电力自动化论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇电力自动化论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

一、电力通讯自动化设备

（一）载波通讯设备

一个完整的载波通讯系统，按功能划分，大体分为调制系统、载供系统、自动电平调节系统、振铃系统和增音系统。其中前四部分是载波机的主要组成。

1．载波机。电力线载波机概括起来由四部分组成：自动电平调节系统、载供系统、调制系统和振铃系统。载波机类型不同，各自系统的构成原理、实现方式等都有所不同。调制系统：双边带载波机传输的是上下两个边带加载频信号，只要经过一级调制即可将原始信号搬到线路频谱；单边带载波机传输的是单边带抑制载频的信号，一般要经过两级或三级调制将原始低频信号搬往线路频谱。自动电平调节系统：此系统的设置是为补偿各种因素所引起的传输电平的波动。在双边带载波机中，载频分量是常发送的，在接收端，将能够反映通道衰减特性变化的载频分量进行检波、整流，而后去控制高载放大器的增益，即可实现此目的；单边带载波机，设置中频调节系统，发信端的中频载频一方面送往中频调幅器，另一方面经高频调幅器的放大器送往载波通路，对方收信支路用窄带滤波器选出中频，放大后，一方面送中频解调器进行同步解调另一方面作为导频，经整流后，再去控制收信支路的增益或衰减，从而实现自动电平调节。振铃系统：为保证调度通讯的迅速可靠，电力线载波机均设置乐自动交换系统以完成振铃呼叫自动接续的任务。双边带载波机是利用载频分量实现自动呼叫，单边带载波机则设有专门的音频振铃信号。载供系统：其作用是向调制系统提供所需载频频率。在双边带载波机中，发信端根据调制系统的需要，一般设有中频载频和高频载频，而且收信端除设有一个高频载频振荡器外，中频解调器的载频则主要靠对方端送过来的中频载频，以实现载频的“最终同步”。

2．音频架、高频架。在载波通讯中，如果调度所和变电站相距较远，为了保证拨号的准确性和通讯质量，在调度所侧安装音频架，而在变电站侧安装高频架，两架之间用音频电缆连接起来。载波机按音频架、高频架分架安装后，用户线很短，通讯质量明显提高，另外给远动通路信号电平的调整也带来方便。同时，话音通路四线端亦在调度所，便于与交换机接口组成专用业务通讯网。

（二）微波通讯设备

根据微波站的作用，所承担任务的不同，微波站分为不同类型。根据站型的不同，其设备也有所不同。但一般来说，包括以下设备：终端机、收发信机、天馈线、微波配线架、电源、蓄电池、铁塔等。

1．收、发信机。微波收、发信机的主要任务就是在群路信号与微波信号之间进行频率变换。在发信通道，频率变换过程是将信号的频率往高处变（群路信号变为微波信号），即上变频。在收信通道，频率变换过程是将信号的频率往低处变（微波信号变为群路信号），即下变频。

2．终端机。微波通讯系统中，必须有复用设备作为终端机，其作用是：在发信端，将各用户的话路信号，按一定的规律组合成群频话路信号；在收信端，将群频话路信号，按相应规律解出各个话路信号。

（三）光纤通讯设备

光纤通讯系统主要包括光端机和光中继机以及脉冲编码调制PCM数字通讯设备。

1．光端机。光端机是光纤通讯系统中主要设备。它由光发送机和光接收机组成。在系统中的位置介于PCM电端机和光纤传输线路之间。光发送机由输入接口、光线路码型变换和光发送电路组成。光接收机由光接收定时再生、光线路码型变换和输出接口等组成。光端机中还有其他辅助电路，如公务、监控、告警、输入分配、倒换、区间通讯、电源等。在实际应用中，为了提高光端机的可靠性，往往采用热备用方法，使系统在主备状态下工作，正常情况下主用部分工作，当主用部分发生故障时，可自动切换到备用部分工作，目前应用较多的是一主一备方式。光端机各主要组成部分作用如下：输入接口：将PCM综合业务接入系统送来的信号变成二进制数字信号。光线路码型变换：简称码型变换，将输入接口送来的普通二进制信号变换为适于在光纤线路中传送的码型信号。光发送电路：包括光驱动电路、自动光功率控制电路和自动温度控制电路。光驱动电路将码型变换后的信号变换成光信号向对方传输。光接收电路：将通过光纤送来的光脉冲信号变换成电信号，并进行放大，均衡改善脉冲波形，清除码间干扰。定时再生电路：由定时提出和再生两部分组成，从均衡以后的信号流中抽取定时器，再经定时判决，产生出规则波形的线路码信号流。光线路码型反变换：简称码型反变换。将再生出来的线路信号还原成普通二进制信号流。光端机一般采用条架结构，单元框方式。不同速率下工作的光端机，单元框的组成情况也不同。

2．光中继机。在进行长距离光传输时，由于受发送光功率、接收机灵敏度、光纤线路衰耗等限制，光端机之间的最大传输距离是有限的。例如34Mbit/s光端机的传输距离一般在50～60km的范围，155Mbit/s光端机的传输距离一般在40～55km的范围，若传输距离超过这些范围，则通常须考虑加中继机，相当于光纤传输的接力站，这样可以将传输距离大大延长。由于光中继机的作用可知，光中继机应由光接收机、定时、再生、光发送等电路组成。一般情况下，可以看成是没有输入输出接口及线路码型正反变换的光端机背靠背的相连。因此，光中继机总的来说比光端机简单，为了实现双向传输，在中继站，每个传输方向必须设置中继，对于一个系统的光中继机的两套收、发设备，公务部分是公共的。3．数字通讯设备。一般来说，数字通讯设备包括PCM基群和高次群复接设备。PCM基群设备是将模拟的话音信号通过脉冲编码、调制，变成数字信号，再通过数字复接技术，将多路PCM信号变成一路基群速率为2048Mbit/s信

