淺談電力二次自動化系統(tǒng)安全防護設計畢業(yè)論文

1、<p>　　論文題目：淺談電力二次自動化系統(tǒng)</p><p><b>　　安全防護設計</b></p><p><b>　　年 級：</b></p><p>　　專業(yè)名稱：發(fā)電廠及電力系統(tǒng)</p><p><b>　　學 號：</b></p>

2、<p><b>　　姓 名：</b></p><p><b>　　指導教師：</b></p><p><b>　　2012年06月</b></p><p>　　摘要：隨著計算機網絡技術的發(fā)展和普遍應用,網絡及系統(tǒng)安全問題也日益受到人們的重視。從信息安全問題的發(fā)展歷程來看，電力二次自動

3、化系統(tǒng)安全防護設計已經成為人們關注的。為此，國家電網公司的有關部門制定了《全國電力二次系統(tǒng)安全防護總體方案》， 以指導全國電力自動化系統(tǒng)的安全防護運行。電力自動化系統(tǒng)具有豐富的配電管理功能，能方便地與其它網絡系統(tǒng)聯網，共享數據，對于實現地區(qū)電力調度自動化具有重要意義。</p><p>　　關鍵詞：電力、二次自動化系統(tǒng)、安全防護</p><p><b>　　目錄</

4、b></p><p>　　1、電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)概述………………………………… 1</p><p>　　2、安全防護設計…………………………………………… 2</p><p>　　3、電力二次自動化系統(tǒng)安全防護設計 ……………………… 4</p><p>　　4、計算機在電力二次自動化系統(tǒng)安全防護中的應用………… 5</p

5、><p>　　4、1視頻系統(tǒng)的應用…………………………………………… 5</p><p>　　4、2數據采集…………………………………………………… 6</p><p>　　4、3水電廠計算機系統(tǒng)結構…………………………………… 6</p><p>　　4、4自動和遠方控制…………………………………………… 8</p>&l

6、t;p>　　電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)概述</p><p>　　電力系統(tǒng)自動化的領域包括生產過程的自動檢測、調節(jié)和控制,系統(tǒng)和元件的自動安全保護,網絡信息的自動傳輸，系統(tǒng)生產的自動調度，以及企業(yè)的自動化經濟管理等。電力系統(tǒng)自動化的主要目標是保證供電的電能質量（頻率和電壓），保證系統(tǒng)運行的安全可靠，提高經濟效益和管理效能。電力系統(tǒng)自動化是我們電力系統(tǒng)一直以來力求的發(fā)展方向，它包括：發(fā)電控制的自動化，電力調度的自動化，

7、是具有在線潮流監(jiān)視，故障模擬的綜合程序以及SCADA系統(tǒng)實現了配電網的自動化，現今最熱門的變電站綜合自動化即建設綜合化電站，隨著信息技術的發(fā)展，電力系統(tǒng)的自動化也已經面向信息化發(fā)展就目前來說，電力系統(tǒng)自動傳輸系統(tǒng)就是隨著信息技術發(fā)展起來的，其功能是實現調度中心和發(fā)電廠變電站間的實時信息傳輸。自動傳輸系統(tǒng)由遠動裝置和遠動通道組成。遠動通道有微波、載波、高頻、聲頻和光導通信等多種形式。自動化主要是代替人的體力勞動，代替或輔助人的腦力勞動，制

8、造系統(tǒng)中的人機及整個系統(tǒng)的協(xié)調、管理、控制和優(yōu)化。在功能方面，自動化代替人的體力勞動或腦力勞動僅僅是自動化功能目標體系的一部分。自動化的功能目標是多方面的，已形成一個有機體系。在范圍方面，制造自動化不僅涉及</p><p><b>　　安全防護設計</b></p><p>　　隨著電子技術的飛速發(fā)展, 自動控制系統(tǒng)在電力生產各個方面的使用越來越廣, 電力職工在受益于微

9、電子技術的極大方便的同時, 也受到其一旦損壞就損失巨大的困擾。實 際上,在電力系統(tǒng)增加自動控制系統(tǒng)的時候,對自動控制系統(tǒng)的安全防雷意識相對淡薄,一旦有雷電波侵入設備損壞一般是巨大的, 有的甚至使整個系統(tǒng)癱瘓, 造成無可挽回的損失.所以就必須進行安全防護，即安防、所謂安全、就是沒有危險、不受侵害、不出事故；所謂防護、就是防備、戒備，而防備是指作好準備以應付攻擊或避免受害，戒備是指防備和保護。 綜合上述解釋，是否可以給安全防護有如下解釋：做

