關(guān)于電力大數(shù)據(jù)應(yīng)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(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電力企業(yè)逐步實(shí)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(shí)，也存在著顯著的安全問題，影響著電力大數(shù)據(jù)的應(yīng)用。針對(duì)電力大數(shù)據(jù)的安全問題進(jìn)行有效地解決，是當(dāng)前電力企業(yè)面臨的重要工作任務(wù)。

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(yīng)用，電力企業(yè)在日常的生產(chǎn)、經(jīng)營和管理工作中會(huì)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(luò)的基礎(chǔ)上，因此電力大數(shù)據(jù)的應(yīng)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(shè)中的應(yīng)用。針對(duì)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(fēng)險(xiǎn)

電力企業(yè)在生產(chǎn)、管理、營銷的各個(gè)環(huán)節(jié)，都包含實(shí)時(shí)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(jí)結(jié)構(gòu)非常精細(xì)，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(jìn)電網(wǎng)的內(nèi)部管控能力，并且提高用戶的服務(wù)效率，但是如果在數(shù)據(jù)的采集和傳輸?shù)倪^程中，不能對(duì)大量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的控制，就會(huì)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(duì)電力企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營和用戶服務(wù)都會(huì)造成嚴(yán)重的不良影響。

1.2 容易成為網(wǎng)絡(luò)攻擊目標(biāo)

電力是國家各項(xiàng)事業(yè)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)施，如果發(fā)生網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)爭，電力網(wǎng)絡(luò)會(huì)成為重要的攻擊對(duì)象。因此電力大數(shù)據(jù)時(shí)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(jìn)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(zhǔn)確地分析出不法分子攻擊目標(biāo)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(fēng)險(xiǎn)

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(yùn)行，同時(shí)還對(duì)國家和社會(huì)有著重要的意義。通過電力大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，能夠?qū)⒋罅康碾娏?shù)據(jù)信息進(jìn)行集中存儲(chǔ)，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(dāng)就會(huì)造成的大數(shù)據(jù)的丟失和損壞，引發(fā)嚴(yán)重的災(zāi)難?，F(xiàn)代電力企業(yè)，大部分存在著數(shù)據(jù)安全管理機(jī)制問題，這就無法對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的隱私保護(hù)，存在一定的數(shù)據(jù)安全管理風(fēng)險(xiǎn)。

2.1 做好電力大數(shù)據(jù)的安全保護(hù)

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(gè)環(huán)節(jié)，因此應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)母鱾€(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的安全保護(hù)。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(hù)；在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的過程中進(jìn)行完整性保證；在數(shù)據(jù)的使用和恢復(fù)過程中力求數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在這期間無論是從制度要求還是技術(shù)管理，都要對(duì)電力大數(shù)據(jù)面對(duì)的安全問題進(jìn)行有效的評(píng)估，進(jìn)行有針對(duì)性的防護(hù)，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(hù)方面，一方面需要先進(jìn)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(hù)電力大數(shù)據(jù)的安全。這主要是因?yàn)樵诖罅康碾娏?shù)據(jù)中，不僅包括著企業(yè)的運(yùn)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(huì)決策的重要信息。因此在電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用過程中，要不斷提高電力企業(yè)員工的安全防護(hù)意識(shí)。對(duì)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(hù)知識(shí)培訓(xùn)，讓員工從根本上意識(shí)到電力大數(shù)據(jù)的價(jià)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(hù)打下基礎(chǔ)。

2.3 以長遠(yuǎn)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(yīng)用給電力行業(yè)帶來了機(jī)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(yùn)營須站在電力大數(shù)據(jù)安全的角度來進(jìn)行企業(yè)的管理。在電力企業(yè)的管理過程中，須要認(rèn)清電力大數(shù)據(jù)安全的新特點(diǎn)、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(yuǎn)的眼光進(jìn)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(tái)概述：

按照國家電網(wǎng)公司的統(tǒng)計(jì)，10kV及以上供電電壓等級(jí)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(xué)校、醫(yī)院等），雖然數(shù)量眾多，但是日常的運(yùn)行維護(hù)工作比較傳統(tǒng)，普遍存在以下痛點(diǎn)：

