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0 引言
能源和环境是每个国家发展战略中不可忽略的重要的两个环节[1]。自从上世纪工业革命以来，各国的工业技术水平得到了飞速发展，人类生存质量得到了显著的提高，以火力发电为主的电网系统控制技术已经得到了相当完善的研究与应用。但与此同时，环境污染问题也变得越发严重。并且随着以煤炭、石油为主的传统能源的日益短缺，开发利用新型的、清洁的、可再生的能源，已经成为了当务之急。
随着低碳经济的概念在全球范围内的推广，并且伴随着只能电网技术的飞速发展，开展基于可再生能源的电网控制技术研究，逐渐成为了各国科研人员的关注重点。以风力发电和太阳能发电为代表的新能源发电技术逐渐走进了人们的视野，并且受到了越来越多的关注。可以说，新能源发电系统是未来电力系统发展的必然方向，也是我国十二五工业4.0转型顺利推进的前提保障。所以，开展基于新能源发电系统的研究与应用，对于我国进一步提升国家竞争力，提升工业技术水平，具有十分重要的战略意义。
1 分布式风力发电系统国内外研究现状
分布式发电系统按照其能源来源分类，大致可以分为分布式风力发电系统与分布式太阳能发电系统。其中，风力发电以其资源保有量大、发电成本低，发电系统运行容错率高的特点，逐渐成为各国分布式新能源发电系统研究的主流方向。
分布式风力发电系统主要由以下部件组成：风轮机、发电机、储能装置以及分布式风力发电系统控制器组成。随着机械控制技术的发展，风轮机经历了定桨距到变桨距的演变历程，其中，定桨距风轮机以其相对较高的控制稳定度，成为了分布式风力发电系统的首选。
目前，风力发电机以永磁同步电机、双馈异步电机和无刷直流电机3大类为主。其中，永磁同步电机功率密度低，且机械结构复杂，加工难度成本高，逐渐被后两个取代，而双馈异步电机同样存在系统控制策略设计复杂的问题。无刷直流电机是近年来电气研究领域的新发现，其励磁、电枢绕组均设置在转子上，电流换向无需辅助装置，已经在风力发电市场中有了一席之地。
风力发电系统控制器，一直以来都是风力发电系统研究的核心技术难点之一。其承担着系统各运行部件的实时监控、最大风能跟踪，负载需求管理等功能。随着DSP，FPGA等集成电路芯片的诞生，系统控制器的设计也由原先的硬件控制设计转为软件研发为主。可以说，系统控制器的设计水准，很大程度上决定了整个分布式风力发电系统的运行性能。
2 分布式风力发电系统控制设计
本文建立的分布式风力发电系统如图1所示。其基本运行原理如下：风轮机捕获风能，然后经无刷直流发电机将风能转换为电能，无刷直流输出端直接构造系统直流母线，直流负载直接挂接在直流母线上工作，交流负载可以通过直流母线电压外接逆变器实现供电，蓄电池通过双向DC/DC与直流母线交联，分布式风力发电系统控制器实现整个系统的监控、控制、调节功能，当双向DC/DC失效时，分布式风力发电系统控制器可以利用相关接触器控制，实现双向DC/DC的切投，此时蓄电池可以直接通过汇流条与直流母线相连，从而实现了系统的备份运行。
双向DC/DC的设计选择是影响系统运行性能的关键。因双向DC/DC具有能量双向流动的特性，因此，仅采用一套电路即可实现蓄电池充放电的实时控制，可以显著节约系统硬件成本。基于控制复杂度考虑，双向DC/DC拓扑中的电子开关管不易过多，所以本文选择双向双管正激电路，其只需要2路两两互补的导通驱动信号，即可实现系统需求的控制功能。
风力发电机与风轮机的合理选型，也是影响风力发电系统效率的另一个关键因素之一。基于无刷直流电机结构简单、运行可靠、容错率高的特点，本文选择电励磁无刷直流电机作为系统发电机，将其与定桨距风轮机采用传动轴直接连接的方式，降低了机械部件之间的损耗，并可进一步提高系统运行效率。
分布式风力发电系统控制器是整个系统的核心部分，本文以主流的DSP2812为控制器基础单元，在芯片内部驻留母线电压、蓄电池电流双闭环控制策略，结合风轮机自身最大风能输出-转速特性，可以通过控制器调节双向DC/DC的电子开关管占空比，实现系统的最大风能跟踪，并且完成直流母线电压的调压控制。
3 结语
本文在介绍分布式风力发电系统的国内外研究现状的基础上，以无刷直流发电机为核心构架，在此基础上提出一种分布式风力发电系统，对该系统各关键组成部分进行了基本原理分析，并对该分布式风力发电系统控制策略进行了详细论证，初步论证了系统控制原理的可实现性。后续研究可以围绕系统仿真、系统样机试验验证展开，从而以更深入的切入点，论证本文所设计的分布式分布式风力发电系统的运行特性。并且，随着锂电池技术的发展，可以考虑用锂电池代替铅酸、镍镉蓄电池的方案可能性，以期得到更好的系统控制性能，最终实现一种高效、可靠的分布式风力发电系统。
中图分类号：F407文献标识码： A
1高压电气试验几种介绍
截波冲击试验。一般是波尾截断的波形，可用ICE标准棒状间隙截断，也可用多极点火截断装置截断。用多极点火截断装置截断时。可获得较准的截断时间.示伤波的截断时间差异大于0.15Ps，截波冲击试验结果就有问题。用棒状间隙截断就不易从截断时间的差异来判断是否能通过试验。截波试验电压为100%全渡试验电压时，如截断时间小于等于3S时，两者强度相同。与GIS联的变压器必须要考虑截波试验，截波试验必须与全渡试验交替进行，一般采用负极性截波。
操作波试验。由于不作操作波试验的Urn=252kv变压器的相间绝缘决定于全波冲击试验或长时感应带局部放电测量的试验。要进行操作波试验时，外部空气间隙的相间绝缘尺寸就要由操作波试验电压决定，可能要比不考核操作波试验时外部空气间隙要放大。
局部放电试验.局部放电试验是非破坏性试验项目，目前有两类试验方法，一种是以工频耐压作为预激磁电压，降到局部放电试验电压，持续时间几分钟，测局部放电量;另一种是以Um为预激磁电压，降到局部放电试验电压，持续1小时，测局部放电量。局部放电量一般与带电与接地电极表而的场强有关.与电源的频率无关。
全渡冲击试验.止在修订的1k;C76-3标准，己将全波冲击试验列为Um,126kV变压器的出厂试验项目，要进行突发短路试验的变压器，要在短路试验后作全波冲击试验。
2加强试验人员的技术培训和安全意识
为了保证高压实验的安全，必须在平时加强对员工安全意识的培养以及员工自身技术的培训。以人为本的工作核心是保证高压安全实验的一个重要措施，高压安全实验需要人工进行操作，制定的各种安全措施也需要人工去监督。因此，加强员工的安全意识是保证实验安全的重要措施之一，电气实验室一个需要细心的工作，在实际工作中有许多辅的准备工作要做，如果这些工作做的不够完善，只会给实验工作带来安全隐患。技术水平高超的工作人员可以更好的保证工作中的安全性，所以良好的员工技术培训基础，可以使员工熟悉高压实验的原理，了解被实验品的结构，对于实验过程中出现的各种情况有充分的理论依据和工作经验进行处理，止确的判断被实验品的状态和整个实验过程的结论。
3规定高压电气试验工作要求
至少要有两人进行在高压同路上使用携带型仪器的操作，在这种操作过程中需要对高压设备进行停电处理或者预先做好安全防护措施，在工作前应填写高压工作时验票。如果发现设备故障为系统接地故障时，严禁进行接地网接地电阻的测量。在雷电现象发生时，严格禁止对线路绝缘的测量工作。如果在同一设备附近有检修和高压电器试验工作同时进行时，可以使用同一张工作票，但必须在实验前得到检修负责人的许可。在工作进行时，发出高压试验工作票之前，应首先将检修工作票收同，同一地点不能发出第二张工作票。在高压实验工作进行的过程中，如果需要检修人员配合，应将检修人员的名单填写在高压实验工作票中，事先予以说明，在实验现场周围应留有足够的安全距离，在安全距离外装设遮栏和围栏，并在车篮或围栏上悬挂“止步，高压危险”标示牌，并派人看守。
4高压电气试验安全措施分析研究
在实验结束以后，或者实验过程中需要变更接线方式时，需要有时间的相关负责人员发出降低电压的口令，等到设备电压降低，同零位时，断开电源。如果实验设备为直流实验设备，或者具有较大的电容量，需要多次重复放电过程，每次放电时间至少要一分钟以上，并且保证进行实验的设备周围，没有大型的电容设备止在运行过程中也应充分放电。监视仪表指示，发现异常，立即通知降压.迅速断开电源，试验结束后，应拆除自装的接地短路线，恢复被试设备实验前的接线，拆除安全网并清理和检查现场，不应遗忘工具和其他物件.确保被试设备和场地恢复试验前的状况。
