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摘要：智能电网是以双向数码科技建立的输电网络，用来传送电力。可以侦测电力供应端的电力供应状况，以及一般家庭使用端的电力使用状况，来调整家庭用电的耗电量，达到节约能源，降低损耗，增强智能电网使用可靠性的目的。从系统规划措施、规划安全架构及成效评价体系三个方面着手，探讨了智能电网建设规划与评价方面的议题。
关键词：智能电网；建设；规划；评价
中图分类号：F273 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）17-0121-02
智能电网系统是将供电端到用电端的所有设备通过感测器连接，形成绵密完整的输电网络，并对其中的信息加以整合分析，以达到电力资源的最佳配置，借此降低成本、提高用电效率。从智能电网的构成来看，依据电网特性分为发电与调度、输电、配电、用户等四种类型的供需关系，配合产业推动及环境建构，形成六个构成内容以及智能电网总体规划的架构。[1]
一、推动智能电网建设的系统规划措施
1.智能发电与调度
（1）提高再生能源并网占比：整合全系统通讯协定完善系统互通性，通过需量反应调度机制，维持电网的稳定调度能力；研究大型储能系统、导入抽蓄电厂变速运转控制，增加再生能源调度空间。
（2）提升发电厂运转效率与可靠度：进行快速系统复电规划，并强化先进设备资产管理，以提高设备利用率及增加系统运转可靠度。
2.智能输电
（1）提高输电效率：更新耐热导线，增加输电容量及降低输电损失，推动变电所智能化，提高整体输电容量及供电效率。
（2）增进输电安全：推动先进输电故障测距系统、马达及保护设备更新，密切监控线路的动态热容量，以减少系统故障及缩小停电区域，增进输电安全。
3.智能配电
（1）提升配电安全与效能：推动配电自动化建设，以便于偏远的抢修不易地区、工业区及都会区等主要地区的数据采集与监控（SCADA）。提高馈线自动化普及率，当线路故障发生时，调度人员可依配电网络信息系统，快速定位故障区间，以加速完成复电。
（2）强化分散式能源整合：将未来配电网络信息与电表资料管理系统信息整合，以增加再生能源导入，并可通过储能系统的发展与应用，促进再生能源充分融入配电系统中。
4.智能用户
（1）用户/终端信息建设：推动高低压用户智能型电表基础建设、建立用户端需量反应机制、推广家庭能源管理系统（HEMS）及其他能源系统管理服务，协助用户端落实节能减碳政策，并有效/即时管理未来智能电网的供需平衡问题；同时研议其他创新可行做法进行构建，以降低构建成本。
（2）制定用户服务规划：分阶段完成智能用户系统构建后，推动相关衍生性服务如智能充电站技术（包括G2V，V2G等技术）、需量反应推动、分散式能源及储能在家庭中的应用。
5.智能电网产业
（1）发展关键系统与设备产业：配合整体智能电网推动规划（含发、输、配电及用户等）将智能电表系统、电动车智能充电系统、先进配电自动化系统、广域监测系统、智能家电系统、微电网系统及储能系统等7项列入推动范畴，并协助厂商参与国外示范计划。
（2）创造服务性智能电网产业：在智能电网基础构建完成后，比照国外先进国家，推动电价回归市场机制，带动电能管理系统服务产业发展。
6.智能电网环境建设
（1）发展高再生能源占比及快速平衡电网供需的关键技术，如研究再生能源间歇出力预测、快速升载、先进电力电子设备与微电网、先进配电自动化、AMI资通讯技术、储能系统。
（2）发展基于ICT技术的智能电网技术，如：智能储能系统及需量反应服务（含卸载控制及负载预测、卸载流程与控制策略等）；能源信息分析及安全管理（含即时性能源信息分析与异常行为侦测、资料加解密、通讯安全等）；能源信息通讯网络技术（IEC61850相关标准的通讯应用）。