号进行传送，以及将收到的PCM基群信号通过相反的处理过程，还原成模拟的话音信号的一种设备。

二、电力通讯网络的工作模式

通讯的目的是为了传送、交换信息。虽然信息有多种形式（如语音，图像或文字等），但一般通讯系统的组成都可以概括为：信源是指信息的产生来源，这些信息都是非电信息，要转换成电信号，需要一种变换器，即输

入设备。交换设备是沟通输入设备与发送设备的接续装置。它可以经济地使用发信设备，提高发信设备的利用率。发送设备的任务是将各种信息的电信号经过处理（如调制、滤波、放大等）使之满足信道传输的要求，并经济有效地利用信道。载波通讯中，载波机的发信部分就是一种发送设备。信道是信息传输的媒介，概括地讲分有线信道和无线信道。信号在传输过程中，还会受到来自系统内部噪声和外界各种无用信号的干扰各种形式的噪声集中在一起用一个噪声源表示。接收设备和输出设备的作用与发送设备和输入设备作用相反，它们是接收线路传输的信息，并把它恢复为原始信息形式，完成通讯。在电力工业中，现已形成以网局及省局为中心的专用通讯网，并且已开通包括全国各大城市的跨省长途通讯干线网络。在现行的通讯网中光纤通讯已占主导地位。随着电力工业的发展，大电站、大机组、超高压输电线路不断增加，电网规模越来越大；通讯技术发展突飞猛进，装备水平不断提高，更新周期明显缩短。数字微波、卫星通讯、移动通讯、对流层散射通讯、特高频通讯、扩展频谱通讯、数字程控交换机以及数据网等新兴通讯技术在电力系统中会得以逐渐推广与应用。

三、结语

在合理规划、设计和实施各种网络的基础上，如何为电力系统提供种类繁多、质量可靠的服务，就成为摆在电力通讯部门面前的一个重要课题，而建立一个综合、高效的电力系统通讯资源管理系统则是解决这一问题的一项重要基础工程，具有十分重要的理论意义和应用价值。

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应用最直接的表现之一。抄表是电能计量中的基础工作，一直以来，传统的抄表工作都是人工完成的，常常会出现抄错、漏抄等问题，会对计量准确度产生严重的影响。在电能计量自动化系统下，传统的人工抄表方式逐渐转变为远程自动抄表方式，用电现场终端每月初抄读各计量点月冻结电量，并能够自动将数据传送回计量主站，不仅大大减少了在抄表方面的人工投入，同时，进一步提高了抄表质量和抄表效率。其次，计量自动化系统完全指出所有终端设备提供的报警，在采集数据、通讯状况等数据的基础上，可以实现关于数据异常、数据不全等报警功能。电能计量自动化系统的建成及其在电力营销中的投运，能够全方位覆盖计量装置远程监测系统，有助于推动传统计量装置在运行管理模式和故障诊断手段方面实现跨越式的大发展。与传统“守株待兔”式的故障排查相比，电能计量自动化系统的应用可以实现对故障的精确定位，并主动出击，极大地提高了用电监察的及时性和可靠性。

2统计线损四分、供售电量和检查用电

在线损四分管理中，对线损四分的实时统计是工作难点之一，而计量自动化系统在电力营销中的应用则较好地解决了这一问题。电能计量自动化系统的实时数据采集功能，不仅能够对线损按月、按日进行分区、分压，同时，还能够进行分线、分台等统计、分析，并且可以在需求基础上自定义分析相关的对象，形成各类线损统计报表，有利于推进线损异常的分析和管理。在未应用计量自动化系统之前，人工抄写是统计供售电量、分析同期线损的主要方式。这种传统的方式，不仅效率低，而且工作负担比较大。应用了电能计量自动化系统后，在统计供售电量工作方面，有效地提高了工作效率、工作的准确度和实时性。在检查用电的工作中，应用电能计量自动化系统能够实时监测用户的用电情况，一旦出现异常情况，就可以及时发出警报，准确排查和定位故障。

3分析用电负荷特性、监测配变运行、统计停电时间对于供电企业

分析、掌握用电负荷的细分区域和各类行业的负荷特性是其一直的努力方向，但是，在实际工作中，却很难实时获得负荷数据。应用计量自动化系统，不仅具有强大的负荷分析功能，同时，还能够获得实时负荷数据。在监测配变运性方面，计量自动化系统的应用可以实时监测、统计和分析变压器的电压、功率因数和负载率等情况，有效地减少了因路途遥远而导致监测不到位情况的发生，而且还能及时掌握设备运行的完整曲线和相关数据，更加科学、有效地评估配变运行状态。在统计停电时间方面，电能自动化系统的应用是立足于后台判断终端是否停电，以此来促进统计专变和配变停电信息的实现。同时，还可以根据实际要求自定义生成停电时间统计报表，为生产部门提供更多的参考数据，以提高其供电分析的可靠性。

篇（3）

二、电力自动化技术在电力工程中的应用

电力工程中电力自动化技术的应用不仅使系统对设备的监控、管理得到了实现，同时在结合了目前各种通讯技术，在此基础上建立起一套科学的电力自动化控制系统，这主要包括对电网结构等信息的处理及保存。现场总线技术的应用在电力工程中，现场总线技术将数字通信等仪表控制设备进行连接，形成了一种综合性技术，这种综合性技术具有一体化的特点，在此基础上形成了多站的信息网络，同时实现了对总线的连接。现场总线技术的运用不仅可以节省相应的硬件数量，同时在投资安装等方面的表现也比较突出，在实际工作中工作人员可以以数学模型作为主要依据对相关数据进行整理和分析，并将各种信息传递到主机上，将最终的指令发送到相关控制设备上，近些年开发出来的对35kV变电站进行改造的实践证明，用户会得到高度的系统集成主动权，由此来看，这项技术的市场潜力非常大，可以使用户对设备的品牌进行自主的选择。智能无功补偿技术的应用传统低压无功补偿技术所采集到的信号是非常单一的，主要使用三相电容器，从补偿技术上来说，在非电力自动化补偿技术中并没有对电压的平衡关系进行综合考虑。用户如果将这种补偿方式作为单项负荷进行使用，很有可能会出现三相负荷不均衡的现象，最终会导致过补或者欠补的结果，同时这样的设置设备也不会具备配电检测功能。而现在新开发的智能无功补偿技术，在实际使用过程中这种技术主要和动态补偿之间进行结合，同时将分相补偿和三相补偿相结合，主要采用快速补偿和稳态补偿相结合的方式，与此同时该技术在实际使用过程中与负载变化相适应，弥补了传统技术单纯使用投切开关存在的缺陷，并通过更加科学的电压限制条件给予固定补偿。采用电力自动化系统弥补了传统电力系统存在的不足以往应用的电力系统处理技术的准确率并不高，同时设备的工作效率也不高，在这种情况下数据库是很难实现自动监控的，面对这些问题，电力工程中电力自动化系统的应用可以使传统设备在运行中存在的这些问题得到了解决，对于软件开发等方面也具有非常深远的影响，目前软件工程中发生了非常深刻的变革。这些技术在主动功能和对象技术的支持方面也占有优势，并且这种优势具有一定的绝对性。在电力系统中主动对象数据库技术主要应用在自动化监控方面，同时电力系统自动控制和监视的复杂功能也有机会得到实现。

