电力系统基础范文

时间:2023-10-29 07:32:44

电力系统基础

电力系统基础篇1

[关键词] 电力企业; 统一生产管理; 系统基础构架

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2012 . 17. 043

[中图分类号] F270.7; F273 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(2012)17- 0077- 02

1 电力企业统一生产管理系统基础构架说明

在电力企业信息化建设的过程当中,会涉及较多专业领域的应用,日常的运行管理工作已经离不开信息系统的支撑。从电力企业自身的角度上来看,实现资源的集约化利用以及信息系统的可持续性发展是最为关键的。根据国家电网的实际建设状况,供电生产、配电生产和GIS等三大系统的建设在一定的范围之内实现了良好的应用和实施,对于生产管理的规范化以及现场数据的处理起到了很好的促进作用。但是到目前为止,三大系统并没有实现良好的统一设计,即在工作当中业务数据还缺少统一的结构和必要的稳定性,数据的冗余已经成为一个非常普遍的问题。因此,对现有系统的整合和业务流程的优化势在必行。

2 功能要求

2.1 生产管理系统的业务功能

根据电网企业的实际管理要求,将生产系统相关的业务分为设备管理、电网调度管理、电网规划管理、电网运行管理、技术监督管理、电网可靠性管理、电网环境管理、安全管理以及图档资料管理9个方面,还可以更进一步将其细化为上百个具体的子功能点。

2.2 生产系统与其他业务系统

在电力企业的内部,生产管理是一个核心环节,涉及较多专业和具体的工作,存在一些跨部门的流程。当前,很多部门都有其专业系统,因此在生产管理过程当中需要与这些部门共享数据和资源。经过初步统计,生产管理系统在工作过程当中基本上和电力企业内部的所有部门都有一定的数据交换或者是资源的共享。

3 建设内容分析

3.1 生产管理系统的建设目标

在电力企业内部进行生产管理系统的建设主要是希望能够实现以下几个目的:一是希望能够通过统一数字电网模型的建立,使一体化电网资源管理成为可能;二是希望能够建立基于图形的生产综合管理系统;三是要在建设的过程当中保障电力生产管理的范围能够覆盖各个专业的应用领域;四是希望在建设过程中能够有效地实现自动化系统与生产管理系统的良好结合。

3.2 总体功能构架

在对总体功能进行构架和分析时需要注意多个方面的具体问题,要以安全生产为大的前提和基础,以成本的控制与管理来作为基本的手段,以经济运行和环保运行作为终极目标。通过统一的生产管理应用平台的构建还能使各模块在应用的过程当中采用统一的模式,这对于系统适应性的提高是非常有利的。

3.3 业务基础构架平台

要求在生产管理的过程当中实现管理系统本身的灵活性、开放性和适应性,并在此基础上对各个生产专业的系统进行必要的分析。在实际的应用过程当中,基于业务基础架构平台构建生产管理系统的优势主要有以下3个方面:一是能够对生产系统业务功能进行细分,并在此基础上找出核心的组件和公用的模块。实际上,采用基于组件的设计模型能够很大程度降低系统本身的复杂程度,保证系统具有更加优秀的性能和可靠性。二是具有更好的扩展性和灵活性,能够在保持系统框架基本稳定的前提之下实现二次配置和开发。三是能够采用动态的建模技术来实现统一的业务逻辑。

3.4 电力图形平台

电网结构非常复杂,如果没有图形平台的支撑,其管理工作就会非常困难,尤其是对配电网的管理。在传统的管理系统中,主要是针对输电GIS、配电GIS以及接线图单线图等按照专业进行了开发,虽然在生产的过程中能够基本满足其要求,但还是存在较多问题,具体来说,就是其图形平台不统一,使图形之间难以进行常规的转换和共享,图形的重复绘制或者是数据的交叉录入会为现场的维护工作人员带来较大的麻烦。

3.5 实时的信息集成平台

电力系统基础篇2

国家电力系统以建设坚强智能电网为目标,以科学发展观为指导,积极开展四化建设,财务与工程建设管理水平也在不断提高。国家经济的飞速发展,促使电网建设项目逐渐增多,为了更好促进国民经济的健康、快速、稳定、持续发展,提高项目建设的社会效益和经济效益,电力企业需要对工程建设项目财务决算加强管理,推行工程成本精益化管理,强化工程财务全程管控,加强工程成本的核算。

1 规范项目法人管理费的核算

1.1 对项目法人管理费的规定

项目法人管理费内容包括项目法人工作经费及项目法人机构开办费,它是指在项目管理工作中,项目法人发生的经常性费用及机构开办费用。工程竣工交付验收费、印花税、业务招待费、会议费、咨询费、工具用具使用费、固定资产使用费、差旅交通费、办公费用、住房公积金、医疗保险费、失业保险金、养老保险金、劳动保护费、职工福利费用、辅助工资、工资性补贴、工作人员的基本工资等日常经费的支出都需要使用项目法人工作经费。项目法人机构开办费的使用方向:①购置工程建设所必要的交通工具、用具、生活家居、办公家居等的购置费用;②需要办理有关执照及其相关手续的申办费用支出。