（3）构建智能电网设备标准及检测平台，就目前智能电网相关国家标准，包含自动读表系统、氢能与燃料电池、风力发电、太阳光电、电动车辆、智能家庭及信息安全等方面，评估筛选及构建检测验证平台。
（4）持续进行自动读表通信界面相关标准研究与草案研拟、先进电度表计量检测技术研究等，包括自动读表系统、氢能与燃料电池、风力发电、太阳光电、电动车辆、信息安全等皆有标准草案在进行，以补强智能电网相关标准及构建检测能量。
7.智能电网环境建设
（1）审视现行电业相关规范，改革现行需量反应制度，包括传统控制型（直接负载控制及可停电力等）需量反应制度、评估市场型（需求竞标、紧急型等）需量反应制度。
（2）审视现行电价制度，包括合理反映供电成本确保电业正常发展、评估多样化电价制度（时间电价、紧急高峰电价、即时电价及高峰时间电价回馈等），进而推动具节电诱因之电价制度，以提高用户节能意愿。
（3）推动用户节能管理制度，研究及建构吸引业界参与的商业模式。如发展与推广住宅能源管理系统、商业能源管理系统及工业能源管理系统，以提高节能减碳效益。
（4）人才培育，如结合大专院校设置智能电网研究中心培育技术及相关人才，并配合智能电网的构建，结合地方政府推动一般民众相关知识的教育宣传。
二、推进智能电网建设的规划安全架构[2]
1.防火墙的配置
为保护智能电网免遭外部攻击，最有效的措施就是分别在智能电网系统中设置防火墙，通过设置有效的安全策略，做到对智能电网系统的访问控制。不改变原来网络拓扑结构，且保证通讯速度不受较大影响，可以配置使用基于状态检测包过滤技术上的流过滤技术的防火墙——硬件防火墙系统。
2.资料加密系统
各端点可能有大量的资料，除了要在资料传输上保证通道的安全外，也应对信息内容本身加密。在智能电网系统中，威胁最大的其实还是来自于内部，因为威胁来源位于系统内部，窃取或其他恶意行为要容易很多，进而系统受到入侵的可能性将更大。因此，直接对信息内容加密是最有效的办法，可采用高强度的加密技术对资料内容进行加密，进一步保证信息保密性等安全性要求。然而需要注意的是，在电力行业的计算机系统中，有很多资料必须要有实时性，传输时间必须低于规范要求，若是采用公开密钥加密系统，虽然防御强度非常高，但复杂度也较高，运算处理的时间相对较长，可能无法符合规范要求。因此要有所取舍，才能够达到网络安全的要求。
3.防止地址转换协议系统
基本预防或是阻挡地址转换协议攻击的构思有一个简单又有效的方法去预防地址转换协议攻击，就是将地址转换协议的缓存区状态设成静态。该方法的缺点为：不能在动态环境中工作；当网络管理者在部署整个网络时，这对网络管理者来说将变得很难处理。为此，可以采用思科高端交换器技术，将IEC61850网络拓扑加入具有文献技术的高端交换器中。这样虽然成本较高，但能减轻管理人员的负担，而对于外置入侵侦测系统也能有很好的保护。
4.入侵侦测系统
智能电网系统的可用性要求非常重要，但阻断攻击与分散式攻击难以预防，因此需要建立一套完善的入侵侦测系统，力求在最短的时间内发现异常流量行为，并即刻做出防护措施。另外，入侵侦测系统除了可以达到侦测分散式与阻断式攻击之外，也能侦测蠕虫病毒、系统漏洞、应用程序漏洞等，还可以支持位置转换协议等各项弱点与攻击的预防。
5.信息传输加密产品的配置
为了保护数据信息从发起端到接收端传输过程的安全性，在每一级网络配备的防火墙系统与边界路由器之间配备网络层加密机。由于网络层加密设备可以实现网关到网关的加密与解密，因此，在每个有重要传输数据的网点只需配备一台网络层加密机。利用加密技术以及安全认证机制，保护信息在网络上传输的机密性、真实性、完整性及可靠性。具体应包括如下内容：高加密强度的安全隧道，认证通信双方的身份，实现基于应用的访问控制；有详细的日志和审计记录，对所处理的每一次通信或服务都可以进行详细记录；提供穿越防火墙的VPN应用模式，可以直连的方式把通过认证的数据直接传送到主机的应用程序；可以与第三方认证产品集成，提供更强的身份认证和访问控制功能。
