關(guān)于電力大數(shù)據(jù)應用中存在的問題探討

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(shù)的進步，電力企業(yè)逐步實現(xiàn)了智能化、信息化管理，在此基情況下電力系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)也得到了迅速增長。電力大數(shù)據(jù)在提高電力企業(yè)工作質(zhì)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(shù)據(jù)的應用。針對電力大數(shù)據(jù)的安全問題進行有效地解決，是當前電力企業(yè)面臨的重要工作任務。

關(guān)鍵詞：電力大數(shù)據(jù) 問題 解決措施

隨著大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的提高和廣泛應用，電力企業(yè)在日常的生產(chǎn)、經(jīng)營和管理工作中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息。由于大數(shù)據(jù)建立在網(wǎng)絡的基礎上，因此電力大數(shù)據(jù)的應用存在著一些顯著的安全問題，阻礙著電力大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)建設中的應用。針對存在的問題提出有效的解決措施，是現(xiàn)代電力企業(yè)面臨的主要工作。

1.1 有數(shù)據(jù)泄露的風險

電力企業(yè)在生產(chǎn)、管理、營銷的各個環(huán)節(jié)，都包含實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)等等各種類型的數(shù)據(jù)，其中這些諸多類型的數(shù)據(jù)又可分為結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，由此可以看出，電力大數(shù)據(jù)的分級結(jié)構(gòu)非常精細，種類比較繁多，這就形成了電力數(shù)據(jù)龐大的規(guī)模。隨著這些數(shù)據(jù)的產(chǎn)生能夠促進電網(wǎng)的內(nèi)部管控能力，并且提高用戶的服務效率，但是如果在數(shù)據(jù)的采集和傳輸?shù)倪^程中，不能對大量的數(shù)據(jù)信息進行有效的控制，就會造成數(shù)據(jù)信息的泄露。一旦電力大數(shù)據(jù)被人惡意篡改、泄露，這對電力企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營和用戶服務都會造成嚴重的不良影響。

1.2 容易成為網(wǎng)絡攻擊目標

電力是國家各項事業(yè)正常運行的基礎設施，如果發(fā)生網(wǎng)絡戰(zhàn)爭，電力網(wǎng)絡會成為重要的攻擊對象。因此電力大數(shù)據(jù)時不法分子可利用又可攻擊的重要載體。一些人通過將惡意軟件和病毒代碼隱藏在電力數(shù)據(jù)中間，終能夠?qū)﹄娏?shù)據(jù)進行篡改和竊取數(shù)據(jù)目的。通過竊取的電力大數(shù)據(jù)，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(tǒng)故障，引發(fā)重大安全事故。

1.3 數(shù)據(jù)安全管理風險

數(shù)據(jù)安全管理的問題，不僅涉及到電力企業(yè)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(shù)據(jù)的應用，能夠?qū)⒋罅康碾娏?shù)據(jù)信息進行集中存儲，這雖然在數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的丟失和損壞，引發(fā)嚴重的災難。現(xiàn)代電力企業(yè)，大部分存在著數(shù)據(jù)安全管理機制問題，這就無法對各個環(huán)節(jié)的信息數(shù)據(jù)進行有效的隱私保護，存在一定的數(shù)據(jù)安全管理風險。

2.1 做好電力大數(shù)據(jù)的安全保護

電力大數(shù)據(jù)龐大的數(shù)據(jù)量來自于企業(yè)生產(chǎn)、管理、營銷的各個環(huán)節(jié)，因此應對數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)母鱾€環(huán)節(jié)進行有效的安全保護。從數(shù)據(jù)信息的采集到數(shù)據(jù)的傳輸，采取有效的加密保護；在數(shù)據(jù)存儲的過程中進行完整性保證；在數(shù)據(jù)的使用和恢復過程中力求數(shù)據(jù)的準確性。在這期間無論是從制度要求還是技術(shù)管理，都要對電力大數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的信息安全。