三、电力自动化技术未来的发展

在现代都市中，电力系统发挥的作用已经不可替代，将科技与技术相结合，面对科学技术水平的日益提高，资源与信息的共享也有望得到真正的实现。电力自动化系统集中了很多技术与功能，对于系统数据的统计分配和统一采集的实现具有非常重要的作用，同时各种信息也会得到更加合理科学的整合及共享。近年来社会经济得到了不断发展，智能电力自动化技术也得到了应用，在应用过程中它的自动化程度会越来越高。配电网在正常运行中需要复杂的电路网络作支撑，所以智能配电功能在第二阶段的配电自动化系统中得到了增加，这样该系统在应用过程中不仅可以使其作用得到真正的发挥，更重要的是为企业经济和社会效益的提高提供了有利条件。

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一、电力通讯自动化设备

（一）载波通讯设备

一个完整的载波通讯系统，按功能划分，大体分为调制系统、载供系统、自动电平调节系统、振铃系统和增音系统。其中前四部分是载波机的主要组成。

1．载波机。电力线载波机概括起来由四部分组成：自动电平调节系统、载供系统、调制系统和振铃系统。载波机类型不同，各自系统的构成原理、实现方式等都有所不同。调制系统：双边带载波机传输的是上下两个边带加载频信号，只要经过一级调制即可将原始信号搬到线路频谱；单边带载波机传输的是单边带抑制载频的信号，一般要经过两级或三级调制将原始低频信号搬往线路频谱。自动电平调节系统：此系统的设置是为补偿各种因素所引起的传输电平的波动。在双边带载波机中，载频分量是常发送的，在接收端，将能够反映通道衰减特性变化的载频分量进行检波、整流，而后去控制高载放大器的增益，即可实现此目的；单边带载波机，设置中频调节系统，发信端的中频载频一方面送往中频调幅器，另一方面经高频调幅器的放大器送往载波通路，对方收信支路用窄带滤波器选出中频，放大后，一方面送中频解调器进行同步解调另一方面作为导频，经整流后，再去控制收信支路的增益或衰减，从而实现自动电平调节。振铃系统：为保证调度通讯的迅速可靠，电力线载波机均设置乐自动交换系统以完成振铃呼叫自动接续的任务。双边带载波机是利用载频分量实现自动呼叫，单边带载波机则设有专门的音频振铃信号。载供系统：其作用是向调制系统提供所需载频频率。在双边带载波机中，发信端根据调制系统的需要，一般设有中频载频和高频载频，而且收信端除设有一个高频载频振荡器外，中频解调器的载频则主要靠对方端送过来的中频载频，以实现载频的“最终同步”。

2．音频架、高频架。在载波通讯中，如果调度所和变电站相距较远，为了保证拨号的准确性和通讯质量，在调度所侧安装音频架，而在变电站侧安装高频架，两架之间用音频电缆连接起来。载波机按音频架、高频架分架安装后，用户线很短，通讯质量明显提高，另外给远动通路信号电平的调整也带来方便。同时，话音通路四线端亦在调度所，便于与交换机接口组成专用业务通讯网。

（二）微波通讯设备

根据微波站的作用，所承担任务的不同，微波站分为不同类型。根据站型的不同，其设备也有所不同。但一般来说，包括以下设备：终端机、收发信机、天馈线、微波配线架、电源、蓄电池、铁塔等。

1．收、发信机。微波收、发信机的主要任务就是在群路信号与微波信号之间进行频率变换。在发信通道，频率变换过程是将信号的频率往高处变（群路信号变为微波信号），即上变频。在收信通道，频率变换过程是将信号的频率往低处变（微波信号变为群路信号），即下变频。

2．终端机。微波通讯系统中，必须有复用设备作为终端机，其作用是：在发信端，将各用户的话路信号，按一定的规律组合成群频话路信号；在收信端，将群频话路信号，按相应规律解出各个话路信号。

（三）光纤通讯设备

光纤通讯系统主要包括光端机和光中继机以及脉冲编码调制PCM数字通讯设备。

1．光端机。光端机是光纤通讯系统中主要设备。它由光发送机和光接收机组成。在系统中的位置介于PCM电端机和光纤传输线路之间。光发送机由输入接口、光线路码型变换和光发送电路组成。光接收机由光接收定时再生、光线路码型变换和输出接口等组成。光端机中还有其他辅助电路，如公务、监控、告警、输入分配、倒换、区间通讯、电源等。在实际应用中，为了提高光端机的可靠性，往往采用热备用方法，使系统在主备状态下工作，正常情况下主用部分工作，当主用部分发生故障时，可自动切换到备用部分工作，目前应用较多的是一主一备方式。光端机各主要组成部分作用如下：输入接口：将PCM综合业务接入系统送来的信号变成二进制数字信号。光线路码型变换：简称码型变换，将输入接口送来的普通二进制信号变换为适于在光纤线路中传送的码型信号。光发送电路：包括光驱动电路、自动光功率控制电路和自动温度控制电路。光驱动电路将码型变换后的信号变换成光信号向对方传输。光接收电路：将通过光纤送来的光脉冲信号变换成电信号，并进行放大，均衡改善脉冲波形，清除码间干扰。定时再生电路：由定时提出和再生两部分组成，从均衡以后的信号流中抽取定时器，再经定时判决，产生出规则波形的线路码信号流。光线路码型反变换：简称码型反变换。将再生出来的线路信号还原成普通二进制信号流。光端机一般采用条架结构，单元框方式。不同速率下工作的光端机，单元框的组成情况也不同。