三、智能电网建设成效的评价体系
1.智能变电站试点项目专项评价指标体系
智能变电站试点工程技术性评价指标以《智能变电站技术导则》为基础，主要技术指标涵盖互动性、全面性、先进性等方面。互动性指标包括信息标准化、配置标准化、功能互动等指标；全面性指标包含辅助设备与优化措施等指标；先进性指标包含智能设备、过程层同步对时、易操作性、易维护性等评价指标。
2.配电自动化试点项目专项评价指标体系
配电自动化试点工程评价技术性指标主要依据《配电网技术导则》《配电自动化技术导则》等标准提出，包含安全性、互动性、优质性、先进性等指标。其中，安全性指标主要包括配电网网架结构的安全可靠性、配电自动化系统设备的安全可靠性等；互动性指标主要考虑信息互联的标准性，反映配电自动化系统与其他系统的信息交互能力，包括与上一级调度自动化系统交互能力、与生产管理系统交互能力、与电网GIS平台交互能力、与营销管理信息系统交互能力、与95598系统交互能力；优质性指标主要反映用户供电质量；先进性指标主要包括配电自动化设备的覆盖率、配电网高级应用等。
3.用电信息采集系统试点项目专项评价指标体系
用电信息采集系统试点工程技术性评价指标主要根据《电力用户用电信息采集系统功能规范》《电力用户用电信息采集系统管理规范》等标准提出，具体包括可靠性、安全性和先进性等指标。其中，可靠性指标包含主站系统可靠性、终端可靠性以及通信信道可靠性等；安全性指标主要是指系统设计是否遵循《电力系统二次安全防护总体方案》《电力系统二次安全防护规定》等要求，通过信息内外网、公网通信、主站侧、终端侧、智能电表五个层次体现；先进性指标主要包括信息传输响应时间、数据库查询响应时间和信息交互等指标。
参考文献：
[1]张健,蒲天骄,王伟,等.智能电网示范工程综合评价指标体系[J].电网技术,2011,(6).
[2]高志远,姚建国,曹阳,等.智能电网发展机理研究初探[J].电力系统保护与控制,2014,(5).
（责任编辑：孙晴）
关键词：智能电网；建设；规划；评价
中图分类号：F273 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）17-0121-02
智能电网系统是将供电端到用电端的所有设备通过感测器连接，形成绵密完整的输电网络，并对其中的信息加以整合分析，以达到电力资源的最佳配置，借此降低成本、提高用电效率。从智能电网的构成来看，依据电网特性分为发电与调度、输电、配电、用户等四种类型的供需关系，配合产业推动及环境建构，形成六个构成内容以及智能电网总体规划的架构。[1]
一、推动智能电网建设的系统规划措施
1.智能发电与调度
（1）提高再生能源并网占比：整合全系统通讯协定完善系统互通性，通过需量反应调度机制，维持电网的稳定调度能力；研究大型储能系统、导入抽蓄电厂变速运转控制，增加再生能源调度空间。
（2）提升发电厂运转效率与可靠度：进行快速系统复电规划，并强化先进设备资产管理，以提高设备利用率及增加系统运转可靠度。
2.智能输电
（1）提高输电效率：更新耐热导线，增加输电容量及降低输电损失，推动变电所智能化，提高整体输电容量及供电效率。
（2）增进输电安全：推动先进输电故障测距系统、马达及保护设备更新，密切监控线路的动态热容量，以减少系统故障及缩小停电区域，增进输电安全。
3.智能配电
（1）提升配电安全与效能：推动配电自动化建设，以便于偏远的抢修不易地区、工业区及都会区等主要地区的数据采集与监控（SCADA）。提高馈线自动化普及率，当线路故障发生时，调度人员可依配电网络信息系统，快速定位故障区间，以加速完成复电。