为了保证电气高压实验的安全进行，必须采用严格的预防措施，首先要详细的做好危险点的分析控制工作，在日常的工作过程中应发动每一位员工的主观能动性，集思广益，通过以实际工作的经验相结合，对工作过程中所接触的，全部高压实验项目中所包含的危险点进行仔细讨论，认真分析，以讨论结果为依据，对每一个高压实验项目并详细的与之相关的过程控制规程，从实验材料的准备，所使用设备的型号和操作标准，以及实验后的现场清理工作要详细说明，写入控制规程中，并在控制规程中将所有的危险点的控制措施一一列出，是控制规程涵盖所有的高压实验环节。《电业安全规程》规定了要保证操作人员的人身安全，在进行电气高压实验的过程中，需要对所检验设备进行停电，验电措施，在实验之前，应装设接地线，悬挂标示牌，对检验设备装设遮拦等，在电气高压实验过程中，要严格执行相关规程中的技术措施，保证工作中的安全性，高压实验针对的目标具有特殊性，在每一次高压实验项目开始起，必须对实验对象进行充分的放电，操作人员应戴好安全帽，穿上绝缘靴，带绝缘手套，合上地刀并让被试设备充分放电之后，在相应的监护人的监护下，对被试设备本体直接连接接地导体放电，保证实验进行之前，设备完全放电。在实验过程中，应严格按照《电业安全规程》以及其他相关规定和控制规程的相关要求，进行详细的组织工作，几时行工作票制度，工作许可制度，工作监护制度以及工作阶段，转移和终结制度，根据现场的具体情况，由班组长或上级主管部门下达第一种工作票，并且在工作过程中，应严格按票实行时间作业，按照事先制定的各种规程，明确责任分工，再严密的现场组织下进行电气高压实验，在实验过程中应严格遵守呼唱制度，因为现场情况较为复杂，背景噪声较大，人员嘈杂，彼此之间声音很难传递清楚，在这种情况下更应该严格遵守呼唱制度，确保制度的准确执行，以保证施工的安全。
5结束语
综上所述，只有不断加强对电气试验知识的熟悉，努力提高电气试验技术水平克服试验中所出现的各种主观性难题才能切实保障高压电气试验的安全保证电力系统的安全、稳定运行。
参考文献
[l]李建明.高压电气设备试验方法[M].北京.中国电力出版社，2001.
1 引言
由于互联网技术的发展和市场化的需要，互联、开放、标准化已成为电力工业中业务系统发展的必然趋势，电力系统的调度运行、生产经营、日常管理越来越依赖于各种计算机信息系统，在这种背景下产生了电力系统信息安全防范措施。由于电力系统的稳定运行直接关系着社会经济发展，因此加强电力系统信息安全防护措施的研究将具有十分重要的现实意义。
2 信息安全概述
信息安全主要是指信息保密性、完整性和可用性的安全防护。保密性是指信息仅仅为那些被授权使用的人获取，完整性是指信息本身和信息处理方法的正确性和完整性，可用性是指经过授权的用户在需要时能能够获取信息。
根据计算机技术的发展，信息安全主要经历了三个发展阶段：通信保密阶段、计算机安全和信息安全阶段、信息保障阶段。
（1）通信保密阶段：侧重于在远程通信中拒绝非授权用户的信息访问及确保通信的真实性，主要采用密码学技术。
（2）计算机安全和信息安全阶段：侧重于确保计算机系统中的硬件、软件及在处理、存储、传输信息中的保密性，主要采用安全操作系统的可信计算机技术。
（3）信息保障阶段：侧重于保护和防御信息及信息系统，确保其可用性、完整性、保密性、不可否认性等特性，并提出了信息安全保障体系PDRR（Protect， Detect， React， Restore）模型。
3 电力系统信息安全现状
国家电网公司多年来一直注重加强信息安全体系建设与管理工作，网络与信息系统按生产控制大区、管理信息大区和三道防线进行防护，管理信息大区划分为信息内网和信息外网，在公司互联网出口、信息内外网边界、管理与生产大区边界建立了信息安全三道防线，如图1所示。
生产控制大区按照国家电监会5号令等文件严格要求，遵循“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的安全防护原则，实施电力二次系统总体安全防护。
管理信息大区实施“双网双机、分区分域、等级防护、多层防御”的信息安全防护总体策略，全面建设信息安全等级保护纵深防护体系。
目前，信息化技术已渗透到电力系统的各个方面，包括生产、运营、建设、物资、科研和管理等领域，并普遍使用VLAN、MPLS等技术。为了保证信息系统的安全运行，国家电网公司开发了信息运维综合监管系统（IMS）和信息外网安全检测系统（ISS）等国网统推软件平台，对电力信息系统进行综合检测。
4 电力系统信息安全所面临的问题
信息化的基础性、全局性作用日益增强，信息安全作为信息化深入推进的重要保障，已成为国家安全战略的重要组成部分。为此，国家相关部门颁布实施了《2006-2020年国家信息化发展战略》，对地方政府和国有企业的信息化实施具有重要的指导意义。
国家电网公司坚决响应中央号召，全力推进公司信息化进程，信息化体系已逐步在公司各个层次建立起来，对公司发展提供了重要的推动作用。然而，信息化是一把“双刃剑”，在推动业务管理创新的同时，也会带来较大的安全风险，给公司的整体安全形势带来新的挑战，具体表现在四个方面。
（1）智能电网：智能电网具有“网络更广、用户更泛、交互更多、技术更新”等特点，为信息安全管控的广度和深度带来全新的要求。
（2）三集五大：“三集五大”体系下的信息系统业务依存度、集成度、融合度比较高，单个系统都可能成为信息安全防护体系的短板，任何一个系统的安全漏洞都可能带来较为严重的后果。
（3）新技术应用：随着物联网、云计算、大数据及移动互联网在电力系统中的广泛应用，各类新型技术防护手段的缺失、自身的安全缺陷，使得信息安全隐患的排查与预防难度大大增加。
（4）数据中心：随着应用级灾备和集中式数据中心的建设，未来公司信息系统将逐渐向物理集中或一级部署过滤，系统自身安全性与脆弱性问题更加突出。
5 电力系统信息安全防护措施
5.1 加强信息安全管理工作
信息安全工作是“三分技术，七分管理”，应切实加强信息安全管理工作。电力企业不少部门认为信息安全仅仅是信息化部门的事情，与自己无关，而信息化部门人员主要精力也只是在信息技术层面，缺少信息管理与安全管理意识，应在公司各个部门之间开展多种形式的信息安全知识培训。
在具体操作层面上，可重点在几个层面开展工作。
（1）统一设计、自主可控：由公司总部集中优势力量统一组织技术研发，以信息安全防护核心技术为重点，以产品自主研发为主，减少外部威胁。
（2）集成集中、优化整合：全面提升公司信息安全资源集约化水平，加大统一管控力度，优化整合，并充分继承现有设备和系统，按照生命周期要求，提高信息安全资产的使用率。
5.2 重视信息安全技术手段
技术手段是解决信息安全的关键所在，只有采用合理且高效的技术手段，才能在很大程度上消除信息安全隐患。应采取“先进适用，创新发展”的原则，积极跟踪和研究国内外先进成熟技术，应用到电力信息网中，比如防火墙技术、入侵检测技术、漏洞扫描技术、隔离技术、VPN技术、安全审计策略等，并采取统一的安防软件和网管软件。结合电力系统特点，具体可表现在几个方面。
（1）主动防御：从信息安全系统体系出发，以技术手段作为切入点，采用“分区分域、安全接入、动态感知、全面防护”等原则，化事件驱动型的被动防御为消息驱动型的主动防御。
（2）持续跟踪：持续跟踪国际信息化与信息安全工作的发展趋势和成果，研究并应用到国家电网公司的信息安全防护下。
（3）超前部署：立足现实，把握全局，并考虑未来技术的发展，超前部署前沿技术攻关及基础成果应用，比如大数据、云计算及虚拟化技术应用等。
5.3 信息安全队伍建设
队伍建设是信息安全得以有效实现的有力保障，国家电网公司应以两院技术支持队伍为基础，加大培养力度，建设国家级信息安全实验室，建立健全“技术专业、响应迅速、覆盖全面”的信息安全技术支撑队伍。
另外，应特别重视公司研发队伍的指导工作，构建研发队伍信息安全“两个一流”和“两个不发生”为目标，以“强基础、重考评、严追则”为手段，从根本上加强研发队伍的安全意识和安全能力，在源头上保证研发安全质量。
6 结束语
随着电力系统中现代信息技术的广泛应用，电力信息安全面临着越来越大的威胁与风险。建立健全国家电网公司信息安全防护体系，必须从管理、技术、安全队伍建设等多方面入手，以安全区域划分、系统等级保护、安全边界保护、主动防御措施和应急响应策略为手段，构筑全方位、多层次的安全防护体系。其中，信息外网以“防攻击、防泄露”为主，信息内网以“强内控，防外联”为主，实现信息内外网的深度安全防护，确保应用系统的安全稳定运行，保障电网企业信息安全。
参考文献
[1] 李文武，游文霞，王先培.电力系统信息安全研究综述.电力系统保护与控制，2011，39（10）：140-147.