1.2 与规定相比,项目法人管理费在实际会计核算上的差异

1.2.1 存在的问题

费用核算口径存在差异,不利于微观和宏观的工程项目建设及管理,对形成固定资产原值的正确性和工程造价的准确性产生了影响,同时不利于工程资料累积和工程财务管理分析以及对预规定的修改。

1.2.2 存在核算口径差异

在实际的工作中,项目法人管理费核算口径小于预规定的口径,其科目没有核算建管人员的交通工具购置费、住房公积金、养老保险金、附加费、工资等。预规定口径和核算口径存在着差异,交通工具购置费一般不允许发生,而建管人员的住房公积金、养老保险金、附加费及工资被直接列入生产成本中。

1.3 管理费用核算形式及购置的流动资产

有的单位对建管费购置的生活家居和办公家具等核算形式和流动资产不统一,有些单位直接摊销入工程成本,而有些单位则通过低值易耗品库把费用摊入工程成本中。我们来做具体分析:

(1)直接将购入计入建工程成本,需要流动资产备查薄的创建。①贷:银行存款;借:项目成本;建设单位法人管理费用;某工程;②管理实物,创建流动资产备查薄。

(2)购入低值易耗品,并办理收领料,具体账务处理。①购入,贷:银行存款;借:低值易耗品;②领用,贷:低值易耗品;借:项目成本;建设单位法人管理费用;某工程;③结转,转入工程项目成本,可通过费用分摊来实现。

(3)管理建议。方式一过程较为简单,存在着一定的不诚信风险,对实物的管理过程缺少监控。方式二重视对过程进行管理,虽然账务处理比较繁琐,但是,管理流动资产较符合有关规定。建议使用该方法来来处理对建设单位管理费用购置流动资产的处置问题。

1.4 业务招待费的使用缺少政策依据

在工程建设中,不可避免业务招待,需要对电力工程项目建设业务招待费用做出明确规定。实际工程中,按照《基本建设财务管理规定》,文件适用于使用财政性资金非国有建设单位和国有建设单位,但是其范围是否包括电力企业却不明确。

1.5 工程概算计提监管费用缺乏

有些工程项目建管费用缺乏,不能满足建管需求,小规模电力扩建工程中建管费用较少,概算中建管费按照比例进行计提。应据实列支,将扩建工程建管费计提比例提高。

2 提前进场费及培训费

2.1 不应取消提前进场费及培训费

高等级电网建设项目的开展,也提高了对新进厂人员的技能要求,新人的培训技术水平和培训时间也增加了培训所需费用。按照工资计提的员工教育经费不能够正确反映建设工程项目总体、实际投资,且从根本上也不能达到培训的目的。因此,该项费用的保留是必要的。在国家电网公司所辖的概算批复领域内,仍有必要保留提前进场费用。例如:工程竣工决算、下拨工程款、批复工程概算等。

2.2 提前进场费及培训费

对于基础建设工程所产生的进场费及生产员工培训费等,不能通过在建工程核算,而应通过长期待摊费用进行核算。在生产经营开始的当月,一次性计入损益。贷记长期待摊费用科目,借记生产成本科目。并且,企业还应创建基础建设工程其他支出备查薄。建议最好先计入工程项目成本,后可在工程投运当月,一次性摊销转入的长期待摊费用,这样能够有效防止漏计或误计现象的发生。

3 核算办法与实际核算的差异

国家电网公司核算办法对电力系统基础设施建设中生活家居、办公生产以及工器具购置的会计核算规定。根据国家电网公司核算办法的有关规定,为生产而准备的工器具支出以及不需要安装的固定资产的购入,不通过在建工程科目核算,企业应专门登记,并建立基础建设工程其他支出备查薄。

国家电网公司核算办法与实际工程核算的差异。在实际操作过程中,国家电网公司核算办法虽然可行,但是在进行决算时容易产生漏计或误计,核算工作较为零碎。为了解决该问题,切实地满足实际工作需要,提高竣工决算编制和会计核算的准确性,核算时可按照下述建议实施:

购入情况:贷:货币资金;借:项目成本;