2.2 提升電力行業(yè)大數(shù)據(jù)安全管理能力

在電力大數(shù)據(jù)安全防護方面，一方面需要先進的技術(shù)做支撐，另一方面需要提升數(shù)據(jù)的安全管理能力，有效保護電力大數(shù)據(jù)的安全。這主要是因為在大量的電力數(shù)據(jù)中，不僅包括著企業(yè)的運營信息和用電用戶的隱私信息，而且還有一些關(guān)系國國家和社會決策的重要信息。因此在電力大數(shù)據(jù)應用過程中，要不斷提高電力企業(yè)員工的安全防護意識。對企業(yè)的員工定期開展電力大數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)的防護知識培訓，讓員工從根本上意識到電力大數(shù)據(jù)的價值和重要性，充分提升員工的大數(shù)據(jù)安全管理能力。為電力大數(shù)據(jù)的安全防護打下基礎。

2.3 以長遠的眼光思考數(shù)據(jù)安全問題

隨著大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的不斷提高，電力大數(shù)據(jù)的應用給電力行業(yè)帶來了機遇也帶來了挑戰(zhàn)。在現(xiàn)代電力企業(yè)的經(jīng)營中，數(shù)據(jù)安全管理的理念將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工作思路，現(xiàn)代企業(yè)的運營須站在電力大數(shù)據(jù)安全的角度來進行企業(yè)的管理。在電力企業(yè)的管理過程中，須要認清電力大數(shù)據(jù)安全的新特點、新趨勢，深入分析電力大數(shù)據(jù)安全存在的突出問題，以長遠的眼光進行電力大數(shù)據(jù)安全的管理工作，確保電力大數(shù)據(jù)信息安全的發(fā)展戰(zhàn)略與我國國情保持一致。

3.1云平臺概述：

按照國家電網(wǎng)公司的統(tǒng)計，10kV及以上供電電壓等級的工商業(yè)用戶有200萬戶以上，此類“用戶側(cè)變配電所"產(chǎn)權(quán)歸電力用戶所有（工商企業(yè)、住宅小區(qū)、學校、醫(yī)院等），雖然數(shù)量眾多，但是日常的運行維護工作比較傳統(tǒng)，普遍存在以下痛點：

人工成本高：人工巡視、紙質(zhì)記錄、電話溝通，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(guī)范、巡檢缺陷缺乏閉環(huán)跟蹤；

安全隱患：有些用電單位無維護電工、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(xiàn)場確認；

運行大數(shù)據(jù)缺少分析：有些用戶未有數(shù)據(jù)匯總分析平臺，甚至未安裝電力儀表導致運維人員對現(xiàn)場電力參數(shù)信息不了解，無法確定電力系統(tǒng)是否正常運行。

3.2應用場所

3.3云平臺架構(gòu)

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(tǒng)一接入變電所現(xiàn)場的邊緣計算網(wǎng)關(guān)，經(jīng)邊緣計算網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)封裝、壓縮、加密后上傳至云平臺。實時集中監(jiān)測所有變電所用電情況、統(tǒng)一調(diào)度運維巡檢安排，線上線下聯(lián)動；實現(xiàn)用戶側(cè)變配電所的24小時無人值守，較全監(jiān)測各配電回路運行狀態(tài)，即時定位故障，降低安全風險。通過手機APP下發(fā)運維任務到人員手機上，并通過GPS跟蹤運維執(zhí)行過程。將企業(yè)集團/高等院校內(nèi)廣泛分布的變電所集中統(tǒng)一管理，提高運維效率、提高故障響應速度，即時發(fā)現(xiàn)運行缺陷并做消缺處理。為售電企業(yè)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(lián)網(wǎng)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(chǎn)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(wǎng)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(wǎng)口接口

（5）故障錄波功能：保護動作時觸發(fā)錄波，可以記錄故障前8個周波后四個周波的數(shù)據(jù)