[2] 胡炎，谢小荣，韩英铎，辛耀中.电力信息系统安全体系设计综述.2005，29（1）：35-39.
[3] 董亮，周蕾.信息安全纵深防御体系建设规划研究.电力信息化，2012，8（1）：41-43.
[4] 韩祯祥，曹一家.电力系统的安全性及防治措施.电网技术，2004，28（9）：1-6.
[5] 陈来军，梅生伟，陈颖.智能电网信息安全及其对电力系统生存性的影响.控制理论与应用，2012，29（2）：240-244.
基金项目：
山西省电力公司科技项目晋215号基金支持。
作者简介：
马军伟（1982-），男，山东济宁人，大连理工大学控制理论与控制工程专业，博士研究生，现任国网山西省电力公司信息通信分公司技术发展部电力通信规划管理，中级职称；主要研究方向和关注领域：电力通信规划、信息安全。
电力系统通信设备中采用大量的微电子设备，运行中对雷击的敏感性较高，各地发生的雷电损害电力通信系统现象经常出现，对于电力系统的稳定性造成了较大影响。如何有效增强电力通信系统的防雷击能力，对于保障电力系统的正常运行具有重要意义，各级电力主管部门和企业应当强化对电力通信你系统的防雷击研究工作，为电力系统的有效、稳定运行创造良好条件。
1 电力通信系统雷击损害产生的原因
目前，微电子设备在电力系统运行中得到了普遍运用，但是微电子设备绝缘强度相对不高，耐压能力不足，受雷击影响的可能性较大，对于电力通信系统而言，微电子设备较多，如计算机网络以及指挥系统和公用天线等，受雷击干扰的影响较为明显。雷击主要通过直击雷以及感应雷击两种方式对电力通信系统的设备产生影响，直击雷的杀伤力最为强烈，能够损毁通信设备，导致系统无法正常运行，当前在建筑防雷接地设施配备中做得较为到位，在雷电多发季节能够有效保护各种设备，有效降低了直击雷对电力通信系统的损害概率。与此相对的是感应雷击的破坏性，由于雷击引发较大的磁场，感应雷击和脉冲电压有可能绕过防雷接地体系对微电子设备进行破坏，主要可能有以下几种途径：一是在雷击电流沿着接地引线进入地表的过程中，电流过于强大会造成具有明显冲击力的电磁脉冲，对电力通信系统的微电子设备运行产生干扰，影响运行效果；二是雷击击中区域靠近通信线路，引发地表电位暂时性飙高，对电力系统中一些敏感性高的设备形成反击，损坏设备功能导致无法正常运行，甚至瘫痪；三是在天线以及电缆等设备被雷击之后，由于内部传播引发较大的感应电压，导致电力系统中的微电子设备受到损坏，严重影响整个系统的运行。
2 电力通信系统雷击损害造成的巨大影响
雷击灾害对电力通信系统造成的危害性是巨大的，能够对相关的敏感设备造成破坏性的损失，甚至会导致线路瘫痪，引发整个电力系统的无法正常运行。当前，电力技术不断发展，以微电子设备为代表的敏感性设备与原件不断增多，在敏感性与精密度不断提高的同时，其耐压性也在相应降低，电力通信系统在维护与建设过程中的微小失误有时就会造成敏感设备的损坏，雷击事件的破坏力更为强大，对于系统的安全运行具有较大隐患。雷击较为轻微的状态下，能够引发信号传输不畅，影响系统设备的正常运行以及出现误动，如果雷击强度较大则会损坏电力通信系统中的元件或者设备，导致彻底无法正常工作，甚至会破坏数据、瘫痪系统，造成大面积停电等恶性事故。所以，强化电力系统防雷保护是维护整个通信系统有效运行的重要手段，必须在建设与维护中切实加强。
3 增强电力通信系统防雷能力的主要途径
3.1 提高电力通信系统外部保护能力
在整个电力通信系统的防雷保护工作中，外部保护具有基础性作用，对于避免直击雷击对系统的损害意义重大，防止设备损害和造成系统瘫痪。一般来讲，对其进行外部保护主要是强化防雷接地系统的建设，安装避雷针和相应的接地装置，但是部分地区忽略了建筑物内部金属设施的接地防雷处理，有可能导致雷电传入，所以在强化建筑物外部避雷和接地处理的同时，要完善建筑内部金属构筑物和防雷体系的连接，充分提高整个电力系统的外部保护能力，提升电力通信系统的安全运行水平。
3.2 提高电力通信系统内部防护能力
在电力通信系统内部防护工作中，要抓好三个方面的防护，首先要抓好电源的防护工作，一旦建筑被雷击之后，电流有可能借助电线对电力通信系统进行入侵并产生严重后果。这一环节，电源高压部位一般都设置有专门的高压避雷设施，受到雷击损害的可能性不高，但是对应的低压线路由于保护设施不足，受到雷击并受损的可能性较大，所以在电源保护环节要重点抓好电源低压部位的针对性保护，建议在建筑的总配电盘以及每一层的配电箱和重要设备的进线部位增设电涌保护设备，借助于分离科技分散雷击的能量，并将其导入地表，有效保护电力通信系统各项设备的安全，保障正常运行。其次，要强化对线缆的防护工作，因为光电缆属于电力通信系统中的重要部件，在输送电力以及信号等方面意义重大，强化对线缆部件的防雷能力，能够保护线缆设备，保障整个电力通信系统的有效运行。引发线缆损坏的主要原因的感应雷击的破坏，在建筑物被雷击，电流沿接地引线传输的过程中，能够在线路中出现阶段性的巨大电磁脉冲，严重影响线缆内部信号传输以及电力传输，导致整个电力通信系统运行出现故障。所以，在开展防雷接地系统设置中，要保证系统内部剑术构筑物全部热镀锌处理，按照需求对线缆开展升级，隔离动力电缆，低电压电缆传入钢管，并减少电缆间距离，从而实现电缆之间感应回路强度下降的效果。另外，还要开展建筑内部金属结构等电位连接处理，缩小电位差，提高线缆安全运行的保障能力。另外，还要强化通信设备的防护工作，由于整个电力通信系统中的设备大多数为微电子设备，击穿功率偏小，应当开展多重防雷处理，借助于建筑物法拉第笼以及设备屏柜金属壳、自身金属壳等开展逐级屏蔽，提高防雷效果。要做好系统设备防雷接地工作，同时做好电力通信系统设备以及周边金属部件的等电位连接，最大限度地避免感应雷击破坏系统设备，保证整个系统的有效运行。
综上所述，在电力通信系统建设与运行中，要充分重视防雷工作并有效落实到工作之中，在思想上重视，设施上完善，管理上细化，有效提高电力信息系统的运行安全性与稳定性。
参考文献：
[1]（德）彼得·哈塞（PeterHasse）著，傅正财，叶蜚誉译.低压系统防雷保护[M].中国电力出版社，2005.