10、好準備和保護，以應付攻擊或者避免受害，從而使被保護對象處于沒有危險、不受侵害、不出現事故的安全狀態(tài)。按照電能的生產和分配過程，電力系統(tǒng)自動化包括電網調度自動化、火力發(fā)電廠自動化、水力發(fā)電站綜合自動化、電力系統(tǒng)信息自動傳輸系統(tǒng)、電力系統(tǒng)反事故自動裝置、供電系統(tǒng)自動化、電力工業(yè)管理系統(tǒng)的自動化等，為了讓電力系統(tǒng)的自動化更加系統(tǒng)化，就需要建立顯而易見，安全是目的，防護是手段，通過防范的手段達到或實現安全的目的，就是安全防護的基本內涵。對于電力

11、二次系統(tǒng)的安全防護我們需要建</p><p>　　電力二次自動化系統(tǒng)安全防護設計</p><p>　　隨著電力市場及通訊技術和網絡技術的不斷發(fā)展，在集控中心、調度中心、用戶之間進行的數據交換也越來越頻繁，這對于電力調度自動化系統(tǒng)的可靠性、安全性及實時性提出了更高的要求，也使得電力調度自動化二次系統(tǒng)的安全防護問題成為調度中心的一項重要工作內容。電力調度自動化二次系統(tǒng)安全防護方案依據電力系統(tǒng)的

12、特點及各相關業(yè)務系統(tǒng)的數據流程、重要程度及安全要求規(guī)范，在電力二次自動化系統(tǒng)安全防護設計中，需要將資源共享與充分利用。不同的安全區(qū)應該要求具備不同的安全防護，需要實現不同的安全等級和防護水平、隔離強度，以實現電力調度自動化系統(tǒng)的安全防護。著重對原有相關系統(tǒng)、設備的信息整合和發(fā)掘利用，對安全系統(tǒng)系統(tǒng)建設的可擴充性，未建立便于未來擴容、增設功能，采取上層開放式平臺、終端積木式結構措施。開放式平臺允許開發(fā)者實現平臺提供者沒提供的功能并且平臺允

13、許開發(fā)者重構或替代平臺提供者提供的不盡讓人滿意的功能。在建立安全系統(tǒng)的時候需要建立安全防護系統(tǒng)。提高安全性，網際間有安全保護、防誤操作和防病毒措施。加強網絡管理員安全管理水平，提高安全意識。由于蠕蟲病毒利用的是系統(tǒng)漏洞進行攻擊，所以需要在第一時間內保持系統(tǒng)和應用軟件的安</p><p>　　計算機在電力二次自動化系統(tǒng)安全防護中的應用</p><p>　　隨著計算機技術和網絡通訊技術在水電廠

14、中的廣泛應用，水電廠二次系統(tǒng)的網絡與信息安全對電力系統(tǒng)安全運行的影響越來越大。針對目前水電廠二次系統(tǒng)網絡與信息安全存在的問題，電力系統(tǒng)安全設計與計算機技術、安全體系構架、硬件防護設備配置、應用軟件安全策略設計等方面密不可分。</p><p>　　（1）視頻系統(tǒng)的應用</p><p>　　多級網絡結構視頻調度系統(tǒng)，系統(tǒng)集視頻監(jiān)控、視頻指揮調度、視頻會議等多功能于一體，并輔以適當的警戒功能以實

15、現電站“五遙”，為電站實現真正的無人值守創(chuàng)造條件。在滿足需要的前提下，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，節(jié)省投資，使系統(tǒng)發(fā)揮良好的經濟效應。具體如下：多級視頻監(jiān)控，實現對電站，運行重點區(qū)域的實時統(tǒng)一監(jiān)控，各監(jiān)控點的現場圖像和現場環(huán)境（紅外、煙霧、水浸、門磁等）監(jiān)控，并產生告警聯動。監(jiān)控的范圍除了設備監(jiān)控、運行狀況監(jiān)控、安防監(jiān)控，還可擴展到對所屬單位工作人員工作情況的監(jiān)控。系統(tǒng)監(jiān)控設計是一個多級的監(jiān)控系統(tǒng)，不僅實現對口監(jiān)控，還可以根據具體地理位置，實現

16、相關外派單位的監(jiān)控，橫向的監(jiān)控。</p><p><b>　?。?）數據采集</b></p><p>　　前端采集設備與及網絡相連，經過數字壓縮后，經本地網絡交換機，傳送到信息網上，而網上的用戶即可實現遠程實時監(jiān)控。在數據采集時要保證數據采集的實時性：電氣模擬量采集周期 ≤1s，</p><p>　　非電氣模擬量(不包括溫度)采集周期 ≤2s，

