淺論信息化建設在電力系統集控中心的應用

國家電投集團湖北綠動新能源有限公司 胡嘉軍

1 引言

由于世界各國電網規模正持續地向超高壓、一體化、更長距離的方面快速發展，因此電網正常運營操作的工程量也迅速地增大，這將對供電手段、管理系統機制、系統組織方法等提出更高要求。電力系統集控中心主要是運用現代計算機技術，實現對多變電站的無人值守運營模式，同時承擔著各受控站遠方操作的監控、設備故障的異常管理、倒閘運行和設備巡檢等全方位的運營管理工作。在集控中心設計過程中，通過應用大量現代信息化的技術手段，能夠更有效地保障集控中心安全平穩、有效地運行。

2 電力系統信息化建設現狀及特點

從硬件設施上來看，電力系統已經具備當前各種硬件設備，但其基礎建設技術相對而言還不夠先進；從電力系統信息化建設的實際應用著手來看，當下正處在關鍵時期，也處在由點到鏈的過渡時期，所以更要將所有重要核心功能都緊密地聯系到了一起。通過信息化管理的應用，在一定程度上減少電力系統內部溝通成本費用，最關鍵的是還增加了其管理的時間跨度[1]。

從用電行業的放開程度方面考慮，增加了行業市場化水平，并且對其集聚度也進行了提高，并著手向公共服務化方向進一步發展。電力系統集控中心是我國電力信息化工程的重要內容，是其不能缺少的組成部分。如今，大多數電力行業單位以及從事電力工業改革生產的企業，都朝著信息化、集控化方向發展，想要以此來降低生產成本，也減少某些不必要的差錯，同時使得效率和產品質量也大大提升。盡管這種信息化建設提供了不少方便，但其最大的弊端就是收集了所有的信息，一旦被竊取，后果較為嚴重。所以在電力系統集控中心信息化建設方面應做好信息管理，以確保大數據的安全。

3 信息化建設在電力系統集控中心的應用

3.1 利用Web 平臺技術為電力系統的集控中心提供綜合數據的服務

電力系統集控中心的運行，一般是由計算機監測系統、電力能源管理系統、DMIS 管理系統、綜合信息查詢系統等部分所構成，各系統獨立工作，互不影響。根據電力系統運營需要，在各部分之間進行及時有效的電力信息控制指令的共用與傳遞。由于其系統廠商的差異，其工程師在研發系統時可使用的操作系統設計、開發語言、通信協議等也各有不同。于是，各系統的資訊交流和技術資訊的共用也就變成了重要的技術難點[2]。

通過對Web 平臺技術的運用，可以提供一種綜合數據服務的網絡平臺為其系統中間件，可以更高效地處理其問題。Web 業務信息技術一般是使用HTTPS、XML 等各種數據通信業務技術，其通信協議一般是通過SOAP，業務描述可以通過WSDL、UDDI 等發現業務。而Web 服務技術則具有規范統一、跨平臺等方面的優勢，通過對Web 業務研發綜合數據的服務平臺，可以整合各種通信協議、操作系統等，為現代電力系統集控方式中的子系統接口提供了各種數據的傳送、信息的共享，在不影響各系統的正常運行時，可以實現集控中心下的各個系統信息的傳送、數據共享。

3.2 數據挖掘技術為電力系統的安全運行提供了必要的數據支撐

近年來，數據資源挖掘技術快速發展，并在計算機系統中的使用也受到普遍的關注。在電力系統運營階段，積累大量原有的信息，而這些資料又在電力系統內部信息庫中進行合理的儲存、處理，在這些海量信息中還包含了大量的潛在有價值的信息，對于人們準確掌握電力系統運作具有重要指導的意義。一般情況下，電力系統問題的發現主要是通過利用現有的各水力發電產量統計、設備、安裝故障分析找到其自身的隱含原理后，對系統將要發生的故障做出正確的預測、指示，從而讓電力質量管理控制人員對設備進行重點控制，還能夠通過分析找到發電生產工作內部的原理，對自動系統工作的基本技術參數做出規定，使設備實現良好的工作狀態，從而提高工作效率，減少設備工作的時間，為電力系統安全穩定運行奠定必要的數據信息基石[3]。