（2）强化分散式能源整合：将未来配电网络信息与电表资料管理系统信息整合，以增加再生能源导入，并可通过储能系统的发展与应用，促进再生能源充分融入配电系统中。
4.智能用户
（1）用户/终端信息建设：推动高低压用户智能型电表基础建设、建立用户端需量反应机制、推广家庭能源管理系统（HEMS）及其他能源系统管理服务，协助用户端落实节能减碳政策，并有效/即时管理未来智能电网的供需平衡问题；同时研议其他创新可行做法进行构建，以降低构建成本。
（2）制定用户服务规划：分阶段完成智能用户系统构建后，推动相关衍生性服务如智能充电站技术（包括G2V，V2G等技术）、需量反应推动、分散式能源及储能在家庭中的应用。
5.智能电网产业
（1）发展关键系统与设备产业：配合整体智能电网推动规划（含发、输、配电及用户等）将智能电表系统、电动车智能充电系统、先进配电自动化系统、广域监测系统、智能家电系统、微电网系统及储能系统等7项列入推动范畴，并协助厂商参与国外示范计划。
（2）创造服务性智能电网产业：在智能电网基础构建完成后，比照国外先进国家，推动电价回归市场机制，带动电能管理系统服务产业发展。
6.智能电网环境建设
（1）发展高再生能源占比及快速平衡电网供需的关键技术，如研究再生能源间歇出力预测、快速升载、先进电力电子设备与微电网、先进配电自动化、AMI资通讯技术、储能系统。
（2）发展基于ICT技术的智能电网技术，如：智能储能系统及需量反应服务（含卸载控制及负载预测、卸载流程与控制策略等）；能源信息分析及安全管理（含即时性能源信息分析与异常行为侦测、资料加解密、通讯安全等）；能源信息通讯网络技术（IEC61850相关标准的通讯应用）。
（3）构建智能电网设备标准及检测平台，就目前智能电网相关国家标准，包含自动读表系统、氢能与燃料电池、风力发电、太阳光电、电动车辆、智能家庭及信息安全等方面，评估筛选及构建检测验证平台。
（4）持续进行自动读表通信界面相关标准研究与草案研拟、先进电度表计量检测技术研究等，包括自动读表系统、氢能与燃料电池、风力发电、太阳光电、电动车辆、信息安全等皆有标准草案在进行，以补强智能电网相关标准及构建检测能量。
7.智能电网环境建设
（1）审视现行电业相关规范，改革现行需量反应制度，包括传统控制型（直接负载控制及可停电力等）需量反应制度、评估市场型（需求竞标、紧急型等）需量反应制度。
（2）审视现行电价制度，包括合理反映供电成本确保电业正常发展、评估多样化电价制度（时间电价、紧急高峰电价、即时电价及高峰时间电价回馈等），进而推动具节电诱因之电价制度，以提高用户节能意愿。
（3）推动用户节能管理制度，研究及建构吸引业界参与的商业模式。如发展与推广住宅能源管理系统、商业能源管理系统及工业能源管理系统，以提高节能减碳效益。
（4）人才培育，如结合大专院校设置智能电网研究中心培育技术及相关人才，并配合智能电网的构建，结合地方政府推动一般民众相关知识的教育宣传。
二、推进智能电网建设的规划安全架构[2]
1.防火墙的配置
为保护智能电网免遭外部攻击，最有效的措施就是分别在智能电网系统中设置防火墙，通过设置有效的安全策略，做到对智能电网系统的访问控制。不改变原来网络拓扑结构，且保证通讯速度不受较大影响，可以配置使用基于状态检测包过滤技术上的流过滤技术的防火墙——硬件防火墙系统。
2.资料加密系统
各端点可能有大量的资料，除了要在资料传输上保证通道的安全外，也应对信息内容本身加密。在智能电网系统中，威胁最大的其实还是来自于内部，因为威胁来源位于系统内部，窃取或其他恶意行为要容易很多，进而系统受到入侵的可能性将更大。因此，直接对信息内容加密是最有效的办法，可采用高强度的加密技术对资料内容进行加密，进一步保证信息保密性等安全性要求。然而需要注意的是，在电力行业的计算机系统中，有很多资料必须要有实时性，传输时间必须低于规范要求，若是采用公开密钥加密系统，虽然防御强度非常高，但复杂度也较高，运算处理的时间相对较长，可能无法符合规范要求。因此要有所取舍，才能够达到网络安全的要求。