2．光中继机。在进行长距离光传输时，由于受发送光功率、接收机灵敏度、光纤线路衰耗等限制，光端机之间的最大传输距离是有限的。例如34Mbit/s光端机的传输距离一般在50～60km的范围，155Mbit/s光端机的传输距离一般在40～55km的范围，若传输距离超过这些范围，则通常须考虑加中继机，相当于光纤传输的接力站，这样可以将传输距离大大延长。由于光中继机的作用可知，光中继机应由光接收机、定时、再生、光发送等电路组成。一般情况下，可以看成是没有输入输出接口及线路码型正反变换的光端机背靠背的相连。因此，光中继机总的来说比光端机简单，为了实现双向传输，在中继站，每个传输方向必须设置中继，对于一个系统的光中继机的两套收、发设备，公务部分是公共的。

3．数字通讯设备。一般来说，数字通讯设备包括PCM基群和高次群复接设备。PCM基群设备是将模拟的话音信号通过脉冲编码、调制，变成数字信号，再通过数字复接技术，将多路PCM信号变成一路基群速率为2048Mbit/s信

号进行传送，以及将收到的PCM基群信号通过相反的处理过程，还原成模拟的话音信号的一种设备。

二、电力通讯网络的工作模式

通讯的目的是为了传送、交换信息。虽然信息有多种形式（如语音，图像或文字等），但一般通讯系统的组成都可以概括为：信源是指信息的产生来源，这些信息都是非电信息，要转换成电信号，需要一种变换器，即输

入设备。交换设备是沟通输入设备与发送设备的接续装置。它可以经济地使用发信设备，提高发信设备的利用率。发送设备的任务是将各种信息的电信号经过处理（如调制、滤波、放大等）使之满足信道传输的要求，并经济有效地利用信道。载波通讯中，载波机的发信部分就是一种发送设备。信道是信息传输的媒介，概括地讲分有线信道和无线信道。信号在传输过程中，还会受到来自系统内部噪声和外界各种无用信号的干扰各种形式的噪声集中在一起用一个噪声源表示。接收设备和输出设备的作用与发送设备和输入设备作用相反，它们是接收线路传输的信息，并把它恢复为原始信息形式，完成通讯。在电力工业中，现已形成以网局及省局为中心的专用通讯网，并且已开通包括全国各大城市的跨省长途通讯干线网络。在现行的通讯网中光纤通讯已占主导地位。随着电力工业的发展，大电站、大机组、超高压输电线路不断增加，电网规模越来越大；通讯技术发展突飞猛进，装备水平不断提高，更新周期明显缩短。数字微波、卫星通讯、移动通讯、对流层散射通讯、特高频通讯、扩展频谱通讯、数字程控交换机以及数据网等新兴通讯技术在电力系统中会得以逐渐推广与应用。

三、结语

在合理规划、设计和实施各种网络的基础上，如何为电力系统提供种类繁多、质量可靠的服务，就成为摆在电力通讯部门面前的一个重要课题，而建立一个综合、高效的电力系统通讯资源管理系统则是解决这一问题的一项重要基础工程，具有十分重要的理论意义和应用价值。

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2无线通信网络在电力自动化中的应用

无线通信网络主要由以下几个部分组成：无线基站、管理服务器以及无线终端等。目前应用于电力自动化系统中的无线通信技术主要有4种，即WPAN、WLAN、WMAN及WWAN。与传统的有线通信网络相比，无线通信网络在应用方面的优势更加明显，其中以变电站的远程监控效果最佳。但无线通信网络在应用中却存在如下缺点：由于它并不像有线通信一样依靠通信线路进行信号传递，而是利用无线电波在空中传播信号，使得该信号很容易被窃听。若重要信息被窃听的话，则会对电力系统造成威胁。为此，研究一种防窃听的无线通信网络将会是未来的主要趋势。电力自动化系统在使用无线通信网络时，可以有以下两种选择：①以现有的网络设施为基础，如蜂窝网络。②架设专用的无线通信网络。这种方式可以使电力企业掌握更多对通信网络的控制权，应作为首选方案。但专用无线网络的架设需要较为庞大的安装资金，并且投入使用后的维护费用也相对较高，若采用该方式，企业必须认真分析方案的可行后方可实施。随着数字电子技术及无线通信技术的不断发展，可能将混合式网络变成现实，而且这将为电力自动化通信网络的实现提供便利条件。

3电力自动化通信网络方案选择

3.1总线网

电力系统的总线网络具有不同的功能和作用，如图1为无线通信网络。监控网主要用来控制网络的各种状态，录波网则负责故障信息的传递。电力系统主要以光纤为主要的通信介质，通信距离约为2km。由于变电站的网络接口都能与总线网络有很好的链接，同时具有很高的可靠性，所以在中低压变电站进行使用非常合适。而对于220kV以上的变电站，在使用过程中由于节点过多而使能够分配到的带宽大大减少，造成网络冲突。随着冲突不断发生，通信将变得毫无效率可言。因此，对于高压变电站来说，此方案不具备很好的适应性。