二、电力系统可靠性分析
高速铁路电力系统的组成比较复杂，按照功能与作用主要可以分为牵引和电力两部分前者是为高速铁路行车提供电源系统，后者是承担牵引供电以外所有铁路负荷的供电任务，包括信号系统、生产、车站、供水系统以及生活等铁路用电负荷的高速铁路电力供电系统，其供电可靠性不仅直接影响铁路运输系统的正常安全运行，还关系到很多铁路职能部门的正常工作，铁路电力供电系统由于应用的特殊性，在系统构成和功能上都有一些有别于电力系统的特点，主要体现电压等级低、系统接线形式简单以及供电可靠性要求高这三方面：
第一，从电力系统的角度看，铁路负荷属于终端负荷，直接面对最终用户，所以，铁路供电系统中绝大多数为10kV和35kV变配电所，这取决于地方供电系统电源的情况和铁路就地负荷的要求；第二，铁路供电系统的接线就像铁路一样，是一个沿铁路敷设的单一辐射网，各变电所沿线基本均匀分布，并且互相连接，构成手拉手供电方式；连接线自闭线和贯通线两种，连接线除了实现相邻所之间的电气连接外，还为铁路供电最重要的负荷提供电源；第三，铁路供电系统虽然电压等级低，接线方式简单，但对供电可靠性的要求却很高，其负荷的供电中断时间不能超过150ms，否则，将会导致所有供电区间的自动闭塞信号灯变为红灯，影响铁路的正常运输。
三、提高电力系统可靠性的措施
铁路沿线分布着车站和通信基站，这些地面设施是保证铁路运输畅通和安全的基础设施，上述设施需要电力可靠供应，高速铁路对电力供电提出了更高的可靠性要求，全线供电安全、可靠性取决电力贯通线的运行水平，供电可靠性依赖于铁路供电设备配置水平，采用的可靠性措施主要有三方面：
第一，保证系统可靠备用，各配电所自国家电网接引两路电源；各配电所采用单母线分断接线型式；10kV配电网络采用双路环网电力电缆；变配电所、箱式变电站内配电变压器按双台配置；第二，提高设备可靠性，配电所选用SF6气体绝缘开关柜；箱式变电站选用SF6气体绝缘环网开关柜；变压器选用干式变压器；低压开关柜采用高可靠性、模数化、组合式柜型；第三，提高系统抵抗自然灾害能力，电线入地；设备进屋；备用发电机；从高压到低压全部采用远动。
四、高速铁路电力供电系统新技术的分析与研究
1 电力自动化的通信方式
通信系统是实现电力自动化系统的基础，电力系统自动化对通信系统的要求取决于计划实现的自动化水平、电力系统自动化的规模和复杂程度等因素。针对电力自动化系统及其特点，通信系统应具有以下特性：
（1）保证通信可靠性；
（2）满足目前和适应将来的数据传输速率；
（3）双工通信（个别情况下可用单工）；
（4）通信不能受停电和故障的影响；
（5）易于操作且维护工作量小
（6）保证建设费用。
下面对目前新兴的几种通信方式作相应介绍：
1.1 扩频通信方式
扩频通信是一种先进的信息传输方式，其信号占用的带宽远大于一般常规通信方式所需的最小带宽。频带的展宽是通过编码及调制的方法来实现的，与所传送的信息数据无关。接收端则用相同的扩频码进行相关解调来解扩并恢复信息数据。
在无线电通信中射频信号的带宽与所传信息的带宽是相比拟的。如用调幅信号来传送语声信息，其带宽为语声信息带宽的两倍。现今使用的电话、广播系统中，无论是采用调幅、调频或脉冲编码调制制式，处理增益值一般都在十多倍范围内，统称为“窄带通信”。而扩频通信的处理增益值高达数百、上千，称为“宽带通信”。一般说来，扩频通信最初是在军事、公安通信中应用，后又发展到个人业余通信、体育竞赛通信、证卷交易所通信和数字立体声广播等。扩频通信应用于电力部门是在该技术解密以后，是在地调或县调通信中最具发展潜力的一种新型通信方式。这是人们在电力自动化系统中的实际应用方面正在努力探索的一种通信方式，重点在于组网技术。扩频通信可组织综合通信业务，同时传输话音、数据和图像信号，有丰富的接口终端，可接电话机、交换机和调度总机，以及配电自动化系统终端设备等。
1.2 光纤通信
自光纤通信问世以来的短短一二十年间，其发展异常迅速，光纤通信的传输速率不断提高，无中继传输距离逐步加长。许多国家已建立了不同规模的光纤通信网络，一般是首先应用于市内局间中继、长途干线，继而广泛应用于电力、铁道、公路、化工、公安等部门的专用网。光纤局部区域网、用户网系统发展也很迅速。随着波分复用技术的日趋成熟，光纤巨大的带宽资源得以充分利用，使得一根光纤的传输容量很快地扩大几倍至几十倍。
光纤通信的主要特点有：频带宽、通信容量大；损耗低、中继距离长；可靠性高、抗电磁干扰能力强；通信网络具有自愈功能；无串话干扰、保密性好；线径细、重量轻、柔软；节约有色金属，原材料资源丰富；随着光纤成本不断下降，其经济效益也越来越显著，光纤通信也逐渐成为电力自动化通信的主力军。
1.3 电力线载波通信（PLC）
用电力线实现可靠的通信一直是电力工业界致力研究的课题之一。经过几十年的努力，输电线上的电力线载波通信已由过去专门提供话音业务发展到传输继电保护、远动、计算机控制信息等综合业务，逐渐接近了实用化和商业化阶段。
在配电网电力线上实现通信与在输电网电力线上实现通信其基本原理相同，但两者的环境条件有很大不同。首先，在设计通信系统时的最基本要求是保证有足够大的信噪比，相比之下配电网电力线上的噪声与干扰是非常严重的。其次还有配电网络的阻抗随之发生变化引发的问题以及信号的失真问题。
随着远程自动化抄表、电力负荷管理、配电网络信息管理、智能住宅小区等技术市场的迅猛发展，各国电力部门对开发以中低压配电网电力线为媒介的电力通信系统表现出极大的兴趣。美国的PLC产品已经越来越多的用于公共事业和商业服务，预计到2002年销售额可达10亿美元。韩国将投资1780万美元开发研制2～10Mbps的电力线路调制解调器，并将在今后5年内为韩国带来50亿美元的收益。利用配电线传输高速数据信息可以使电网管理更加规范合理，对实现电能和高速数据的双重传输具有重要的实际意义。此外，电力公司本身即具有网络遍及所有家庭和单位的先天优势，由此带来的网络投资费用的节省极为可观，而且随着互连网的发展，可以为用户提供更广泛、更全面的服务。
2 电力自动化通信网络的建议模式
从目前来看，国内在电力自动化的通信方式方面还没有一个具体的标准，不仅如此，从科研和开发阶段来说基本上是属于起步阶段，因此，在实际应用方面往往会缺少一些现成的可供参考的标准模式。对于本文前面部分所讲的几种通信方式，可以说各有优缺点，但还没有一种通信方式能够完全满足这种网络复杂、点数多、可靠性要求高的电力系统自动化通信。为了让这个问题逐渐得以解决，可以在现场的实际应用中多设置一些试点，对每种通信方式的性能、可靠性和价格等方面做详细比较，根据比较结果选择合适的通信方式作为将来电力系统自动化通信的主要模式并加以推广应用，以下将提出一套电力自动化通信网络的建议模式，该模式的指导思想在于：在没有一个完全满足和适合电力系统自动化的通信方式之前，应当综合利用现阶段这些通信方式的各自优点来组织一个分区分层的配电自动化通信网络。
第一层：市区的电力系统自动化分站和配电管理中心之间的通信可以通过目前规划的光纤网络来完成，而外县市电力自动化分站与配电管理中心之间的通信则通过目前规划的SDH微波通信进入市区光纤网络后送到配电管理中心。
第二层：每一个电力自动化分站负责本区的电力自动化信息的处理并负责与配电管理中心的联系，对于本区所在的如变电所、大用户、主要线路开关站等主要站点与配电自动化分站之间的通信可以采用光纤通信或一点多址无线通信方式来完成。
第三层：对于每个变电所所带的一些小的配电站和线路开关等与变电所之间可以采用扩频通信、800MHz窄带无线通信方式或电力线载波的通信方式。
第四层：对于居民区内部读表、负荷控制、自动供电和调节电表等一些服务，可以通过前面所述的电力线调制解调器利用已经布好的低压电力线进行通信。这一层的实现属于将来配电自动化的发展相对成熟以后的事务范畴，在此基础上进一步实现用户端的自动控制和抄表等，或者目前新建小区需要和提前考虑的部分，它属于自动化发展的方向和最终目的。
3 结语
通信技术与计算机技术的飞速发展为电力系统运行、维护、控制和管理实现自动化提供了先进的工具和技术基础，庞大而复杂的电力系统要组成综合自动化系统，必须有先进、可靠的通信网络系统支撑，同时也要求通信系统能抵御来自于闪电、电晕、开关操作等产生的强电磁干扰。在设计和选择电力自动化网络系统的结构和产品时应当根据配电站的实际需求、地理位置和规模进行综合的考虑，只有这样才能够让电力系统安全、稳定、有效运行。
