關于電力大數據應用中存在的問題探討
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易允恒
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：隨著信息科學技術的進步，電力企業逐步實現了智能化、信息化管理，在此基情況下電力系統的信息數據也得到了迅速增長。電力大數據在提高電力企業工作質量和效率的同時，也存在著顯著的安全問題，影響著電力大數據的應用。針對電力大數據的安全問題進行有效地解決，是當前電力企業面臨的重要工作任務。
關鍵詞：電力大數據 問題 解決措施
0 引言
隨著大數據分析技術的提高和廣泛應用，電力企業在日常的生產、經營和管理工作中會產生大量的數據信息。由于大數據建立在網絡的基礎上，因此電力大數據的應用存在著一些顯著的安全問題，阻礙著電力大數據在電網建設中的應用。針對存在的問題提出有效的解決措施，是現代電力企業面臨的主要工作。
1 電力大數據應用中存在的安全問題
1.1 有數據泄露的風險
電力企業在生產、管理、營銷的各個環節，都包含實時數據、歷史數據、文本數據、多媒體數據等等各種類型的數據，其中這些諸多類型的數據又可分為結構化、半結構化、非結構化數據，由此可以看出，電力大數據的分級結構非常精細，種類比較繁多，這就形成了電力數據龐大的規模。隨著這些數據的產生能夠促進電網的內部管控能力，并且提高用戶的服務效率，但是如果在數據的采集和傳輸的過程中，不能對大量的數據信息進行有效的控制，就會造成數據信息的泄露。一旦電力大數據被人惡意篡改、泄露，這對電力企業的生產、經營和用戶服務都會造成嚴重的不良影響。
1.2 容易成為網絡攻擊目標
電力是國家各項事業正常運行的基礎設施，如果發生網絡戰爭，電力網絡會成為重要的攻擊對象。因此電力大數據時不法分子可利用又可攻擊的重要載體。一些黑客通過將惡意軟件和病毒代碼隱藏在電力數據中間，終能夠對電力數據進行篡改和竊取數據目的。通過竊取的電力大數據，可以準確地分析出不法分子攻擊目標地的用電分布，形成所在地的電力系統故障，引發重大安全事故。
1.3 數據安全管理風險
數據安全管理的問題，不僅涉及到電力企業的正常運行，同時還對國家和社會有著重要的意義。通過電力大數據的應用，能夠將大量的電力數據信息進行集中存儲，這雖然在數據分析和處理方面比較便捷，但是如果管理不當就會造成的大數據的丟失和損壞，引發嚴重的災難。現代電力企業，大部分存在著數據安全管理機制問題，這就無法對各個環節的信息數據進行有效的隱私保護，存在一定的數據安全管理風險。
2 電力大數據應用中安全問題解決措施分析
2.1 做好電力大數據的安全保護
電力大數據龐大的數據量來自于企業生產、管理、營銷的各個環節，因此應對數據采集與傳輸的各個環節進行有效的安全保護。從數據信息的采集到數據的傳輸，采取有效的加密保護；在數據存儲的過程中進行完整性保證；在數據的使用和恢復過程中力求數據的準確性。在這期間無論是從制度要求還是技術管理，都要對電力大數據面對的安全問題進行有效的評估，進行有針對性的防護，確保電力大數據的信息安全。
2.2 提升電力行業大數據安全管理能力
在電力大數據安全防護方面，一方面需要的技術做支撐，另一方面需要提升數據的安全管理能力，有效保護電力大數據的安全。這主要是因為在大量的電力數據中，不僅包括著企業的運營信息和用電用戶的隱私信息，而且還有一些關系國國家和社會決策的重要信息。因此在電力大數據應用過程中，要不斷提高電力企業員工的安全防護意識。對企業的員工定期開展電力大數據類型和數據的專業防護知識培訓，讓員工從根本上意識到電力大數據的價值和重要性，充分提升員工的大數據安全管理能力。為電力大數據的安全防護打下基礎。
2.3 以長遠的眼光思考數據安全問題
隨著大數據分析技術的不斷提高，電力大數據的應用給電力行業帶來了機遇也帶來了挑戰。在現代電力企業的經營中，數據安全管理的理念將代替傳統的工作思路，現代企業的運營須站在電力大數據安全的角度來進行企業的管理。在電力企業的管理過程中，須要認清電力大數據安全的新特點、新趨勢，深入分析電力大數據安全存在的突出問題，以長遠的眼光進行電力大數據安全的管理工作，確保電力大數據信息安全的發展戰略與我國國情保持一致。
3 安科瑞變電所電力運維云平臺介紹及選型
3.1云平臺概述：