3.2嵌入式以太网

变电站设有三个光纤以太网，三个网络之间互相独立存在。如果用嵌入式以太网代替总线网，则与高压变电站的间隔单元组屏不相适应，所以变电站的通信网络应当被分为两个层次，将10MB/s的以太网作为主干网络，将后台及PC端进行连接，而总线网则发挥连接保护装置的作用，从而把总线网的信息传到主干网。这样，以太网和总线网的结合就很好地规避了自身的不足，将二者各自的优势得以发挥。在以总线网进行连接时，由于需要和所有保护装置进行连接使网络节点增多、流量增大，加上带宽的限制，不断地重发信息，势必会影响到网络通信的效率。如果将嵌入式以太网和总线网进行结合，虽然没有改变带宽，但是大大减少了节点，大大降低了总线网的负荷，而当信息传输到主干网络上之后，由于主干网络带宽较大，即使保护装置较多，也能保持较高通信效率。这样，将嵌入式以太网和总线网结合使用就有效提高了网络通信的效率，同时以太网支持的长帧也要远远大于总线网，这样使得录波的传输效率也得到了很大的提升。由于PC机要和总线网连接，必须要使用PCLTA卡，这种卡的专业性比较强，因此价格十分昂贵。如果PC使用量较大，则会加大使用的成本。如果使其和以太网进行连接，可以更加方便，也节省更多成本。为了使各公司通信产品可以互相操作，IEC正在制定内部通信协议，采用嵌入式以太网也具有更大的优势。

3.3通信网络传输

网络传输的实时性是衡量网络通信的关键因素之一。首先，分析间隔内部LonWorks网络的实时性。LonWorks网络通过网络变量来实现节点之间的通信，不同的网络变量可以设置成不同的优先级，这样开关变位等重要信息就可用优先级高的网络变量优先传输。在这种情况下，间隔内部LonWorks网络的传输实时性是有绝对保证的。以太网虽然没有LonWorks网络或CAN总线的优先级设置，但其带宽达到10MB/s，因此可承受的网络负荷很大。研究表明，当网络负荷不超过带宽的37%时，网络上的冲突率很低，故以太网的传输效率是有保证的。实际上，变电站自动化系统内部若使用合理的通信规约和传输模式，其网络负荷与带宽10MB/s的37%相比是很小的，网络冲突率极低。美国电力研究院（EPRI）在制定UCA通信协议体系时，对以太网用于变电站自动化系统中的网络传输实时性作了研究分析，结果表明当使用交换式集线器时，10MB/s的以太网是完全可以满足实时性要求的。因此，选择10MB/s的以太网作为变电站自动化系统的内部通信网，其网络传输实时性是有保证的。但需要注意的是，必须使用交换式集线器。

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由于国家电网经营发展属于民生大计问题，产业发展涉及到输变电生产、电力项目建设、工程项目维修、用电销售等诸多经营业务内容。因此，电力系统自动化通信技术视角下的技术定位相对较广，在信息系统设计、生产、组装环节中也就必然存在一定安全隐患问题。比如，第一点则属于系统硬件故障隐患问题，和信息系统设计初期阶段存在隐患有主要关系。第二点软件系统自有的安全隐患问题，这类安全隐患一般多来源于电力通信自动化技术领域下的平台软件，在平台设计开发阶段存在一定技术遗留问题。第三，基于TCP/IP协议栈的定义内容在网络应用设计之初时就留下了兼容性技术漏洞，使得网络安全隐患加剧。

1.2自然威胁

这类隐患性问题多以电力通信网络安全下的不可抗力事件发生为主，比如网络信息系统如果遭受自然雷击，或者是工作站突发性发生火灾，抑或通信系统遭受自然外力破坏，如地震、覆冰、风偏等。此外，这些自然不可抗事件发生一般不以人为意志为转移，会使得国家电网造成不可避免的经济资产损失。

1.3人为意外因素

通常指人为因素下的设计失误、技术系统操作异常、不规范使用信息系统等造成的安全隐患问题。此外，这类隐患问题出现一般并非人为主观意识上故意造成安全问题，而属于人为以外因素所致的安全隐患问题。

1.4人为恶意因素

同样，人为因素也包含恶意、蓄意、故意行为造就的网络信息安全事故问题。伴随这种恶意行为发生，可能会存在蓄意篡改重要数据，或者偷盗重要信息资源，或者更改代码种植木马信息等，以通过恶劣、低俗的网络黑客行为谋取私利。

2电力自动化通信技术下的网络结构分析

国家电网系统下信息网络结构一般由核心局域网，地方部门的局域网，以及区域通信渠道网络互联所组成；从应用功能角度又可划分为供生产、制造所用的SCADA/EMS系统，以及供电经营相关的MIS系统。

2.1SCADA/EMS系统

主要适用于变电网工作站、发电厂等电力供给、送电单位生产所用。并且该系统作用主要是进行监控、处理、评估及分析等；同时，其基本功能板块划分为数据采集、能源分析、信息存储、实时监控等。

2.2MIS系统（信息业务网）

该系统平台主要对网络信息化相关商务活动进行服务，同时其系统平台主要包括办公自动化、用户供电信息查询、信息统计管控、人资建设、以及安全生产等子系统板块。此外，MIS系统可对电力企业的直属上下级单位予以联网交互，包括地区间供电企业售电业务下的重要客户数据交互等。与之同时，MIS系统平台下已经由过去单一的EMS模式逐步转化为了当前的自动化DMS、TMR、调度管理、及雷电监测等多种方式应用拓展，可以会说在信息资源优化及调整上更为专业。而MIS系统主要应用于电力产业经营业务相关的组织活动方面，比如财务管理、物资置办、用电检查、安全监控、信息查询等多个方面。包括在MIS平台使用时也能够配套www、mail等板块予以实践应用，并且其属于IP网络传输，组网方式现如今也能够实现千兆以太网，同时网络结构取用于同级网络分层，每层又分为子网与链路层予以连接。

3电力自动化通信技术中的信息安全构建思路

3.1健全安全防范机制

国家电网下电力企业通信技术平台下的各个管理单元众多，在网络信息安全中制定必要的安全防范机制非常重要。因此，在安全机制构建过程中，需要保障安全机制具有严谨的逻辑性，要能结合电力企业自身需求情况，确认出重点网络防范区域与划分出普通网络访问区域。比如，对于一般性网络访问区域，需要设置具备一定开放性的访问权限；而重点网络防范区则需要严格限制普通权限客户登录，设立较高安全级别权限，以此才能对安全数据、资源信息、QA系统运营进行重点安全监督。