参考文献：
自从20世纪90年代到现在，随着计算机技术、通信技术、控制技术和功率电子技术的发展，这些技术渐渐由理论转入实验阶段，并且已经进入应用领域，这些技术的出现对电力自动化产生了巨大的影响，电力自动化技术也随着迎来了新的时代。因此，提高电力系统自动化程度显得尤为必要。然而，目前电力系统自动化仍然存在诸多问题，如何很好地解决这些问题，使电力系统自动化更好地为我国电力发展乃至经济的发展服务，已经成为摆在广大电力工作者面前的一大难题。
本文主要结合笔者多年的实际一线工作经验，首先阐述了配电自动化的基本概念，并且从不同的角度对电力系统自动化的相关技术进行阐述，旨在为我国电力自动化发展提供理论依据，对推动我国电力事业的发展具有重要的现实意义。
1 配电自动化的基本涵义
我们所说的配电自动化，就是指采用先进的科学技术，将配电用户的数据、配电网数据以及配电网的结构、地理位置、图形特点以及离线数据等进行集成，进而构成一个完整的自动化网络系统，保证配电设备以及网络的正常运行，而且还要保证事故状态下对配电网络的保护、监测和控制，实现配电网络的现代化管理。通过实现配电网络的自动化管理，不但可以有效地提高电能质量，而且可以成本较低，满足多样化的用户需求，还可以使得企业管理效率得到一定的提高。
（1）馈线自动化。所谓馈线自动化，就是指对馈线电路进行监测、控制和保护。对馈电路出现的故障进行诊断，进行故障隔离和重构网络等。还可以实现对馈电路各项指标的远程监控，供电和调压等。
（2）配电管理系统。电力系统自动化的核心环节是配电管理系统，其也是整个配电自动化系统的管理中心、监控中心以及需求侧管理。需求侧管理可以采取一系列的经济手段和技术措施，使用户和供电方一起参与进行供电管理。因为需求侧管理关系到供需双方的利益，而且关联到电力管理体制，因此，需要通过相关法律法规来进行制约，让电力市场进行宏观调控。我们可以看出，电力供需双方不但是买卖关系，更是合作伙伴，需求侧管理必将受到电力市场的重视。
2 电力自动化相关技术研究
2.1 功能分布技术研究
电力系统自动化与通信网络息息相关，为达到功能的逐步下发分布，对系统功能结构进行分层分布配网自动化已经成为了一种必然，我们将电力系统功能部分分为三层：主站、子站和馈线，这样可以使得事故能够迅速响应。层与层之间主要是通过光纤太网、光纤以太网及环网、多线网以及无线网和电力载波等信道形式进行通信。综合考虑，目前较为良好的通信方式为电力载波，相比于先前的电力载波方式，那些都是高频信号与语音信号共同构建的，主要通过线路端点之间的阻波器进行服务通信。由于电力系统网络节点较多，实际情况下还不能解决电力电子自动化实际客观需要，因此淘汰了阻波器。然而现在最新的通信技术，使得载波技术扩展运用范围，尤其是开发了扩频原理的处理器芯片（DSP）并且加以利用，理论结合实践，就初步来看，相关实验数据表明其运用前景很好，具有很强大的发展前途。
2.2 配电网系统保护技术研究
对配电网的保护实际上就是对馈电线路的保护，而且主要是维护配电网存在不稳定的因素，随着时代性的经济发展需要，电力服务用户的不断追求质量，进而提升了电力系统的故障排除能力。也就是说当用电需求不断变大的情况下，电力系统的可靠性和供电质量也有了大幅度提高。我们要重点抓配电网的维护工作，在配电网管理保护工作中，我们要做到馈线故障排除、隔离故障以及对供电电力管理系统的恢复等工作。馈电核心工作的基础上基于通信技术，是对配电网整体数据的优化，进而加以控制。对其整体优化促使了配电SCADA、配电高级应用（PAS）等技术的不断改进与完善。
2.3 主站一体化技术研究
随着用户生活水平的不断提高，这就使得用户对供电的可靠性提出了更高的要求。由于电力企业是一个相对比较大的整体，其内部各个部门相对独立，各个系统和部门很难快速地实现信息互联和共享，这也是摆在广大电力工作者面前的一大难题，也是今后广大电力工作者需要协力解决的问题。在今后的电力工作中，我们可以将功能相对独立的部门综合集中起来，组成信息共享一体化系统。也就是将各个部门的地理信息、数据信息、配电管理系统以及监控系统等自动化系统结合起来，构成一个信息互联和共享的通讯平台。
3 结语
综上所述，电力自动化的发展是电力系统的一场技术革命，作为一名电力系统工作者，我们要不断学习新的电力技术知识，不断充实自己，保持电力系统自动化技术的先进性，不断提高电力系统的自动化程度，只有这样，才能不断地提高电能质量，减少电力设备维护费用和运营成本，提高电力设备利用率，带来比较可观的经济效益和社会效益，对推动我国电力事业发展具有重要的现实意义。
参考文献
[1]李延娜.电力自动化发展现状及展望[J].科技资讯，2011（34）：12-13.
中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）112-0146-02
实践中可以看到，电厂热力系统节能关系着国家节能降耗之大局，同时也是关系着电厂的可持续发展，因此加强对电厂热力系统节能问题的研究，具有非常重大的现实意义。
1电厂热力系统计算常用方法分析
对于热力系统计算而言，主要是对电厂汽轮机组性能进行分析，对热力试验、热力系统改进计算工作进行分析，对热力系统计算的主要目的在于机组热性指标的确定，因此热力系统计算方法的有效选择，成为机组热经济性研究的前提和基础。
常规热平衡法：基于质量、能量平衡，对电厂热力系统数值进行计算。在此过程中，需对电厂热力系统运行过程中的变工情况进行计算，对汽轮机抽汽口、排汽端蒸汽参数和回热系统参数进行明确，目的在于明确汽轮机新膨胀过程线以及该系统具体参数，其中的难点和核心在于计算汽轮机变工况。
等效热降法：该方法主要以新蒸汽流量、热力过程线以及循环初终参数均保持不变为前提条件，以等效热降变化为基础对热力系统自身的热经济性进行分析研究。局部分析热力系统时，等效热降法的应用有效的改进常规热力计算缺陷与不足等问题，并且建立了热力系统分析研究新方法，从而使热力计算实现系统分析。
循环函数法：实践中，根据热力学第二定律之规定，通过分析循环不可逆性，以循环函数式作为现代汽轮机循环节能定量计算的工循环函数法，实际上是一种计算复杂热力系统的有效方法。
熵分析法：在体系熵平衡计算过程中，求出熵产分布与大小，分析熵产影响因素，以此来确定熵产、不可逆损失之间的关系。同时，还有火用分析法，其主要是在热力学定量基础上，以环境为基础对能的本性的全面认识。
代数热力学法：该方法是一种热力系统能量有效分析法，其主要是利用事件矩阵对系统中的相关子系统的能量出入关系。对于火用矩阵而言，其对各股流火用值、分支等进行了定义，对单一系统中的出入流进行了关系性分析，最终得到一个结构矩阵，以此了从全局对全系统和子系统之间的关系趋势进行研究。
2当前国内电厂热力系统问题分析
首先，分析方法存在缺陷，研究局限性比较大。实践中可以看到，对于电厂热力系统的分析方法依然存在欠缺与不足，尤其是使用的计算工具表现出一定的滞后性，需改进和创新。利用计算机进行热力系统节能研究过程中，还存在着很多的问题与不足，通常情况下采用的是传统的局部优化法，而对热力系统的节能分析法研究甚少。同时，研究存在着一定的局限性。本质上来讲，对于热力系统研究长期处于相对固定状态，虽然稳态模式下的研究可促使发电系统一直保持恒定状态，而且在一定程度上也可降低研究复杂度，但是其局限性也是非常明显的，对电厂节能降耗工作可能会产生非常不利的影响。
其次，对电厂热力系统的分析指导存在着问题。节能降耗是当前最需大力支持的项目，实践中必须不断的提升和创新电厂工作观念。实际工作中，管理人员对电厂分析、指导存在着不到位现象，这成为电厂热力系统节能发展的重大桎梏。比如，电厂管理不善、对具体情况分析不到位，则可能会导致电厂管理失控。
3电厂热力系统节能策略
基于以上对电厂热力系统计算方法、存在的主要问题分析，笔者认为实现电厂热力系统的有效节能和降耗，可从以下几个方面着手。
3.1锅炉排烟过程中的余热有效回收和利用
