输与信息安全问题（3）核心通信网络的传输与信息安全问题（4）智能电网业务的安全问题“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社二智能电网信息安全的关键技术1解决信息安全应遵循的原则1）系统分级原则2）防护分域原则3）积极管控原则4）充分灾备原则“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社2智能电网信息安全的关键技术（1）安全分区（2）网络专用（3）横向隔离（4）纵向认证“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社3智能电网信息安全（1）信息采集安全1）无线传感器网络安全2）短距离超宽带通信安全3）射频识别安全“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社（2）信息传输安全1）无线网络安全①802.11和WPA协议②802.11i协议③无线传输层安全协议“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社2）有线网络安全①防火墙技术②虚拟专用网③安全套接层④公钥基础设施“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社中国电力出版社3）移动通信网络安全①GSM网络安全②3G网络安全③LTE安全“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社（3）信息处理安全1）存储安全2）容灾备份“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社（4）访问控制和授权管理

1）访问控制技术

自主访问控制

强制访问控制

基于角色的访问控制。

2）授权管理“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社4智能电网信息安全的目标策略（1）分区防护、突出重点。（2）所有系统都纳入到统一的安全防护体系中（3）安全区间隔离（4）网络隔离（5）纵向防护“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社5智能电网信息安全标准（1）与智能电网信息安全标准有关的国际标准化组织及标准研究动态1）美国国家标准技术研究院（NIST）2）国际电工委员会（IEC）3）国际标准化组织（ISO）4）电气电子工程师协会（IEEE）“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社（2）我国智能电网信息安全标准化工作现状1）我国智能电网信息安全标准化工作相关组织2）我国智能电网信息安全相关标准现状“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社（3）我国智能电网信息安全的标准化1）通信网安全防护技术系列导则2）信息系统与设备安全技术系列规范3）信息技术安全性评估准则系列标准4）信息安全管理体系系列标准“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社.第三节智能电网与物联网一、物联网的概念

1.物联网的定义顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：(1)物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；

(2)其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社.一、物联网的概念

2．物联网与互联网的不同之处首先，物联网是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性地采集信息，不断更新数据。

“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社.一、物联网的概念

2．物联网与互联网的不同之处其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社.一、物联网的概念3．物联网技术架构⑴感知层由各种传感器以及传感器网关构成。⑵网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成。⑶应用层是物联网和用户的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社.一、物联网的概念4．物联网的开展步骤步骤一、对物体属性进行标识，属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要先由传感器实时探测；步骤二、设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式：步骤三、将物体的信息通过网络传输到信息处理中心由处理中心完成物体信息的相关计算“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社.一、物联网的概念5．物联网分类物联网的分类及四大部署方式

“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社.6．物联网应用案例物联网智能用户服务系统示意图

“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社.二、物联网在智能电网各环节的应用1．输电线路工作状态和环境状态综合监测采集电网线路在线监测物联网结构示意图

“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社.二、物联网在智能电网各环节的应用

2.物联网技术在发电环节的应用

物联网技术的应用可以提高常规机组状态监测的水平，结合电网运行的情况，实现快速调节和深度调峰，提高机组灵活运行和稳定控制水平。在常规机组内部布置传感监测点，有助于深入了解机组的运行情况。“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社.二、物联网在智能电网各环节的应用

3.物联网技术在输电环节的应用输电线路状态检测是输电环节的重要应用，主要包括雷电定位和预警、输电线路气象环境监测与预警、输电线路覆冰监测与预警、输电线路在线增容、导地线微风振动监测、导线温度与弧垂监测、输电线路风偏在线监测与预警、输电线路图像与视频监控、输电线路运行故障定位及性质判断等。“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社.二、物联网在智能电网各环节的应用

4．物联网技术在变电环节的应用通过物联网技术实现实时状态检修，物联网随时将重要设备的状态通过传感器感知到管理中心，实现对重要设备的状态的实时监测和预警，提前做好设备更换、检修、故障预判等工作，设备检修工作。“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社.二、物联网在智能电网各环节的应用

4．物联网技术在变电环节的应用（1）变电站巡检解决无人值班变电站设备巡检中的质量监督的难题，我国部分电力企业采用了智能变电巡检系统，通过可识别标签辅助设备定位，实现到位监督，指导巡检人员执行标准化和规范化的工作流程。“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社.二、物联网在智能电网各环节的应用

4．物联网技术在变电环节的应用（2）变电站温度监测高压输变电线路、设备由于各种原因会导致发热，高压线路、设备的运行温度是表征设备是否正常的一个重要参数，为了保证电网安全运行，我国部分地区针对500KV变电站和220KV变电站采用无线传感网络技术，实现对设备的运行温度的实时监测。“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社.二、物联网在智能电网各环节的应用

5．物联网技术在配电环节的应用

物联网在配电网设备状态监测、预警与检修方面的应用主要有：对配电网关键设备的环境状态信息、机械状态信息、运行状态信息的感知与监测；配电网设备安全防护预警；对配电网设备故障的诊断评估和配电网设备定位检修等方面。“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社.

二、物联网在智能电网各环节的应用

5．物联网技术在配电环节的应用

（1）配电网现场作业管理

基于物联网的电力现场作业示意图

“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社.

二、物联网在智能电网各环节的应用

5．物联网技术在配电环节的应用

（2）智能巡检

随着配电网规模的扩大，配、用电设备数量迅速增多，运行情况更加复杂，带来了大量的巡检工作，仅依靠人力或离线电子设备进行巡视很难保证电网的安全。利用物联网技术可以很容易地实现智能巡检，确定巡检人员的定位，监控设备运行环境、掌握运行状态信息，进行辅助状态检修和标准化作业指导等。

“十二五”职业教育国家规划教材《智能电网基本知识》中国电力出版社.

二、物联网在智能电网各环节的应用

6．物联网技术在用电环节的应用

智能电网的快速发展，将快速实现电网与用户的双向互动，供提高电可靠率与用电效率大量