按照國家電網公司的統計，10kV及以上供電電壓等級的工商業用戶有200萬戶以上，此類“用戶側變配電所”產權歸電力用戶所有（工商企業、住宅小區、學校、醫院等），雖然數量眾多，但是日常的運行維護工作比較傳統，普遍存在以下痛點：
人工成本高：人工巡視、紙質記錄、溝通，缺乏智能化的手段
工作效率低：巡視頻率低、巡檢任務無法定位、巡檢過程不標準規范、巡檢缺陷缺乏閉環跟蹤；
安全隱患：有些用電單位無專業維護電工、無法即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題；
搶修時間長：變電所設備種類較多，在分布上也比較分散，無法即時識別和定位故障信息，需要用戶通知后到現場確認；
運行大數據缺少分析：有些用戶未有數據匯總分析平臺，甚至未安裝電力儀表導致運維人員對現場電力參數信息不了解，無法確定電力系統是否正常運行。
3.2應用場所
3.3云平臺架構
我司的運維平臺綜合運用綜合保護裝置、多功能電力儀表、母排及線纜測溫裝置、變壓器溫控儀、視頻攝像頭、水浸煙霧、溫濕度、門磁等多種傳感器統一接入變電所現場的邊緣計算網關，經邊緣計算網關將數據封裝、壓縮、加密后上傳至云平臺。實時集中監測所有變電所用電情況、統一調度運維巡檢安排，線上線下聯動；實現用戶側變配電所的24小時無人值守，較全監測各配電回路運行狀態，即時定位故障，降低安全風險。通過APP下發運維任務到人員上，并通過GPS跟蹤運維執行過程。將企業集團/高等院校內廣泛分布的變電所集中統一管理，提高運維效率、提高故障響應速度，即時發現運行缺陷并做消缺處理。為售電企業提供電能集抄服務，即時掌握用戶用電量情況，避免偏差考核；響應泛在電力物聯網的政策，增加客戶粘性，為后期的增值服務開展做準備。
3.4平臺功能
3.5平臺配置方案
3.6產品介紹
3.6.1 AM5SE系列微機綜合保護裝置
功能：
（1）保護功能：主變差動保護功能、主變后備保護、三段式過流帶方向帶電壓閉鎖、三段式過流、零序電流保護、過電壓、
（2）低電壓保護、大功率電機保護、高壓電動機綜合保護、PT并列功能、非電量保護、并網逆功率保護、檢同期功能
（3）測量功能：保護電流、測量電流、零序電流、母線電壓、零序電壓4-20MA輸出、直流測量
（4）通訊功能：提供RS485通訊接口，RS232維護接口，IRIG-B對時接口、USB升級接口，RJ45網口接口
（5）故障錄波功能：保護動作時觸發錄波，可以記錄故障前8個周波后四個周波的數據
（6）控制回路：自帶操作回路，防跳功能
（7）GPS校時功能：提供時鐘同步接口，接收GPS校時信號
應用：
35kV及以下電壓等級的變配電站及設備的保護測控功能，至少包括35kV進線/主變壓器（一般容量2000kVA以上）/PT/母聯、10kV進線/饋線/配電變壓器（一般容量2000kVA以下）/高壓電動機/高壓電容器/母聯/PT等設備的保護和自動控制功能
3.6.2 ASD300系列智能操控裝置
功能:
（1）一次動態模擬圖指示及自檢帶電顯示、閉鎖及自檢
（2）核相、強制加熱、強制照明
（3）語音防誤提示
（4）人體感應及柜內照明、已帶電語音播報
（5）分合閘、遠方就地、儲能轉換開關
（6）分合閘回路完好指示/電壓測量
（7）預分預合閃光指示
（8）斷路器分合次數統計
（9）RS485串行通訊接口
（10）開關柜節點無線測溫
（11）全電參量測量U,I,P,Q,f,PF,Ep,Eq
應用：
35KV高壓及以下中置柜，手車柜，環網柜
3.6.3 ARTM-Pn無線測溫裝置
功能：
（1）接收多60個ATE100/200/300/400
（2）3U3I電參量測量
（3）實時測溫功能
（4）RS485通訊接口，通過標準的MODBUSRTU協議實現組網功能
（5）具備自檢功能
（6）超溫、高溫、相間溫差報警、溫度突變量告警功能
應用：
變電站、配電室、箱變等
3.6.4 APM810系列多功能電力儀表
功能：
（1）準確度等級：有功電能0.5S級，無功電能2級
（2）測量功能：三相電壓、三相電流、分相及總有功功率、分相及總無功功率、分相及總視在功率、分相及總功率因數、頻率、需量
（3）電能計量：分相及總雙向電能、四象限無功電能
（4）電能質量監測：2-63次分次諧波、總（奇、偶）諧波測量、電壓波峰系數、波峰因子、電流K系數測量
