数据交互

随着电力业务不断向数字化、智能化转型，数据交互场景越来越多，电力信息系统也面临更多网络安全方面的挑战。国家电网有限公司各单位强化技术、管理创新，推进全场景网络安全防护体系建设，在北京冬奥会、冬残奥会和全国两会电力保障期间确保了电力信息系统安全稳定运行。本报特分享相关单位经验做法。

为实现将防误系统中依赖4G的外网数据交互替换为基于LoRa的自组网通信，文章设计站内无线网络解决方案，在兼容输变电物联网传感器监测应用基础上实现站内自组网，包括网络架构设计及终端入网通信，将防误终端集成到传感器监测网络。针对原有物联网协议的传感器监测设计，以及手持控制终端接入时的传输实时性差、频点切换慢的问题，设计优化方案，在传感器采用竞争时隙的同时，引入操作终端固定时隙预分配方案，提高数据交互效率，并通过同步扫描设计实现移动作业频点自适应切换。验证结果表明，所提系统可在兼容输变电物联网监测方案基础上，满足防误系统的实时性控制类作业应用。

随着“双碳”目标的战略推进，可再生能源在主动配电网（active distribution network，ADN）的大规模消纳提上日程，但受限于调度控制方式和数据交互模式，现有的集中式控制方法无法有效满足分布式能源消纳需求和配电网运行经济性目标。为此，提出了一种基于目标级联法（analytical target cascading，ATC）的主动配电网区域多主体自治协同优化方法，将柔性负荷、分布式电源和储能视为受控单元主体，根据配电网整体的经济性优化目标和微电网区域的局部自治优化需求，设计“ADN主体-节点主体-受控单元主体”的调度框架；并通过ATC处理主体间的共享交互信息，将不同层级的系统解耦为主系统和子系统，达到兼顾整体和局部目标协同优化的效果。最后，通过搭建D9M2和IEEE 33节点配电系统，验证了该方法的有效性。

国家电力需求侧管理平台（以下简称“平台”）是国家发改委委托国网公司建设的国家级平台，旨在构建综合性、专业化、开放式的网络应用平台，向政府有关部门、电力企业、电力用户、电能服务商等各类群体提供最全面、最权威的决策支撑和技术服务，促进我国节能减排事业的发展，提升电力安全可靠供应保障能力。平台运用互联网、大数据、分布式存储、云计算、Echarts可视化、爬虫数据抓取、全文检索等先进技术，构建电力经济大数据库，研究科学分析预测方法和模型，开发完成了研究分析平台（9个一级功能模块，48项二级子功能，100余项三级子功能）与成果展示平台（7个主题场景展示）。海量数据处理，多平台数据交互，设备级数据监测。平台实现了全国各地区电力供需形势、有序用电管理、需求响应、企业用电等数据信息在线监测与管理；实现近2万家企业的厂区用电设备负荷、电量、电能质量在线监测；在线监测分析企业用电特点，挖掘需求响应潜力资源，指导企业合理安排生产，支撑需求响应工作开展。首次实现了基于海量用电数据的电力经济关系分析挖掘；首次基于DMSP/OLS夜间灯光影像和电力消耗量，构建地区工业发达指数评价体系；首次实现了对设备级用电数据的实时监测、在线分析；创造性提出企业开工率、住房空置率分析方法模型，基于设备级用能用电数据的行业用电多维分析方法；构建了集电力需求侧管理、有序用电管理、需求响应以及电力供需形势分析等功能于一体的供需平衡分析和监测平台。 平台相关功能已在发改委电力需求侧管理及电力经济运行监测等相关工作中得到有效应用。依据平台：撰写《上半年国家电网经营区主要行业用电量分析》、《国家电网经营区2019年工业企业开工情况》获李克强总理的批示；编制企业开工率分析、住房空置情况分析，定期上报国家发改委，部分成果被中办《每日汇报》和国办《专报信息》采纳；提交受理专利2项，获得计算机软件著作权15项，发表论文9篇。平台架构和功能设计在省级平台及国网系统电能服务平台得到推广应用。平台丰富的数据以及各分析功能模块可通过接口被外部系统调用共享，为电力需求侧管理、有序用电等工作提供支撑。企业用能在线监测平台实现对企业用能数据的在线监测、整合、分析与挖掘，为企业提供能效诊断和节能服务，推动企业能效管理进步。