电厂锅炉的排烟温度通常可达150度～160度，若在锅炉上方适当的位置加装暖风扇，则其排烟温度也达150度，因此电厂热力系统运行过程中的锅炉热损失是非常大的。基于此，如何才能降低能耗，有效的利用这些热量，成为一个值得深思的问题。低压省煤器是一种较为有效的节能装置，它实际上就是一个处于锅炉尾部位置的汽、水换热器，与锅炉省煤器相似。然而，通过其内部的并非高压给水，相反则是低压凝结水。其主要有两种连接方式，即低压省煤器在电厂热力系统中的串联和并联。对于低压省煤器而言，其水源来自于低压加热器出口，而且凝结水在低压省煤器中吸收其排烟热量予，待温度升高后，再将其通入低压加热器系统之中。实践中可以看到，串联形式的省煤器经济性比较好，这主要是因为该种形式下流经低压加热器的水量最大；确定低压省煤器受热面以后，锅炉排烟冷却程度以及其热负荷均非常的大，因此对排烟余热循环应用效果非常的好，从而实现了节能减排之目的。
3.2 利用化学方法实现节能减排
电厂热力系统节能减排中的化学方法，主要是基于对装载有抽凝汽式热力机组系统的一些电厂而言的，该方法主要是利用化学水填补凝汽机实现节能减排之目的。将化学水添入到凝汽机之中时，其中的大量氧气会被除掉。同时，运行过程中将雾化设备安装在凝汽机入口位置，从而确保化学补充水雾化，以此来提高电厂热力系统废热回收利用率。实际操作过程中，若能够将凝汽机处理成真空状态，则该种方法的应用效果会更好，节能减排效果也最佳。
3.3减少煤炭用量，提高电厂发电效率
在电厂机组中，全面推广应用性能管理系统，这是一种采用基于离散坐标法描述锅炉内热流密度时空分布特性的创新方法，利用火焰动态计算模型，对火焰中心、高温腐蚀以及炉膛结渣问题进行分析，从而实现了条件的有效优化。此外，在当前的电厂信息化管理系统建设与发展过程中，有效的引入机组运行性能管理模式，可实现主动性能管理功能，并且能够及时发现电厂机组运行中的相关性能问题与不足，提出一些有效的、针对性解决策略，并在此基础上逐步建立健全机组应用性能考核机制。正所谓无规矩不成方圆，因此电厂通过制定有效的管理机制，开有效减少煤炭用量，提高电厂发电效率，同时这也是节能减排的客观要求。
4结论
总而言之，面临当前国内国际能源资源短缺的现状，发展节能降耗产业势在必行，而对于能耗大户――电厂热力系统而言，节能减排是其发展的必由之路。因此应当加强思想重视和技术创新，以确保我国电厂电力事业的可持续发展。
参考文献
[1]刘建伟.火电厂热力系统节能技术探讨[J].城市建设理论研究，2011(31).
中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2015）30-0010-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.30.005
毋庸置疑，当前的时代是计算机的时代和网络的时代，计算机技术和网络技术的广泛应用使多个领域的工作效率有了极大的提升。供电企业亦是如此，借助于计算机技术和网络技术，自动化的电力系统正在逐步形成，大量的人力资源被解放出来从事其他的工作，大大提升了供电的稳定性。但是随着网络技术的不断发展，网络本身的漏洞再加上人为的要素，网络安全问题已经成为一个非常重要的问题，网络安全无法保证，就无法保证电力系统运行的安全性。而电力系统是十分重要的，一旦出现问题，很可能会造成非常大的经济损失，所以有必要做好信息系统的安全保障工作。
1 电力信息系统身份鉴别技术的重要性
电力信息系统身份鉴别技术的重要意义体现在能够确保电力信息系统的安全，进而确保整个电力系统的安全。当前电力信息系统是电力系统自动化的重要组成部分，包含有众多的自动化设备。自动化设备既有优点，也有缺点。优点是将人力从繁重的劳动中解放出来，只需进行必要的监控即可，并且在发现故障和排除故障方面具有十分重要的作用；但是与此同时也造成了一旦出现严重问题，就会使整个系统的安全性和稳定性无法保障的问题，从而使整个供电工作都受到影响。当前电力信息系统并不完善，其身份鉴别技术还没有广泛应用于整个行业中，也因此出现了一系列的问题，在未来，城乡用电量必然大大增加，电力系统的稳定运行已经成了刻不容缓的重要责任，每个方面都要考虑到。
2 电力信息系统身份鉴别技术概述
身份鉴别指的是利用各种手段和方法，对想要取得某种权限的人的身份进行认定。人与人之间的身份鉴别大多是靠视觉性的记忆，但是机器对人的鉴定如果完全靠视觉上的认定的话，可能会造成非常大的成本。例如，某一台计算机的开机身份鉴别只用简单的口令即可，因为其安全性没有那么高，如果在一台普通计算机上安装诸如指纹、虹膜等识别设备，其成本将会大大超出预算。身份鉴别技术一般来说有两种类型：根据相关的信息来实现认证，例如各种口令、证书等；根据人的相关的特征来进行认证，例如人的指纹、虹膜等唯一的元素。二者相比较，前者简单易行，并且能够相对自由、相对广泛地使用。换句话来说，只要掌握了口令或者证书，就能够获取相关的权限。但是这种方法的弊端也是安全性能低，在遗失了相关口令和令牌时会造成极大的不便。后者的特点是唯一性，较为安全，但是局限性就是认证的用户不能够远离，例如录入了指纹和虹膜的用户一旦出差，系统就无法顺利运行。
3 电力信息系统身份鉴别技术研究
3.1 未来电力信息系统身份鉴别技术应有的特点
首先，这种身份鉴别的技术应当是多种技术的有机结合，并不是孤立的。这是因为各种单一的技术虽然在某种程度上有很大的特点，但是也都有一定的局限性，如果将这些技术融合在一起的话，就能够将各种优势充分发挥出来，而将缺陷尽可能地减少。相关的技术包括一次性口令鉴别技术、SSL安全服务器的双向加密技术等。其次，身份鉴别应当是一种双向的鉴定。换句话来说，鉴定不仅要能够鉴定客户端，还要对服务器也进行必要的鉴定，这是因为有恶意用户假冒客户端的情况出现的。最后，这种身份鉴别应当是标准的、统一的。当前行业内并没有固定的规范，所以在不同厂家开发出的鉴别机制都是有较大差别的，适用性不广。而设定统一的鉴别服务的话，就能够用统一的标准来进行有效的衡量和评价，对于电子信息系统身份鉴别技术的未来发展是有很大好处的。
3.2 电力系统身份鉴别技术关键性技术和实现
首先，身份管理。身份管理应当具备下面的一些特性：账号应当具有一定的生命周期，应当对账号产生到删除各个状态进行合理的管理活动。因为在企业内部，离职、换岗、换部门都是常见的事情，如果不能够控制账号的生命周期的话就会失去科学性；应当具备角色管理的功能，基于角色进行各种访问的控制；应当对用户进行分级，不同级别的权限是不同的，级别越高，权限越高，最高级别获取全部的权限。其次，集中认证。这一点是说要根据现实中的不同情况来为不同的应用系统提供认证服务。这个平台应当支持多种不同的安全认证方式，诸如静态密码、智能卡、数字证书等方式。对B/S系统的认证和C/S系统的认证应当区分开来，对主机设备、用户身份、访问策略的认证也应当具体、细致。其实统一的认证方式有两种，集中认证就是其中重要的一种，它是将各种认证方式统一指向平台，运用平台来进行认证。再次，单点登录。单点登录也是统一认证的一种，区别于几种认证，它是由客户端对主机系统和网络设备的访问转化为客户端的单点访问。它大大简化了最终用户的登录程序，也大大地减少了登录相关口令管理的工作量，是一种较为安全的可行的方式。最后，集中授权。这一点指的是对相关的信息系统准入机制进行限制和管理，未通过授权的用户禁止访问系统。这里的集中并不是一种物理现实中的集中，不是将所有的硬件设备集中起来，而是指一种逻辑上的集中。在具体的授权管理活动中，可以自定义角色的数量和权限，常规的角色有安全管理员，其在整个电力信息系统中有最高的权限；系统管理员，主要任务是协助安全管理员，对系统安全进行控制；网络管理员、数据库管理员、操作员等不同级别和权限的用户。
4 结语
其实在当前各个领域，网络安全问题都是一项十分重要的问题。这是由于随着时代的发展，以及计算机与网络技术的不断进步，人们对计算机和网络的依赖将会越来越大，一旦出现网络安全问题，就会造成各种不必要的损失，所以在各个领域都要做好网络安全工作。对于供电企业来说，当前电力信息系统是电力系统自动化的重要部分，其安全问题的重要性毋庸置疑，科学有效的身份鉴别技术应用是必不可少的。当前的身份鉴别呈现出多技术融合、双向、标准化等特点，在未来，相关的研究者还应当积极创新，开发出更加安全、更加便捷的电力信息系统身份鉴别技术。
参考文献
[1] 威廉・斯特灵，杨明，等.密码编码学与网络安全：原理与实践[M].北京：电子工业出版社，2001.