3.2完善信息网络设备管理机制

信息设备管理主要以电网系统下信息安全设备管理作为研究载体，强调设备管理综合效率最大化提升。基于此，设备管理机制中要配套使用促进人员职能发挥的激烈奖惩机制，以此来提升其责任意识和凝聚归属感，激发人员信息安全运维作业的人员主观能动性。此外，设备管理工作开展从基本规划、设计研发、平台选型、配件采购、安装组建、故障维修、定期养护、技术更新、设施技改等方面进行组织管理，以此才能确保信息网络设备及使用软件平台的可靠性与实用性。

3.3强化电力系统信息安全技术

为了充分保障信息网络安全，对于信息网络的安全技术研究而言则非常重要。一般当前通信网络安全技术主要有：防火墙、身份鉴别与验证、信息资源加密手段应用等。因此，第一，强化防火墙网络管理是必然的安全防控手段，特别是防火墙这种具备保护屏障作用的内、外网安全服务通道。所以，防火墙优化设计时要重点考虑其接口连接问题的同时，配套做好网络漏洞修复。第二，身份鉴别与验证，则要重点控公司内、外网的数据监控，人员操作日志，控制权限访问等，以便于公司内部网络安全软件开发时可提供必要信息资源依据。第三，对于信息加密手段应用，则要重点考虑口令卡、智能卡、以及密钥安全形手段的配套使用。同时，信息加密还可以结合企业自身条件，配套使用DES/RAS等密码技术应用，以避免未经授权时可有效控制非访访问获得数据等，防范重要数据泄漏。

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随着现代通信技术的快速发展，航天技术和电话通信技术的结合，移动手机通信技术得到了快速发展和广泛应用。手机短信遥控电路技术是移动手机通信技术在电力自动化中的典型应用。以往，移动手机通过短信控制太空中的卫星和读取卫星上的传输数据，而装上蓝牙系统后，可采用无线方式接收和发射信号，且可有效控制卫星对电力自动化进行监控。其原理为：手机短信遥控电路技术集合了过滤器、短信内容提取和来电显示等模块，在移动电话控制模块内输入具有相应权限的手机号码，并编制遥控指令的短信内容后，仅具有相应资格的手机号码和正确的短信内容，才能接收短信，从而实现对电力自动化的遥控，否则，无法驱动遥控对象，将拒绝执行短信遥控命令。

1.2DTMF拨号遥控技术的应用分析

DTMF信号是一种稳定性、可靠性相对较高的实用通信技术，最早应用在程控电话交换系统中。DTMF信号包括以下2种：

①高音组。包括1633Hz、1477Hz、1336Hz和1209Hz。

②低音组。包括941Hz、852Hz、770Hz和697Hz。共8种频率信号，DTMF拨号遥控技术选用8选2的方式，分别在高音组和低音组中选择1个信号组成复合信号，进而形成16组特定编码的遥控信号系统。DTMF拨号遥控技术在电力自动化中的应用原理为：在远端电话控制模块中设置具有遥控权限的电话，并保证电话号码具有相应的身份遥控功能；当拨号验证通过时，通信系统能提供相应的提示，并进行相应的DTMF编码拨号，驱动相应的遥控对象动作；对于没有相应权限的电话，则不予以接听和拨号。DTMF拨号遥控指令编码方案主要包括9种：

①第一路开关。遥控开启拨号编码为1*，遥控关闭拨号编码为1#。

②第二路开关。遥控开启拨号编码为2*，遥控关闭拨号编码为2#。

③第三路开关。遥控开启拨号编码为3*，遥控关闭拨号编码为3#。

④第四路开关。遥控开启拨号编码为4*，遥控关闭拨号编码为4#。

⑤第五路开关。遥控开启拨号编码为5*，遥控关闭拨号编码为5#。

⑥第六路开关。遥控开启拨号编码为6*，遥控关闭拨号编码为6#。

⑦第七路开关。遥控开启拨号编码为7*，遥控关闭拨号编码为7#。

⑧第八路开关。遥控开启拨号编码为8*，遥控关闭拨号编码为8#。

⑨第1～8路开关。遥控开启拨号编码为9*，遥控关闭拨号编码为9#。

1.3电话振铃遥控技术的应用分析

电话振铃遥控技术的振铃遥控由提取来电显示号码、号码过滤器和振铃电压等模块组成，将具有相应权限的固定电话或移动电话设置在远端电话控制模块中，以保证电话号码具有相应的“身份证”。电话振铃遥控技术的远端控制模块仅接收具有相应权限电话的振铃信号，并驱动相应的遥控电路，进而根据相应的状态信息回传给远端电话，振铃遥控信号的回传。此外，还需要采用不同的传感器连接，比如采用单片机电路，电路接口用下沿触发，触发电平自高而下，从5V至0V。对于没有权限的电话，则不予以接收振铃信号，进而也无法驱动遥控电路。

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2电力通信系统信息安全相关要求

电力通信所面临的环境比较复杂，给信息安全防范带来较大困难。不同的数据传输方式，信息安全防范的要求也不一样。当前电力自动化管理系统无线网络传输数据的类型分为实时数据和非实时数据两种，下面我们逐一对这两种数据的安全防范要求做出说明。

2.1实时数据安全防范要求

实时通讯对网络的传输速度与质量要求很高，通信规约在时间方面相对苛刻，允许的传输延迟范围很小。同时，实时传输的数据量一般不大，流量长期保持在一定水平，波动幅度较小。现阶段电力通信系统中常见的实时传输数据包括以下几种：（1）下行数据。包括遥控、遥调和保护装置及其他自动装置的整定值信息等。这类数据受设备状态影响，直接关系到电力系统能否安全稳定运行。在实时传输和安全防范方面的要求都比较高。（2）上行数据。包括遥信、重要遥测、事件顺序记录（SOE）信息等。这些数据是电网运行状的直接反映，是电力调度运行的重要参考依据，具有一定的保密性要求。从上面可以看出，电力通信实时数据具有流量稳定、时效性的特点，对于数据传输的实时性、可靠性、保密性与完整性方面有着加高的要求。所以，在进行实时数据传输时要切实做好加密工作。