（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(lián)、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(lián)/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(tài)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(nèi)照明、已帶電語音播報

（5）分合閘、遠方就地、儲能轉(zhuǎn)換開關(guān)

（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(shù)統(tǒng)計

（9）RS485串行通訊接口

（10）開關(guān)柜節(jié)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(huán)網(wǎng)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(xié)議實現(xiàn)組網(wǎng)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(shù)、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(zhì)量監(jiān)測：2-63次分次諧波、總（奇、偶）諧波測量、電壓波峰系數(shù)、電話波峰因子、電流K系數(shù)測量

（5）輸入輸出：2路開關(guān)量輸出（選配MD82模塊多可擴至8路）及2路開關(guān)量輸入（選配MD82模塊多可擴至26路），開關(guān)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(guān)聯(lián)報警內(nèi)容

（6）SD卡存儲功能：用于電參量、電能、諧波等數(shù)據(jù)定時存儲，波形存儲等功能

應用：

適用于電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公用設施、智能大廈等需要電力監(jiān)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(tǒng)計、總正反向無功電能統(tǒng)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(jīng)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(xié)議

應用：

適用于和大型公建中對電能的分項計量，也可用于企事業(yè)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(tǒng)計、總正反向無功電能統(tǒng)計；

（2）電能質(zhì)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(guī)格：100A輸入，經(jīng)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(jiān)測、集抄和管理，可靈活安裝在配電箱中，可用于電力運維、環(huán)保監(jiān)管等在線監(jiān)測類平臺中。

3.6.7 ARCM300系列電氣火災監(jiān)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(shù)、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(guān)量：1路繼電器輸出、4路開關(guān)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(yè)、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

3.6.8 ANET智能網(wǎng)關(guān)

功能：

（1）數(shù)據(jù)采集（支持串口、以太網(wǎng)，只需配置即可兼容支持標準電力規(guī)約的各類儀表）

（2）數(shù)據(jù)上傳（支持往上海分類分項能耗平臺、寧夏電力需求側(cè)平臺、江蘇電力運維平臺、浙江電力運維平臺上傳數(shù)據(jù)）

（3）邊緣計算（靈活的報警閾值設置、主動上傳報警信息、數(shù)據(jù)合并計算、斷點續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由）

（4）遠程管理（遠程配置、遠程升級、遠程監(jiān)視）

應用：

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、能耗系統(tǒng)平臺、電力需求側(cè)管理平臺、第三方云平臺、預付費系統(tǒng)、運維系統(tǒng)平臺、電力監(jiān)控平臺、能源綜合管理平臺

3.7 現(xiàn)場應用圖片

3.8平臺價值

為電力運維企業(yè)提供線上運維服務平臺，實時集中監(jiān)測所有變電所用電情況、統(tǒng)一調(diào)度運維巡檢安排，線上線下聯(lián)動。

將企業(yè)集團/高等院校內(nèi)廣泛分布的變電所集中統(tǒng)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(lián)網(wǎng)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(yè)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

綜上所述，隨著電力企業(yè)的智能化、信息化建設不斷完善，應用大數(shù)據(jù)技術(shù)對電力系統(tǒng)進行管理是時代發(fā)展的必然。電力大數(shù)據(jù)的應用建立在網(wǎng)絡的基礎上，因此電力大數(shù)據(jù)在應用過程中呈現(xiàn)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(xiàn)代電力企業(yè)發(fā)展的重要方向。

[1] 吳凱峰,劉萬濤,李彥虎.電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)與應用[J].中國電力,2015,48(02):111-116+127.

[2] 陳超,張順仕,尚守衛(wèi).大數(shù)據(jù)背景下電力行業(yè)數(shù)據(jù)應用研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2013,36(24):8-11+14.

[3] 汪宏亮.李泊愷.淺談電力大數(shù)據(jù)應用中呈現(xiàn)的問題和解決措施

[4] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版

淮亞利，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為變電所智能監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)與應用。