结转情况:贷:项目成本;借:在建工程

转出情况:贷:在建工程;借:固定资产

4 电力系统费用管理

电力系统是由用电、配电、输电、变电、发电等一些列环节组成的生产、传输、消费、分配电能的系统。其功能是通过发电动力装置将自然界的一次能源转换成电能,通过配电、变电、输电,将电能供应到不同的用户。为了确保电能生产、输送功能稳定,保证用户能够获得优质、经济、安全的电能,电力系统在生产电能的过程中,进行调度、通信、保护、控制、调节、测量等。大型电力系统的建立,有利于地区资源、能源的开发和利用,还有助于节省动力设施投资,减少总装机容量,统一分配、调度、管理电能的生产与消费,最大限度地满足人们生活以及国民经济用电需要。

4.1 电力系统发展产生的费用

国家以及地区国民经济发展规划的重要组成部分之一就是电力系统的建设。电力系统使易于调控、使用方便、无污染、使用高效的电能得以广泛应用。它产生了二次技术革命,开创了电力时代,并有效促进各个领域的社会生产。一个国家经济发展水平的标志之一就是电力系统的技术水准及其规模。负荷中心、电力网络、电源构成了电力系统。电力网络由配电线路、负荷中心变电所、输电线路、电源的升压变电所构成。其功能是把电能升压至一定等级,再向负荷中心变电所输送,经过一定等级的降压后,通过配电线路连接到用户。电源将依次能源转成电能,它是指各类的发电站、发电厂等。在电力系统中,负序电流、高次谐波、无功潮流、有功潮流等在全系统范围内,以光速传播。它能够创造巨大财富,实现大量电能的输送,也可以在瞬间带来极大灾难性事故。大型电力系统是现代社会中层次分工复杂、时间协调要求严格、空间跨度最广的实体系统,它对国民经济产生极大影响,费时长,耗资大。因此,在对电力系统规划进行制定时,应注意其预见性和科学性。根据电力负荷增长趋势,来对电力负荷预测做好充分的准备。

4.2 电力系统运行产生的费用

制定相应的配电规划、网络互连规划、电网规划、电源规划等。电力系统的运行指的是系统中所有环节均处于执行功能的状态。在电力系统运行过程中,雷击等外界的各种干扰以及电力负荷的随机变化会对电力系统的稳定性带来影响,从而造成系统频率与电压的波动,对系统电能质量造成影响,严重的情况会使频率崩溃或电压崩溃等。电力系统在运行过程中,分为异常运行状态和正常运行状态。异常运行状态又可分为恢复状态和紧急状态。正常运行状态可为警戒状态和安全状态。通过不同的控制手段,可以实现各种运行状态之间的转移。研究与开发负荷、输变电、发电、动力、燃料等各个环节,促使高电压技术的不断进步,大大提高电力系统整体功能。电力系统的各个电源点之间通过相互连接的方式来实现不同区域间的电能调节以及交换,使供电的经济性和安全性得以提高。

4.3 电力系统信息控制费用

调度自动化系统、监控自动化、自动控制装置、安全保护装置、通信设备、检测设备共同构成了电力系统的信息与控制系统,在高经济效益和先进技术装备的基础上,电力系统的结构能够合理协调电能生产与消费。在管理电力工程建设费用时,需要注重工程项目成本管理以及增强合同索赔意识。

结语

以上是其它费用管理对电力系统基础设施建设的影响以及具体建议,目的在于提高工程竣工决算编制和工程项目会计核算的准确性,为电力基础工程规定的修订以及项目造价分析提供更加科学、准确的数据支持,为电力基础建设工程项目财务管理提供更好的服务。

参考文献

[1]柳璐,王和杰,程浩忠,刘建琴.基于全寿命周期成本的电力系统经济性评估方法[J].电力系统自动化,2012(15).

[2]詹俊鹏,郭创新,吴青华,温柏坚.快速群搜索优化算法及其在电力系统经济调度中的应用[J].中国电机工程学报,2012(01).

电力系统基础篇3

摘要:机电系统控制基础是一门以实践性为主的基础课程,通过课程改革来实现课程教学的实践和应用,能够使学生充分认识到机电系统控制基础课程的内在含义。基于此,文章对《机电系统控制基础》课程教学的应用与实践进行了详细分析,有利于教学质量的改善。

关键词:《机电系统控制基础》;课程教学;应用;实践

【中图分类号】TP1-4 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089(2016)34-0021-01

作为一门包含了多个学科的专业基础课程,机电系统控制基础中主要有离散数学、复变函数以及微积分等。学生对于这些知识不能进行充分的理解,由于这些数学内容具有较强的概括性,无法具体阐述工程与物理的意义。另外,机电系统控制基础课程与其他课程之间的联系比较少,其实践环节基本上都是对数学理论知识的验证,不利于学生实践能力的提升。文章以学生的实践能力为基础,对机电系统控制基础的课程教学实践展开了具体分析,有利于提升学生的实践能力。