2.2非实时数据安全防范要求

和实时传输数据相比，非实时传输的数据具有数据传输量大，时效性低的特点，对于传输延迟的要求也较为宽泛。这类数据主要包括电力设备的维护日志、电力用户的电能质量信息等。非实时数据对于数据传输的完整性和保密性也有一定要求，工作中要根据具体情况选择正确的加密算法。

3电力通信系统自动化信息安全核查

3.1建立核查库

由于实际工作需要，信息安全基线核查系统要能够辨识不同种类的业务，并在基线安全模块内部完成业务系统的分析工作，以实现对不同业务的安全核查。为实现这个目的，基线系统中要含有针对不同业务的安全模型功能框架，并将这些框架细化分解到系统的各个模块中。根据不同业务所具有的特点，信息安全基线核查系统对其可能存在的安全风险进行针对性的分析核查，并提出相应的处置措施，进而在系统实现层实现这些功能。除此之外，安全基线还负责对系统实现层进行安全漏洞和安全配置相关信息的核查。核查覆盖范围的大小对于该项核查工作的完成质量具有关键性影响。基线核查库是信息安全核查工具的基础，同时也是安全核查工具的参考标准。当前我国已经了电力企业通信安全配置核查检查规范，并根据这项规范设计了电力企业信息安全基线库，成为电力企业信息安全管理工作的坚实技术基础。基线库涉及操作系统、数据库、网络设备以及安全设备等的相关研究。其中，操作系统包括Win－dows2000、Windows2003、WindowsXP、WindowsVista、UNIX操作系统系列等；数据库包括Oracle、SQLServer、Informix等，网络设备包括Hua-wei/Cisco设备，安全设备包括Juniper、Cisco防火墙等。账号、口令、授权、日志、IP地址以及一些其他方面都属于基线库的研究内容。它们对系统安全有着直接影响，是安全检查的必选项目。在核查设备安全配置相关信息时，必须对设备的基本安全配置要求有着清晰的掌握，并提供相应的安全标准，以保障设备的入网测试、工程验收和运行维护的正常开展。

3.2信息安全核查系统架构设计

电力通信系统信息安全核查采用网页方式进行系统管理。用户和系统模块以网页为交互界面，通过浏览器进行数据传递，从而大幅降低了用户使用管理的难度，提高了工作效率。核查系统结构复杂，为提高设计效率，采用模块化的设计方式，在系统多个不同功能的模块中，扫描中心的作用最为重要。该模块负责对已经完成的目标进行探测和评估。具体工作内容包括对主机存活状态、操作系统的设别以及相关规则的解析及匹配。安全基线配置知识库是系统正常运行的基础，负责为扫描调度模块和Web管理模块提高基础数据，该知识库主要包括已知系统、网络设备、应用、中间件、数据库等的安全配置指导参数检查列表等。系统扫描任务完成后，各相关数据汇总到扫描结果库，形成扫描结果报告，以此作为用户查询和分析的数据基础。系统内各个模块的版本升级工作由数据同步模块复杂，同时，该模块还负责系统与外部数据汇总服务器的数据同步工作。Web界面模块是用户与系统交互的重要渠道，用户通过Web界面模块实现系统各项应用功能。根据用户要求的不同，Web界面模块具有多个子模块与之相对应。配置核查系统负责本地执行工作，为受查设备编制结果报表，报表随后汇总至系统进行分析。在Web界面的辅助下，用户可以进行扫描、数据输出、报告生成等多种操作。

3.3统计分析设计

安全基线核查具有宏观和微观双重风险分析功能。一方面，它能够全方位地反映通信网络安全整体水平，从问题分布、危害、主机信息等多方面对系统安全进行细粒度统计分析，并使用形象生动的图例进行说明。另一方面，系统针对核查结果提出切实可行的安全配置解决方案，此外，系统还具备关键词查询功能，允许客户利用自己设计的关键词进行相关信息的搜索，从而帮助用户更方便地了解指定设备的详细配置信息。

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2电力自动化输配的特征

总的来说,电力自动化输配就是利用先进网络控制,电子通信等技术,令电力更科学的进行输配。电力自动化输配的主要特征就是能够更为全面的对电网进行控制,保证在进行电力运输时候的畅通性。在电力运输时发现问题的时候,自动化系统能够将工作中出现的问题加以全面解决,进而保证运输电力的质量,最终提高企业效益,并在最大程度上确保了企业工作效率。电力自动化输配的特征分为以下四点。

2.1智能化与方便性

现如今,人们对电能有了更大的需求。在现如今的电力输送工作中,加入了最为先进的网络传输技术,在根本上提高了原有的自动化水平。能够解决以往人工无法解决的问题。值得一提的是,由于网络技术的发展,电力自动化技术的故障率也有所降低,同时,电力输配以及供电工程的方便性也得到了大幅度提高。2.2便捷性和灵活性随着我国科学技术日新月异的发展,和以往相比,我国电力控制系统的便捷性和灵活性得到了一定程度的提高。先进的控制系统能够将原有的管理范围加以拓宽,使得传输质量与速率在最大程度上得到了提升,同时也提高了原有工作效率。

2.3简便性和综合性

电力输配工作内容非常复杂,将自动化技术在该项工作中进行运用,能够在电力输送过程中的将设备检修,相关操作时间减少。在进行实际工作的时候,如果相关技术人员具备了综合知识,就能够提高输配电的质量,能够在最大程度上保证电的质量。

2.4安全性与服务性

和其他行业相比,电力行业的危险系数较大,如果在实际工作中出现了事故,不但会对输配电设备造成损害,还会威胁到人们的生命安全。如果在电力系统运行中加入自动化设施,那么原有工作的严谨性就会在根本上加以提升,其安全系数也会随之提升一个档次。