3.3 通信技術為電力系統的內部信息傳輸提供了保障

由于電力系統中的集控中心的中心站和控制站點之間的距離相距較遠，其彼此間的消息共享、管理或者命令傳遞等均離不開有效的通信系統。因此，集控中心通信服務內容包括了語音業務、調度數據營業、視頻營業及其相關數據信息MIS 業務。其中，語音服務一般是實現從集控方式系統中心至各集控信息系統站點等間的行政通話、調節通話，或者遠程數據采集撥號等營業。而調度數據營業則一般是實現從集控系統中心至各集控信息系統站點之間的各種生產管理類統計消息傳遞營業。其內容一般涉及調度自動化統計消息、用電市場數據消息、用電力量計費等。視頻營業則旨在實現從集控方式到被控二次變電站之間的錄像監測以及防盜消防報警系統及其從集控中心的視頻會談。而數據信息MIS 業務涉及辦公用智能化的多媒體業務、供電業務管理、人力財力、生產安全信息管理等所有子系統。數據信息MIS 業務傳遞將是中國電力信息網絡傳遞的重中之重。通過這些消息通信業務，從而共同保證電力系統集控中心的有效工作[4]。

另外，在我國電力系統進行集控管理的過程中，集控中心的數據通信網絡系統一般分為有線數據通信和無線數據通信兩種，其中有線數據通信又分為音頻光纜、載波電纜、光纖寬帶、電力載波等。因為光纜具有大規模、超高的傳輸速度，所以在我國供電通信技術中得以廣泛應用，而SDH 技術和ASON 科學技術也都已在我國供電數據通信行業中得到了推廣。無線通信系統分為電臺、衛星、微波等，通信系統是實現供電系統中各種信號傳遞的關鍵部件。

3.4 指紋識別技術可以加強保障集控中心的無人值班安全

當碰到集控中心遙測動作頻繁時，集控中心平均每天使用遙測動作幾百次。此外，因為經常作業，密鑰的一般設定也較為簡單，而且技術人員雙方都相互了解對方的秘密，使得密碼沒有保密功能，且極易發生使用人經過冒名監護人實施操縱的現狀。這極易導致集控中心監控系統存在隱患，還將對電力行業的安全生產帶來威脅。

指紋識別技能又稱人身密碼功能，是指透過將某個人和其指紋對接出來，再利用其指紋與預先存儲的指紋數據信息加以對比，就能夠證明其的身份信息。而指紋識別技術目前已屬于最為完善的生物辨識技術，是將光電信息技術、生物模型辨識、數字圖像信息處理、生物信息科學技術，以及光傳感器技術等結合在一起的新技能。目前，已將指紋識別技術應用到集控中心的監測管理系統上，以完成系統在對變電站設備實施管理前的身份確認工作。

在人員登入集控系統中心的電力監測管理系統時，首先利用光電感應器收集作業人員指紋，并透過信息接口與監測管理系統數據庫相連接。指紋圖像和相關特征收集后傳輸至指紋信息采集系統中，經過運算以及數據比較和查詢，與所保存的技術人員指紋資料加以對比，以檢驗其與指紋信息庫中的比對資料之間的近似性。在指紋鑒別流程中包括三項過程，分別為圖片預處理、指紋特征提取以及指紋比對。

圖片預處理主要是由于所收集的指紋識別圖像會受到各種影響而使圖片品質變壞，如指紋的力度與方向、肌膚的干燥濕潤程度等。而經過對指紋識別圖像的預處理，下一步就可以對指紋識別特征提取個人信息，并把所萃取出的個人信息相關內容和已保存的指紋識別信號進行比對，找到個人信息內涵相同的指紋識別，從而確認了相應人的身份。

3.5 信息安全技術可以保障集控中心的信息安全

信息安全技術是指在物理環境的基礎設施信息系統，不受偶然、故意因素影響而受到損害，集控中心業務也不會中斷。其中，既包括了理論上的信息安全也包括了實際中的信息安全，理論上的信息安全特指計算機系統安全性范疇的密碼論，而實際中的信息安全則是指綜合的不單在信息安全技術上的基本問題，而且是與科技、法律等問題相結合的廣泛議題。安全本身就具備著秘密性、可控性和可用性等特點（如圖1所示）。