（5）輸入輸出：2路開關量輸出（選配MD82模塊多可擴至8路）及2路開關量輸入（選配MD82模塊多可擴至26路），開關量輸出可配置為報警輸出或遠程遙控，DO用作報警輸出時可自由關聯報警內容
（6）SD卡存儲功能：用于電參量、電能、諧波等數據定時存儲，波形存儲等功能
應用：
適用于電力系統、工礦企業、公用設施、智能大廈等需要電力監控的場合
3.6.5 DTSD1352導軌式電能表
功能：
（1）測量功能：三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統計、總正反向無功電能統計；
（2）準確級精度：有功0.5S
（3）電流信號接入：直接接入10（80)A經CT接入1（6）A
（4）電壓信號：100V380V
（5）通信：RS485接口，支持MODBUS-RTU或者DL/T645通訊協議
應用：
適用于政府機關和大型公建中對電能的分項計量，也可用于企事業單位作電能管理考核。
3.6.6 ADW300無線智能儀表
功能：
（1）測量功能：三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統計、總正反向無功電能統計；
（2）電能質量：電壓、電流不平衡度，電壓、電流總諧波及2-31分次諧波
（3）需量：大電流、功率需量及實時電流，功率需量
（4）準確級精度：0.5s級ADW300外置互感器型1級
（5）電流信號規格：100A輸入，經互感器輸入，5 A二次互感接入
（6）通訊方式：RS485、LORA無線通訊、NB-IOT無線通訊、4G無線通訊
應用：
ADW300方便用戶進行用電監測、集抄和管理，可靈活安裝在配電箱中，可用于電力運維、環保監管等在線監測類平臺中。
3.6.7 ARCM300系列電氣火災監控儀表
功能：
（1）測量：單回路剩余電流、4路溫度、電壓、電流、功率、頻率、功率因數、視在電能、四象限電能
（2）保護：剩余電流、溫度、過流等
（3）報警：聲光報警，支持消音、復位操作
（4）開關量：1路繼電器輸出、4路開關量輸入
（5）通訊方式：RS485、NB-IOT無線通訊、4G無線通訊
應用：
適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域。
3.6.8 ANET智能網關
功能：
（1）數據采集（支持串口、以太網，只需配置即可兼容支持標準電力規約的各類儀表）
（2）數據上傳（支持往上海分類分項能耗平臺、寧夏電力需求側平臺、江蘇電力運維平臺、浙江電力運維平臺上傳數據）
（3）邊緣計算（靈活的報警閾值設置、主動上傳報警信息、數據合并計算、斷點續傳、數據加密、4G路由）
（4）遠程管理（遠程配置、遠程升級、遠程監視）
應用：
泛在電力物聯網、能耗系統平臺、電力需求側管理平臺、第三方云平臺、預付費系統、運維系統平臺、電力監控平臺、能源綜合管理平臺
3.7 現場應用圖片
3.8平臺價值
為電力運維企業提供線上運維服務平臺，實時集中監測所有變電所用電情況、統一調度運維巡檢安排，線上線下聯動。
將企業集團/高等院校內廣泛分布的變電所集中統一管理，提高運維效率、提高故障響應速度；響應泛在電力物聯網的政策，增加客戶粘性，為后期的增值服務開展做準備；為售電企業提供電能集抄服務，即時掌握用戶用電量情況，避免偏差考核；
3.9訪問方式
3.10 典型案例
4 結語
綜上所述，隨著電力企業的智能化、信息化建設不斷完善，應用大數據技術對電力系統進行管理是時代發展的必然。電力大數據的應用建立在網絡的基礎上，因此電力大數據在應用過程中呈現明顯的安全風險問題，針對存在的問題，進行有效的安全防護，是現代電力企業發展的重要方向。
參考文獻
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[3] 汪宏亮.李泊愷.淺談電力大數據應用中呈現的問題和解決措施
[4] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版
作者簡介：
易允恒，男，本科 安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電
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