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(wù)無法定位、巡檢過程不標(biāo)準(zhǔn)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(hù)電工、無法即時(shí)排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題；

搶修時(shí)間長：變電所設(shè)備種類較多，在分布上也比較分散，無法即時(shí)識(shí)別和定位故障信息，需要用戶通知后到現(xiàn)場確認(rèn)；

運(yùn)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(tái)，甚至未安裝電力儀表導(dǎo)致運(yùn)維人員對(duì)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(yùn)行。

3.2應(yīng)用場所

3.3云平臺(tái)架構(gòu)

我司的運(yùn)維平臺(tái)綜合運(yùn)用綜合保護(hù)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(jì)算網(wǎng)關(guān)，經(jīng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)封裝、壓縮、加密后上傳至云平臺(tái)。實(shí)時(shí)集中監(jiān)測所有變電所用電情況、統(tǒng)一調(diào)度運(yùn)維巡檢安排，線上線下聯(lián)動(dòng)；實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)變配電所的24小時(shí)無人值守，較全監(jiān)測各配電回路運(yùn)行狀態(tài)，即時(shí)定位故障，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。通過手機(jī)APP下發(fā)運(yùn)維任務(wù)到人員手機(jī)上，并通過GPS跟蹤運(yùn)維執(zhí)行過程。將企業(yè)集團(tuán)/高等院校內(nèi)廣泛分布的變電所集中統(tǒng)一管理，提高運(yùn)維效率、提高故障響應(yīng)速度，即時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行缺陷并做消缺處理。為售電企業(yè)提供電能集抄服務(wù)，即時(shí)掌握用戶用電量情況，避免偏差考核；響應(yīng)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(wù)開展做準(zhǔn)備。

3.4平臺(tái)功能

3.5平臺(tái)配置方案

3.6產(chǎn)品介紹

3.6.1 AM5SE系列微機(jī)綜合保護(hù)裝置

功能：

（1）保護(hù)功能：主變差動(dòng)保護(hù)功能、主變后備保護(hù)、三段式過流帶方向帶電壓閉鎖、三段式過流、零序電流保護(hù)、過電壓、

（2）低電壓保護(hù)、大功率電機(jī)保護(hù)、高壓電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)、PT并列功能、非電量保護(hù)、并網(wǎng)逆功率保護(hù)、檢同期功能

（3）測量功能：保護(hù)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(hù)接口，IRIG-B對(duì)時(shí)接口、USB升級(jí)接口，RJ45網(wǎng)口接口

（5）故障錄波功能：保護(hù)動(dòng)作時(shí)觸發(fā)錄波，可以記錄故障前8個(gè)周波后四個(gè)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(shí)功能：提供時(shí)鐘同步接口，接收GPS校時(shí)信號(hào)

應(yīng)用：

35kV及以下電壓等級(jí)的變配電站及設(shè)備的保護(hù)測控功能，至少包括35kV進(jìn)線/主變壓器（一般容量2000kVA以上）/PT/母聯(lián)、10kV進(jìn)線/饋線/配電變壓器（一般容量2000kVA以下）/高壓電動(dòng)機(jī)/高壓電容器/母聯(lián)/PT等設(shè)備的保護(hù)和自動(dòng)控制功能

3.6.2 ASD300系列智能操控裝置

功能:

（1）一次動(dòng)態(tài)模擬圖指示及自檢帶電顯示、閉鎖及自檢

（2）核相、強(qiáng)制加熱、強(qiáng)制照明

（3）語音防誤提示

（4）人體感應(yīng)及柜內(nèi)照明、已帶電語音播報(bào)

（5）分合閘、遠(yuǎn)方就地、儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換開關(guān)

（6）分合閘回路完好指示/電壓測量

（7）預(yù)分預(yù)合閃光指示

（8）斷路器分合次數(shù)統(tǒng)計(jì)