随着变电站自动化技术发展，视频监控系统在无人值班变电站中获得了广泛的应用。变电站视频监控系统是一个综合视频、通信、计算机网络、安防、图像等技术的监控管理系统。本文在研究分析目前电力行业视频监控系统的现状的基础上，结合监控系统发展的特点，提出变电站视频监控统一平台设计的解决方案。

本部分提出了低压配电物联网本地通信网络的物理层技术要求。 本部分适用于低压配电物联网的融合终端本地通信单元与智能断路器等端设备本地通信单元之间的数据交互。

电网电压跌落故障会引起风电机组载荷的剧烈变化，严重影响风电机组的安全稳定运行。随着风电机组的大型化，风电叶片长度不断增加，塔筒增高，其载荷特性对系统参数波动变得敏感。因此，需要研究电网电压跌落过程中关键部件的载荷与振动特性。 方法 提出了基于动态链接库和Socket通信的数据交互方式，建立了Simulink与Bladed的联合仿真方法。基于某3.4 MW风电机组模型，采用给定风速变化的工况对联合仿真平台进行验证。研究了低电压穿越(low voltage ride through，LVRT)过程中机组总体性能与叶片、塔筒载荷的变化关系。 结果 电网电压跌落幅值对电机功率影响较大，对风轮的调节参数影响较小。低电压穿越过程中风轮的桨矩角调节和转速有较长时间的波动，叶片外叶展处载荷的变化大于内叶展处，叶尖位移增加。塔架的振动频率与固有频率接近，存在潜在风险，需要在机组设计中考虑。 结论 联合仿真平台可以很好地模拟风电机组的气动性能与部件载荷的暂态特性，为机组的优化控制提供参考。

自国家电网公司确定了建设坚强智能电网的发展战略目标，在发、输、变、配、用各个电网运行环境逐步开始了智能化技术的研究和推广工作。智能变电站是整个环节中不可缺少的一部分。目前，为确保变电站安全、稳定的运行，除变电站综合自动化监控系统外，还辅助以PMS智能档案管理系统、仿真系统、视频监控系统、环境辅助系统等，这些系统目前都处于独立分散运行状态，相互之间缺少数据交互和整合，难以发挥协同效应。随着信息化，网络化、智能化技术的发展，通过变电站通过数据库方式进行建模，并将原各种分散系统进行有机整合和数据交互，并采用图形化或者三维可视化的形式进行数据展现，是变电站向智能化发展趋势的要求，也是国家电网和南方电网公司一直在主推的智能变电站发展高级模式。 基于面向对象的三维可视智能电网一体化管理平台项目采用以数据库为驱动的3D图形技术为基础，将PMS智能档案管理系统、仿真系统、视频监控系统、环境辅助系统等分散独立系统有机结合，解决了当前电力站点特别是变电站智能辅助系统、综合自动化实时系统、PMS系统及视频监控系统之间需要繁项配置的技术困局，提升了系统实用性，减少了变电站的日常维护工作量，为变电站运维，故障排除以及巡检等提供极大使利。 该平台是国内第一个以三维变电站管理平台模式通过开放动力环境接口，接入变电站辅助系统，根据程序设定的报警阀值自动进行大数据计算对比，实现超出的阀值对应的传感器定位，系统进行自动告警并上传技术的系统，该平台的上述技术填补了国内同类系统平台对于面向对象的可行性实现和兼容变电站环境辅助系统、地理信息系统等各类系统后不能够有效进行环境辅助信息判断告警的空白。

随着电网建设的深入开展，数据治理流程愈发复杂，异构部门间数据交互愈发频繁，对调控业务系统数据的安全可靠交互构成一定的威胁。文章利用区块链技术防篡改、可追溯、共识机制等特征，研究基于区块链的电网调控数据溯源管理技术，解决调控数据治理过程中可能出现的误操作问题，为调控运行提供统一、可追溯的链上数据。首先设计了调控数据溯源与管理的区块链整体架构，其次对调控模型数据协同管理、模型数据上链存储及链上数据查询等环节进行了详细设计，最后通过实验对其应用特点和应用性能进行了验证分析，结果表明提出的基于区块链的电网调控数据追溯与管理技术可实现数据的通用、高效存储，有效提升调控数据管理水平。

5G 一体化智慧电源配置磷酸铁锂电池，采用独有的电 池管理系统（BMS）的电池保护系统对电池模块进行断电保 护，系统启动后，开始对电池进行充放电管理。 同时，对输 入输出和环境信息等模拟量进行采集，根据运行逻辑对数据 进行判断，是否触发保护。根据私有通信协议，通过网络模 块、云平台或者动环监控单元（FSU）进行数据交互。