3自动化输配技术的运行优点

在经济迅猛发展的今天,电力资源也占据了举足轻重的位置。从现如今的情况来看,电力企业已经成为了我国支柱性企业,电力能源的发展程度与我国经济发展程度息息相关。要想令电力资源的消费功能加以体现,就要利用自动化输配技术。从当前的角度来看,自动化输配技术的运行优点主要体现在以下几个方面。

3.1及时排除故障

将电力自动化技术运用到电力输配工作中,如果进行工作时发生了故障,自动化系统能够在第一时间内发出警告信号,并提醒相关维修人员在第一时间内赶到事故现场。同时,自动化技术还能够将故障原因在短时间内传达到事故现场,相关工作人员能够在第一时间内对事故类型进行全面分析,利用最短的时间,排除事故,令电力传输工作的效率在根本上得以提升。

3.2实现远程控制

将自动化技术运用到电力输配工作中,能够在根本上将远程控制工作得以全面实现,利用该项技术,用户能够对电力传输过程进行全面监测,并检查电力参数。另外,利用该项技术,能够令电气企业实现远程控制,进而让该项工作更好的实现调配,保证输电质量。如果在输送过程中出现故障,电力企业也可以利用计算机对故障点进行全面掌控,分析发生故障的原因,并利用有效方式加以排除。

3.3优化输配环节,降低电能耗损

在对电力输配工作进行管理的时候，最为重要的一项工作就是减少原有耗损能源。通过对电能输配进行有效管理,能够在根本上减少电能损耗。保证电力输配质量,令电力企业提升经济效益,从当前的情况来看,在电力输送工作中运用自动化输配技术,能够将原有的电能损耗控制在理想范围内。

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不管是电力工程，还是自动化本身技术，将电气自动化渗透在电力系统中都具有很强的现实意义，其主要表现在：推动电力系统自动化水平上。它本身属于高科技的范畴，在电力应用中，以电力设施与技术更新为主，当然也能带动电力工程信息化水平，特别是电力设施权限上；具体如：电气设施模糊化，同时运用范围日渐加宽也极大的推动了电气自动化技术水平的提高。将自动化技术应用到电力工程中，具有明显的优势。同时，电气自动化和计算机有着密切的联系，在相关设施维护时，只要经过计算机就能达到要求；然后再由工作人员结合数据信息，利用计算机运行以达到对相关设备运行的维护，同时这也是控制工作人员工作强度的有效方式。将电气自动化技术运用在电力工程中，能够有效提高管理效率。为了满足电气自动化应用要求，电力设施与技术管理都需要不断调整。就目前的电气自动化相关设备来看：由总线连接构成，其连接过程简单，在总线控制的过程中，同时也是对整个过程进行有效管理的方法。

1.2电气自动化技术的设计原则

目前，大多数电力系统已经带有自动保护装置，故在设备选型时，通常会优先选择自动化综合系统，其选型接线方式比较简单，结合继电保护就能实现自动化设备的有效应用。从总体来看，电气自动化技术必须遵循的原则，主要包括以下方面：电气自动化控制设施的连线形式必须结合原有的系统设计，即使使用的是监测系统也必须添加设备数量与种类，并且在图纸设计中详细说明，以保障设备连接的精确性。在计算机远程开关中，必须使用远程闭闸、开闸智能开关，以确保远程操作中的自动化控制顺利实现。利用计算机实现开关监控，在接点打开的情况下，将其纳入监控体系。如果是低压开关，必须设置辅助接点。在设置与安装继电保护设施时，必须整合综合电气与变压保护技术。

2电力电气自动化在电力工程的应用

2.1变电站自动化

变电站自动化，是利用站内电气设施监控，在计算机替代传统监控设施的环境，确保二次设施的数字化与集成化；变电站利用光纤替代传统的电缆传输，以提高信息传输效率在自动化技术的运用，同时它还可以在计算机截面上进行操作，以统一记录运行状态。另外，变电站自动化也能满足各种电气设施的运行要求，它在电网自动化中发挥了很好的作用。

2.2PLC系统

PLC作为计算机技术与继电接触整合的产物，通过电力系统，它实现了工作指令的信息记录与自动编程，在有效控制电力系统信息运算和记录的同时，减小电力系统耗能，让整个系统更加灵活、轻便。PLC在电力系统数据分析、转换、整合、采集、传递、转换等方面都具有得天独厚的优势，在吸纳到电力系统进行有效控制的同时，对不份额柔性操作进行智能控制。利用电力系统中的独立模块，以及总线信息中的通信连接，不仅能保障电力系统正常控制，对促进电力系统相关工作协调化也有重大作用。

2.3电网调度

电网调度组成，主要包含电网调度中心控制中的工作站、计算机网络、打印设施、显示器等。在电网调度自动化中，利用电力系统的广域网与专用网进行连接，由电网调度范围、中心控制内的终端和发电厂构成。在电力生产中，它不仅能满足数据采集、调度自动化，还能对电网监控进行有效分析。另外，它在估算电力状态、预测电力负荷时也有很大作用，电网自动化不仅有助于调动经济调度与发电控制功能，对满足电力市场运营要求也有很大作用。

2.4发电厂测控

在单元控制过程中，控制单元一般由智能模件与主控模件构成。其PCU能直接面对生产中的热电偶、变送器、电气量、脉冲量、开关量等各种信号接收。在处理运算中，通过实时显示运算设施与参数，在打印好输出信号与执行机构后，以完成过程生产的控制、监测与联锁保护。其中，工程师与运行员为其准备好人机接口，工程师主要负责组态修改与设置，以确保系统维护与诊断；运行员接收PCU的信息，为其提供良好的控制与监视手段。

2.5计算机

计算机作为整个电气自动化最主要的技术之一，它的应用对象主要有电力系统的变电、配电和供电环节。而智能电网则是电力系统应用最广的技术，调动电网的技术是电力系统应用计算机技术最典型的代表之一，同时也是现行电力系统自动化最主要的部分，它不仅能实现国家电网相关信息的收集工作，同时还能对各个区域、省市、县级电网进行自动调控与调动。