（9）RS485串行通訊接口

（10）開關(guān)柜節(jié)點(diǎn)無線測溫

（11）全電參量測量U,I,P,Q,f,PF,Ep,Eq

應(yīng)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(gè)ATE100/200/300/400

（2）3U3I電參量測量

（3）實(shí)時(shí)測溫功能

（4）RS485通訊接口，通過標(biāo)準(zhǔn)的MODBUSRTU協(xié)議實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)功能

（5）具備自檢功能

（6）超溫、高溫、相間溫差報(bào)警、溫度突變量告警功能

應(yīng)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(zhǔn)確度等級(jí)：有功電能0.5S級(jí)，無功電能2級(jí)

（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(jì)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(kuò)至8路）及2路開關(guān)量輸入（選配MD82模塊多可擴(kuò)至26路），開關(guān)量輸出可配置為報(bào)警輸出或遠(yuǎn)程遙控，DO用作報(bào)警輸出時(shí)可自由關(guān)聯(lián)報(bào)警內(nèi)容

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

應(yīng)用：

適用于電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公用設(shè)施、智能大廈等需要電力監(jiān)控的場合

3.6.5 DTSD1352導(dǎo)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(jì)、總正反向無功電能統(tǒng)計(jì)；

（2）準(zhǔn)確級(jí)精度：有功0.5S

（3）電流信號(hào)接入：直接接入10（80)A經(jīng)CT接入1（6）A

（4）電壓信號(hào)：100V380V

（5）通信：RS485接口，支持MODBUS-RTU或者DL/T645通訊協(xié)議

應(yīng)用：

適用于和大型公建中對(duì)電能的分項(xiàng)計(jì)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(jì)、總正反向無功電能統(tǒng)計(jì)；

（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(shí)時(shí)電流，功率需量

（4）準(zhǔn)確級(jí)精度：0.5s級(jí)ADW300外置互感器型1級(jí)

（5）電流信號(hào)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(yīng)用：

ADW300方便用戶進(jìn)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(yùn)維、環(huán)保監(jiān)管等在線監(jiān)測類平臺(tái)中。

3.6.7 ARCM300系列電氣火災(zāi)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(hù)：剩余電流、溫度、過流等

（3）報(bào)警：聲光報(bào)警，支持消音、復(fù)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(yīng)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(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)能耗平臺(tái)、寧夏電力需求側(cè)平臺(tái)、江蘇電力運(yùn)維平臺(tái)、浙江電力運(yùn)維平臺(tái)上傳數(shù)據(jù)）

（3）邊緣計(jì)算（靈活的報(bào)警閾值設(shè)置、主動(dòng)上傳報(bào)警信息、數(shù)據(jù)合并計(jì)算、斷點(diǎn)續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由）

（4）遠(yuǎn)程管理（遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程升級(jí)、遠(yuǎn)程監(jiān)視）

應(yīng)用：

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、能耗系統(tǒng)平臺(tái)、電力需求側(cè)管理平臺(tái)、第三方云平臺(tái)、預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)、運(yùn)維系統(tǒng)平臺(tái)、電力監(jiān)控平臺(tái)、能源綜合管理平臺(tái)

3.7 現(xiàn)場應(yīng)用圖片

3.8平臺(tái)價(jià)值

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

將企業(yè)集團(tuán)/高等院校內(nèi)廣泛分布的變電所集中統(tǒng)一管理，提高運(yùn)維效率、提高故障響應(yīng)速度；響應(yīng)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(wù)開展做準(zhǔn)備；為售電企業(yè)提供電能集抄服務(wù)，即時(shí)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(shè)不斷完善，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行管理是時(shí)代發(fā)展的必然。電力大數(shù)據(jù)的應(yīng)用建立在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，因此電力大數(shù)據(jù)在應(yīng)用過程中呈現(xiàn)明顯的安全風(fēng)險(xiǎn)問題，針對(duì)存在的問題，進(jìn)行有效的安全防護(hù)，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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06版

淮亞利，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)樽冸娝悄鼙O(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。