中图分类号： TN710?34； TM401 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）15?0115?04
Analysis of power system harmonic load model
LU Hui?hui1， SU Cheng?yue1， ZHANG Wen?jia2， ZHOU Huai?jie1， LIU Jing?tao2， LIU Li?bin1
（1.Guangdong University of Technology， Guangzhou 510006， China； 2.Guangzhou Power Supply station Co.， Ltd.， Guangzhou 510730， China）
Abstract： As the nonlinear load power increases， the harmonic distortion problem in power systems is serious. The common nonlinear load is discussed in this paper. A complete nonlear load simulation model was constructed to supply power to asynchronous motor by the rectifier frequency circuits and a transformer converting 110 kV to 400 V. Only the harmonic distortion rate of the third phase bridge rectifier circuit module is more than 32%， but harmonic components is greatly reduced by adding a harmonic elimination module in the model. The simulation results show that the total harmonic distortion rate of the nonlinear load is not more than 1.40%， which complies with the relevant state standards， and provides a theoretical base of harmonic prevention and control for enterprises.
Keywords： power system； harmonic analysis； load model； rectifying frequency conversion
0 引 言
谐波使电能质量下降，影响发电、供电和用电设备的安全经济运行，产生较大的危害已得到公认。目前国内外对电力系统的谐波分析大部分都是研究公用电网谐波的整体状况，没有对谐波负载进行细化分析。研究方向主要包括有：公用电网谐波评估[1?3] 、谐波对计量的影响[4]、谐波的检测方法[5?7]、针对谐波的滤波设计[8?9]等。较少深入研究负载内部产生谐波的机理。本文从电动机、整流器等具体负载着手，建立相应的理论模型分析其产生谐波的原因，为深入地开展谐波研究提供理论依据。
1 电子电力变流电路产生谐波原理
电子电力变流电路包括：交流/直流变换器又称整流器、直流/交流逆变器、交直交变频器等。其中应用最广泛的是整流器，很多负载模型都是基于整流电路建立的。常用的整流设备有二极管和晶闸管构成的单相和三相整流器。从控制的角度区分，有不控、半控、全控之分。目前采用全控的PWM方式6脉冲整流较多，如图1所示，下面对a相电流波形进行傅里叶级数展开有：
[ia=23πIdsinωt-15sin5ωt-17sin7ωt+111sin11ωt+113sin13ωt-117sin17ωt-119sin19ωt…] （1）
三相电流相角依次相差120°，其有效值与直流电流的关系为[I=23Id]，当控制角[α≠0]时，只需用[ωt-α]代替[ωt]代入上式即可。则电流基波与各次谐波有效值分别为：
[I1=6πId，In=6nπId， n=6m±1] （2）
式中：[n]为特征谐波次数，[n=pm±1，][p]为逆变器脉动数，[m]为正整数。
2 基于Matlab构造负载模型
2.1 整流器模型
图1（a）中，原理图电路由三相交流电源[Ua，Ub，Uc，]整流变压器T、晶闸管VT1～VT6、负载[R]以及触发电路组成，由于晶闸管的单向可控导电性能，在负载上可以得到方向不变的直流电，改变晶闸管的控制角，可以调节输出直流电压和电流的大小。晶闸管触发电路输出脉冲与电源同步是电路正常工作的重要条件。三相桥式全控电路是应用最广泛的整流电路，六个晶闸管依次相隔60°触发其必须采用双脉冲触发或宽脉冲触发方式，以保证每一瞬间都有两个晶闸管同时导通。三相桥式整流电路的仿真使用模型库中的三相桥和触发器的集成模块，其仿真模型如图1（b）所示，仿真波形分析如图2所示。
表1 三相电流各次谐波含量及总畸变率 %
[谐波次数＼&3＼&5＼&7＼&9＼&11＼&13＼&15＼&17＼&19＼&THD＼&A相＼&0.14＼&25.68＼&11.41＼&0.13＼&10.57＼&6.02＼&0.13＼&6.58＼&3.82＼&31.56＼&B相＼&1.39＼&25.51＼&10.48＼&1.36＼&9.63＼&4.73＼&1.17＼&5.49＼&2.84＼&30.54＼&C相＼&1.53＼&26.65＼&10.41＼&1.45＼&10.64＼&5.59＼&1.19＼&5.98＼&4.20＼&32.20＼&]
三相电压源SPWM逆变器是在通用变频器中使用最多的，仿真模型如图3所示。
通过对整流和逆变电路模型的建立和谐波分析，可以看出两者产生的总谐波畸变率很高，电流谐波畸变率甚至达到42.54%，表明逆变电路是电力负载的一大谐波源。
2.2 交流电机模型
交流电机是一个多变量非线性系统，其静态和动态特性以及控制技术远比直流电机复杂。为了设计一个静态和动态特性都较为理想的交流调速系统，需要建立起交流电机合适的数学模型。三相异步机的模型是首先将三相输入电压变换为二相坐标系（dq坐标系）上的电压，同时也将计算所得的二相电流转换为三相坐标系上的电流[10]。交流异步电动机的转速表达式为：
[n=60f（1-s）p] （3）
式中：[n]为异步电动机的转速；[f]为电动机电源的频率；s为电动机转差率；[p]为电动机极对数。由上式可知，转速[n]与频率[f]成正比，只要改变频率[f]即可改变电动机的转速，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。转速开环恒压频比控制（V/F）其特点是控制电路结构简单、成本较低，能够满足大多数场合交流电动机调速控制的要求。
图3 三相逆变电路模型及谐波分析图
图4是一个V/F控制变频调速仿真图，图中由直流电源经过逆变器变成交流电给交流异步电机供电。逆变器由PWM控制，控制PWM的频率就可以控制电压的大小，进而可以控制电机的转速，最下面的部分就是V/F恒压控制部分。
对电路B相谐波电流分析如图5所示，B相的总畸变率（THD）为2.45%，主要的成分还是5次、7次、11次谐波，分别占有1.73%、1.19%、0.74%，符合特征谐波次数[n=6m±1。]
图5 交流电机谐波分析图
3 综合仿真实验分析与研究
前面已介绍各分立负载模型，下面是综合的非线性负载模型，电路包含变压器、整流器、中间直流电路、逆变器、滤波器、异步电机等，如图6所示。该电路由110 kV的电压经过变压器降为400 V，然后经过整流变频电路，再添加一个无源LC滤波器分别给三相电路进行滤波，参数经过计算和调试，实现对高次谐波进行最大的抑制，如图7所示，最后给异步电机供电，以及通过反馈环路控制PWM的频率就可以控制电压的大小，进而可以控制电机的转速如图6下部分，最后测出各相电流的谐波成分见表2，其畸变率大大降低，总畸变率为1.4%。
表2 A，B，C三相的电流畸变率 %
[次数 /次＼&3＼&5＼&7＼&9＼&11＼&13＼&15＼&17＼&19＼&总畸变率＼&A相＼&0.14＼&0.94＼&0.66＼&0.14＼&0.34＼&0.21＼&0.12＼&0.16＼&0.15＼&1.34＼&B相＼&0.19＼&0.95＼&0.63＼&0.25＼&0.22＼&0.07＼&0.19＼&0.06＼&0.01＼&1.40＼&C相＼&0.11＼&0.83＼&0.88＼&0.16＼&0.23＼&0.28＼&0.18＼&0.15＼&0.16＼&1.40＼&]
4 结 论
本文基于Matlab建立电力系统中产生谐波负载仿真模型，仿真结果表明，对采用6脉波变流器的负载，产生的谐波含量比较符合理论公式，可控变流装置交流侧电流含6k±1（k为正整数）次谐波；各次谐波有效值与谐波次数成反比；与基波有效值的比值为谐波的倒数。通过综合构造出一个110 kV变压为400 V，经整流变频等电路给异步电机供电的完整的非线性负载模型，在模型中加入滤波器后的仿真结果表明，其非线性负载的谐波总畸变率不大于1.40%，谐波成分大大降低，符合国家有关标准，为企业减少向电网注入谐波成分提供参考。
参考文献
[1] 姚猛，蒋德珑，陈根永.基于模糊聚类的电网谐波综合评估方法[J].电测与仪表，2011，48（10）：1?4.