17、狀態(tài)和報警點采集周期 ≤100ms，事件順序記錄點(SOE)分辨率 ≤1ms，LCU采集的變化數據到實時數據庫時間 ≤2s。</p><p>　?。?）水電廠計算機系統(tǒng)結構</p><p>　　基于LK的水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用開放的總線型網絡系統(tǒng)，具有良好的擴充性，可根據用戶的需要，靈活配置，例如可配置成最簡單的單機單網系統(tǒng)，或配置為多機多網冗余系統(tǒng)，也可配置成多廠的復合網絡系統(tǒng)。系統(tǒng)一

18、般分為全廠控制層(PCL)和現地控制層(LCL)兩層。對于梯級水電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，則可再設一個梯級調度控制層(CCL:Cascade Control Layer)。</p><p>　　根據系統(tǒng)可靠性或功能要求，PCL層可配置一至兩臺數據庫服務器，完成系統(tǒng)的應用計算與歷史數據庫管理工作，一至多臺人機聯系工作站，實現生產過程的監(jiān)視與控制，實現對電站的自動管理。系統(tǒng)設有若干臺通訊服務器，負責本系統(tǒng)同其它系統(tǒng)的通訊

19、，如網調、省調、水情測報系統(tǒng)、以及電廠內部的其他智能數據采集功能裝置等。PCL層還可選配事故語音報警裝置，可同電話系統(tǒng)、傳呼系統(tǒng)聯網，作為水電站“無人值班”(少人值守)自動化系統(tǒng)的必備選件。另外，還可設置工程師工作站，培訓仿真工作站，廠長終端等。</p><p>　　根據用戶要求，本系統(tǒng)還可配制大屏幕投影系統(tǒng)或大屏幕電子顯示屏。</p><p>　　現地控制單元層采用按單元分布的原則，一般

20、每臺發(fā)電機變壓器組各設一個LCU，開關站設一個LCU，廠用電及全廠公用設備共設一個LCU，閘門控制設一套LCU。若有模擬屏，則應設一個模擬屏驅動LCU。</p><p>　　根據機組裝機容量的大小，機組現地有人值班與否，對LCU的可靠性要求也不同。為提高LCU的可靠性，一般可采用結構冗余的方式?？稍谟绊慙CU可靠性的每一個環(huán)節(jié)采取改進措施，如CPU、I/O機箱電源、通訊模塊、I/O模塊、機柜電源等，可進行雙冗余配

21、置。根據目前應用經驗，一般采用較多的冗余措施有雙CPU配置，I/O機箱配置冗余電源，機柜采用交直流電源供電，雙通訊模塊或接口等。</p><p>　　系統(tǒng)內部各節(jié)點采用開放的以太網總線聯接。網絡通訊介質可采用光纖、同軸電纜或雙絞線。根據電站規(guī)模、現場條件、對可靠性要求等情況，可采用單總線或冗余多總線的系統(tǒng)結構。</p><p>　　系統(tǒng)與站級監(jiān)控系統(tǒng)可采用不同的通訊技術聯網，如快速以太網、

22、SDH、廣域網等，介質采用光纖或微波。</p><p>　?。?）自動和遠方控制</p><p>　　電力自動化系統(tǒng)是基于先進的計算機技術、網絡通訊、自動化控制、微機繼電保護技術,為用戶提供現代化的設備監(jiān)視控制管理和遠程監(jiān)測,確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠供應的系統(tǒng)結構。目前計算機集散控制在電力自動化系統(tǒng)中的實現主要有兩種方式:1)工控機+通信管理機+微機繼電保護；2）前端采集設備+PLC+微機繼電

23、保護+后臺遠方控制。</p><p>　　結束語：電力二次防護系統(tǒng)是自動化系統(tǒng)的支撐平臺，二次防護安全是動力系統(tǒng)安全的保障。同時，電力自動化系統(tǒng)的安全防護是一個動態(tài)的工作過程，隨著環(huán)境、人員、設備及技術不斷變化發(fā)展，安全目標與安全標準也不斷更新，電力二次系統(tǒng)的安全管理也需要不斷應用新技術，因此要做到“人、機、環(huán)”三要素的高度統(tǒng)一，定期進行風險評估及試驗、加強管理，才能保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效、可靠的運行。&l

24、t;/p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　1、林堅.電力調度自動化系統(tǒng)的安全防護［J］.科學與文化，2006(11)：55-55.</p><p>　　2、李必清，任強德.關于電力調度自動化系統(tǒng)的安全防護思考［J］.中小企業(yè)管理與科技，2009(6)：247-248.</p><p>　　3、吳昊