圖1

信息安全技術主要用來防范系統漏洞，阻止黑客的侵入，防范病毒破壞以及對可疑訪問實施有效管理等，保證電力系統集控中心計算機信息機密性，完整性和可控性。電力系統運營的安全管理系統，是指作為電力系統運營人員能安全高效工作并且能供電等前提條件，是一個復雜且涉及面較廣泛的一項重大系統工程，內容主要涉及供電的自主調節、城市供電網絡的自動化管理、繼電保護和安裝、電力有效營銷和電力市場等領域的生產、運營以及管理等工作。

另外，電力系統集控中心的網絡系統中包括了各地供電主管部門主要的生產信息系統，對這部分信息系統必須進行防護。使集控中心的信號傳輸安全滿足國家電網公司二級安全保護規范的要求，并對集控中心實行安全分區管理，采用具備訪問控制功能的硬件防火墻和網絡隔離裝置實現相互隔離，從而減少各系統間的交叉聯系，降低可能產生的危險。最后，也需要確保集控中心和外部進行信息交換時集控中心內的網絡系統沒有遭到入侵或者感染。這就必須規定所有與外界聯系的對象都務必經過集控中心的審批，信息系統才能與所規定的對象之間實現信息通訊，以防止病毒感染或網絡攻擊。

4 提高電力系統集控中心信息化建設的管理措施

4.1 全面利用信息技術提高水平

目前，電力系統的使用基數規模已十分龐大，其中不乏包括個人使用者基于獵奇的心理狀態對其進行故意毀壞，或使用系統漏洞和不法開發工具，對在互聯網上接入的個人計算機和電子設備實施侵入、攻擊等活動，干擾在互聯網上信息的正常傳遞，甚至損害軟件系統設備和信息等。所以怎樣避免系統漏洞和避免人們利用不法工具，維護上網的信息系統和信息資料的安全性，以及維護人們對電力系統信息化資料的合理利用，是中國電力企業所面臨的一項十分突出的問題。

4.2 充分利用智能監控技術

在電力系統集控中心下最主要的便是智能監控技術，其是電力系統集控中心信息化建設的關鍵部分。一般來說，智能監控技術的發展是主要用來解決電力系統下日益增長的用電量和電力服務的需要，通過改善或融合多種類型的發電渠道，從而降低電量傳遞過程中的額外風險，同時影響市場活躍性，提升政府供電組織的資源布局，最大限度保證環境、能耗等方面的低損耗。此外，智能監控技術在供電運營過程中可以充分發揮其自審自查的功效，對電力傳遞過程中設備的操作、傳輸等問題及時加以發現，為技術人員維護工作提供理論數據支持，使供電質量經營的風險控制達到最低水平。智能監控技術的應用具有十分廣泛的前景，同時利用高新技術的監測手段也可大大優化人工成本，與以往的傳統電力監測手段相比，該系統穩定性、風險控制能力等方面均具有顯著的提高，因此，該系統的發展在未來將必然成為主導方向。

智能監控技術作為包括了各種先進信息化技術的綜合集成技術，如智能化信息技術、通信互聯網信息技術、傳感互聯網信息技術等，通過多種信息技術共同使用，以此進行對電力系統的綜合應用。另外，該技術還具有極強的適應性，可以與各種規格的不同電力充分融合，以促進電力企業間的聯系互助、彼此配合等。其中，智能化信息技術主要具有以下特點，首先體現為高靈活性，通過對用電機房設備的歷史數據進行記錄、共享、分類等，即使電力系統運行中存在著各種環境危險時，也可以在一定程度上確保供電負載平衡，從而保證電力系統的順利供電。

其次，智能監控技術還具有系統恢復能力增強的功能，這樣一來可以有效地對系統進行自我修復，從而確保電力安全平穩地供給。集控中心的管理人員能夠實現隨時隨地和監控系統數據互動，該監控技術穩定性較高，通過監測網絡即可對電力系統內運營設施相關的總體進行動態情況數據信息統計學分析，確定出現風險狀況，從而實現事故警示目的（如圖2所示）。

圖2

5 結語

綜上所述，信息化建設作為電力系統的集控中心主要技術特點，在電力系統的自動化程度不斷提升下，現代化信息技術在電力系統的集控中心中得到了廣泛應用，促進我國電力事業快速穩定發展。