[2] 蒋平，罗曦，顾伟，等.谐波分析及谐振评估软件的开发与应用[J].电力自动化设备，2009，29（4）：126?130.
[3] 杨景，阳一雄，许欢欢，等.基于广义岭回归的谐波阻抗分析与谐波评估法[J].电力学报，2012，27（2）：99?102.
[4] 李育才，李明姝.谐波电能计量技术的应用[J].吉林电力，2010，38（5）：43?45.
[5] ZOLFAGHARI Reza， SHRIVASTAVA Yash， AGELIDIS V G. A comparison between different windows in spectral and cross spectral analysis techniques with Kalman filtering for estimating power quality indices [J]. Electric Power Systems Research， 2012， 84： 128?134.
[6] 林达斌，江亚群，黄纯，等.一种新的谐波、间谐波参数估计算法[J].电网技术，2012，36（6）：170?174.
[7] 冯新民.小波包变换在电网谐波检测中的应用研究[J].机械工程与自动化，2011（4）：160?162.
1 电力营销系统
电力营销系统以业扩报装、电能计量、用电管理、营业计费和线损管理等关键业务为核心，在各业务模块之上提供服务模块和分析模块。服务模块包括电话服务、因特网服务和客户中心服务等，侧重于为电力用户提供各种快捷优质的服务；而分析模块则包括综合业务查询、基于历史数据的统计、效益分析和决策支持，侧重于为企业领导提供及时准确的决策依据。因此，一切为电力系统正常运行提供决策的原始数据都可归结为营销数据范畴。
1.1 营销系统数据来源
营销系统的海量数据由管理信息系统、地理信息系统、SCADA系统以及电网运行的实时信息系统、负荷管理系统、电能量计费系统、配变检测系统、计量检定的运行数据所组成。随着电力企业信息化建设的快速发展，各系统已产生并积累了较为庞大的历史数据。
1.2 营销系统的数据特点
（1）数据多。在电力营销系统中，数据主要分为由各种装置实时采集的现场数据和由调度中心多种系统在运行过程中产生的大量数据，数据来源多。另外，电力系统属于大规模奇异非线性动态大系统，在对其进行特征描述时往往涉及到上千个状态变量。传统的处理方法是对系统进行降维或简约化处理，这在一定程度上影响了最终结果的精度。
（2）数据种类混杂。营销系统是一个标准的混杂系统，其上层（如调度中心）给出的（调度）决策主要是逻辑性的操作指令，而下层控制（如发电机的励磁与调速控制）主要是连续性的，为了达到系统多目标优化控制的目的，应将不同性质的上层和下层控制有机地对合起来。
（3）数据质量差。在营销系统中，采集到的数据往往存在含有噪声、缺失、不正确等情况。
（4）对数据的要求高。当系统处于紧急状态甚至瓦解状态时，必须制定实时在线快速决策，使系统重新回到正常状态。
2 电力数据仓库
2.1 数据库到数据仓库
传统的数据库技术是以单一的数据资源，即数据库为中心，进行事务处理、批处理、决策分析等各种数据处理工作，主要的划分为两大类：操作型处理和分析型处理。操作型处理也叫事务处理，是指对数据库联机的日常操作，通常是对一个或一组纪录的查询和修改，主要为企业的特定应用服务的，注重响应时间，数据的安全性和完整性；分析型处理则用于管理人员的决策分析，经常要访问大量的历史数据。而传统数据库系统优于企业的日常事务处理工作，而难于实现对数据分析处理要求，已经无法满足数据处理多样化的要求。操作型处理和分析型处理的分离成为必然。
近年来，随着数据库技术的应用和发展，人们尝试对DB中的数据进行再加工，形成一个综合的，面向分析的环境，以更好支持决策分析，从而形成了数据仓库技术（简称DW）。数据仓库弥补了原有的数据库的缺点，将原来的以单一数据库为中心的数据环境发展为一种新环境：体系化环境。
2.2 电力数据的抽取
电力数据的抽取是数据进入仓库的入口。由于数据仓库是一个独立的数据环境，它需要通过抽取过程将数据从联机事务处理系统、外部数据源、脱机的数据存储介质中导入到数据仓库。数据仓库的数据并不要求与联机事务处理系统保持实时的同步，因此数据抽取可以定时进行，但多个抽取操作执行的时间、相互的顺序、成败对数据仓库中信息的有效性则至关重要。
在技术发展上，数据抽取所涉及的单个技术环节都已相对成熟，其中有一些是躲不开编程的，但整体的集成度还很不够。目前市场上所提供的大多是数据抽取工具。这些工具通过用户选定源数据和目标数据的对应关系，会自动生成数据抽取的代码。但数据抽取工具支持的数据种类是有限的；同时数据抽取过程涉及数据的转换，它是一个与实际应用密切相关的部分，其复杂性使得不可嵌入用户编程的抽取工具往往不能满足要求。因此，实际的数据仓库实施过程中往往不一定使用抽取工具。从市场发展来看，以数据抽取、异构互连产品为主项的数据仓库厂商一般都很有可能被其它拥有数据库产品的公司吞并。在数据仓库的世界里，它们只能成为辅助的角色。
2.3 电力数据的存储和管理
电力数据仓库的真正关键是数据的存储和管理。数据仓库的组织管理方式决定了它有别于传统数据库的特性，同时也决定了其对外部数据表现形式。要决定采用什么产品和技术来建立数据仓库核心，则需要从数据仓库的技术特点着手分析。数据仓库遇到的第一个问题是对大量数据的存储和管理。这里所涉及的数据量比传统事务处理大得多，且随时间的推移而累积。从现有技术和产品来看，只有关系数据库系统能够担当此任。目前不少关系数据库系统已支持数据分割技术，能够将一个大的数据库表分散在多个物理存储设备中，进一步增强了系统管理大数据量的扩展能力。采用关系数据库管理数百个GB甚至到TB的数据已是一件平常的事情。一些厂商还专门考虑大数据量的系统备份问题，好在数据仓库对联机备份的要求并不高。
电力数据仓库要解决的第二个问题是并行处理。在传统联机事务处理应用中，用户访问系统的特点是短小而密集；对于一个多处理机系统来说，能够将用户的请求进行均衡分担是关键，这便是并发操作。而在数据仓库系统中，用户访问系统的特点是庞大而稀疏，每一个查询和统计都很复杂，但访问的频率并不是很高。此时系统需要有能力将所有的处理机调动起来为这一个复杂的查询请求服务，将该请求并行处理。因此，并行处理技术在数据仓库中比以往更加重要。
在针对数据仓库的TPC-D基准测试中，比以往增加了一个单用户环境的测试，成为“系统功力”（QPPD）。系统的并行处理能力对QPPD的值有重要影响。目前，关系数据库系统在并行处理方面已能做到对查询语句的分解并行、基于数据分割的并行、以及支持跨平台多处理机的群集环境和MPP环境，能够支持多达上百个处理机的硬件系统并保持性能的扩展能力。
3 建立月度营销分析制度，做好营销数据的月度分析
对于市场营销部门，完备科学的月销售分析能达到以下目的：
（1）分析全局的当月电量、线损、欠费余额，同期增长率，较上月增长率。
（2）引导县局和营销部门负责人关注自己的销售和电费回收是否健康。
（3）引导县局和营销部门负责人关注当月重要客户的销售。
（4）客观公正地评估各县局和有关部门的销售贡献。
通过此办法可以看到供电局当月的售电量、累计售电量、增长率、同期增长率等，还可以看到各类别电量及所占的比例。更重要的是，可以看到县局的售电、排名情况，要求后三名说明原因，给其他营销负责人相应的指导和压力。通过建立有效的电力营销数据分析系统，供电局实现了实时的销售监控和周期性的分析反馈及控制，为提高企业经营业绩奠定了基础。
4 总结
对与电力企业的营销数据的分析是为了能够更好的利用，电力营销的数据库的建立上就要做到数据的及时录入与完全录入，以便系统在做数据分析时能够根据现实的情况给出一个具体的参考结果。