3.防止地址转换协议系统
基本预防或是阻挡地址转换协议攻击的构思有一个简单又有效的方法去预防地址转换协议攻击，就是将地址转换协议的缓存区状态设成静态。该方法的缺点为：不能在动态环境中工作；当网络管理者在部署整个网络时，这对网络管理者来说将变得很难处理。为此，可以采用思科高端交换器技术，将IEC61850网络拓扑加入具有文献技术的高端交换器中。这样虽然成本较高，但能减轻管理人员的负担，而对于外置入侵侦测系统也能有很好的保护。
4.入侵侦测系统
智能电网系统的可用性要求非常重要，但阻断攻击与分散式攻击难以预防，因此需要建立一套完善的入侵侦测系统，力求在最短的时间内发现异常流量行为，并即刻做出防护措施。另外，入侵侦测系统除了可以达到侦测分散式与阻断式攻击之外，也能侦测蠕虫病毒、系统漏洞、应用程序漏洞等，还可以支持位置转换协议等各项弱点与攻击的预防。
5.信息传输加密产品的配置
为了保护数据信息从发起端到接收端传输过程的安全性，在每一级网络配备的防火墙系统与边界路由器之间配备网络层加密机。由于网络层加密设备可以实现网关到网关的加密与解密，因此，在每个有重要传输数据的网点只需配备一台网络层加密机。利用加密技术以及安全认证机制，保护信息在网络上传输的机密性、真实性、完整性及可靠性。具体应包括如下内容：高加密强度的安全隧道，认证通信双方的身份，实现基于应用的访问控制；有详细的日志和审计记录，对所处理的每一次通信或服务都可以进行详细记录；提供穿越防火墙的VPN应用模式，可以直连的方式把通过认证的数据直接传送到主机的应用程序；可以与第三方认证产品集成，提供更强的身份认证和访问控制功能。
三、智能电网建设成效的评价体系
1.智能变电站试点项目专项评价指标体系
智能变电站试点工程技术性评价指标以《智能变电站技术导则》为基础，主要技术指标涵盖互动性、全面性、先进性等方面。互动性指标包括信息标准化、配置标准化、功能互动等指标；全面性指标包含辅助设备与优化措施等指标；先进性指标包含智能设备、过程层同步对时、易操作性、易维护性等评价指标。
2.配电自动化试点项目专项评价指标体系
配电自动化试点工程评价技术性指标主要依据《配电网技术导则》《配电自动化技术导则》等标准提出，包含安全性、互动性、优质性、先进性等指标。其中，安全性指标主要包括配电网网架结构的安全可靠性、配电自动化系统设备的安全可靠性等；互动性指标主要考虑信息互联的标准性，反映配电自动化系统与其他系统的信息交互能力，包括与上一级调度自动化系统交互能力、与生产管理系统交互能力、与电网GIS平台交互能力、与营销管理信息系统交互能力、与95598系统交互能力；优质性指标主要反映用户供电质量；先进性指标主要包括配电自动化设备的覆盖率、配电网高级应用等。
3.用电信息采集系统试点项目专项评价指标体系
用电信息采集系统试点工程技术性评价指标主要根据《电力用户用电信息采集系统功能规范》《电力用户用电信息采集系统管理规范》等标准提出，具体包括可靠性、安全性和先进性等指标。其中，可靠性指标包含主站系统可靠性、终端可靠性以及通信信道可靠性等；安全性指标主要是指系统设计是否遵循《电力系统二次安全防护总体方案》《电力系统二次安全防护规定》等要求，通过信息内外网、公网通信、主站侧、终端侧、智能电表五个层次体现；先进性指标主要包括信息传输响应时间、数据库查询响应时间和信息交互等指标。
参考文献：
[1]张健,蒲天骄,王伟,等.智能电网示范工程综合评价指标体系[J].电网技术,2011,(6).
[2]高志远,姚建国,曹阳,等.智能电网发展机理研究初探[J].电力系统保护与控制,2014,(5).
（责任编辑：孙晴）