一、机电系统控制基础课程教学现状分析

1.课程设计现状

在大多数的机电系统控制基础课程设计中,都会将模拟放大器、电容电阻作为控制对象,让学生以实验箱为基础进行装置参数和设计的计算校正,从而顺利开展测试模拟实验,在系统性能转变的情r下对其进行认真观察。于学生而言,系统中各个环节的控制对象基本上都是模拟电路,而系统性能即曲线与数据,在整个系统设计完成之后,仍然需要学生进行抽象的实验体验。

2.实验课现状

试验箱控制在目前机电系统控制实验课中是一个非常常见的形式,其模式具体为:实验讲解、实验验证、实践应用,需要学生按照具体的步骤开展实验。在实验过程中,教师要对学生进行指导,要求学生按照实验指导书一步一步进行,在设计好的实验步骤和要求基础上顺利完成实验,从而得到一定的实验结果,并在机电系统控制原理、含义以及性质的基础上对所得数据进行认真分析。该种实验模式过于古板,不利于发散学生的逻辑思维核和创新能力,对学生的学习也造成了非常严重的影响[1]。

二、机电系统控制基础实验分析

1.实验组成

对于机电系统控制基础实验的组成而言,如果按组成结构划分,可以分为硬件部分和软件部分;按实验台型号划分,包括82sxy电机旋转实验台、DBM200电机-磁粉制动器实验台以及DBM200电机旋转实验台等。

2.实验目的

开展相应实验的目的主要包括:在实验的基础上对实验台硬件部分的功能进行掌握;通过实验获得电机的死区电压;充分了解软件的编程方法,做好程序的声明、调用以及编写等;检测电机转速与电枢电压之间的关系,并求出正转反转的转速电压曲线斜率。

3.实验原理

实验原理为:首先,在直流电机中一直存在死区电压,开展实验时系统之间的摩擦转矩就会产生死区电压,即0v开始加载的电压到电机开始转动的电压,都称为死区电压;其次,电机的标定就代表着输出转速与输入电压之间的关系。输入电压一般都是通过程序输入得到,而输出转速即码盘检测转角与程序计数器时间间隔的比值。我们一定要注意,在正转和反转时死区电压与电机标定曲线是完全不同的。

4.实验流程

在开展机电系统控制基础课程的实验时,要按照以下流程进行:首先,将实验装置的电源打开,点击桌面上命名为实验的文件夹,之后点击文件正转标定.vbp,之后双击frm文件,实现电压输入,随后点击电机的启动按钮,将电机开启。当电机转动1s之后,点击停止按钮,并记录下电机的转角与时间;其次,增加电机的电压,并重复上面的步骤,直到输入电压增加到25v为止;再次,调整电机的正负极接线,并重复上面的步骤;最后,加大负载,重复上述步骤。

5.实验报告

在完成实验之后,绘制出电压转速曲线,并将死区电压、曲线斜率标出,求出电压的转速函数。将负载前和负载后的曲线进行对比,探讨负载增加后是否会对电机的转速标定产生影响。

三、机电系统控制基础实践教学改革

1.开展演示性实验

演示性试验的开展方便学生掌握机电系统控制相关知识,并更好的理解控制系统的控制方式和构成。因此,在机电系统控制基础课程改革时,要积极开展演示性实验,并为其提供相对完整的硬件配置、软件程度以及控制参数等,从而加强学生对曲线和数据的控制,并在分析系统调试的基础上,更好的掌握机电系统控制中的工程含义以及分析方法,切实提高学生的实践能力。

2.组织数字仿真实验

在机电控制系统中MATLAB语言和Simulink仿真环境应用越来越广泛的同时,MATLAB Simulink语言在国内外高校中成为了非常有效的计算机工具,能够为高校学习提供内部函数、模型库,方便控制系统详细分析频域、时域以及根轨迹等。因此,在实际的教学过程中,应该将数字仿真实验融入到一些基础课程中,使学生能够应用现代技术对系统进行分析和计算。另外,如果将演示性实验与数字仿真实验结合在一起,取得的效果会更加好,能够以传递函数模型为基础的数字仿真设计根据位置的随动系统而发生相应的变化,从而实现系统的有效运行[2]。

3.完善课程设计

机电系统控制基础课程的设计目的为在实际系统的基础上,对设计系统进行综合的分析和校正,并有效利用控制理论和相关知识。而在进行课程设计时,应该以学生为主体,并充分发挥出学生的主体作用,要求学生以教师所提出的设计思路和要求为前提,利用演示性实验、数字仿真实验获取相应知识,完成设计系统的有效分析。

4.转变考核方式

考核方式的转变是机电系统控制基础课程改革的关键,要在机电系统控制基础课程标准的基础上,建立一个能够充分调动学生积极性、主动性和创新能力的评价体系。而且,在实际的考核过程中,教师要对过程评价引起重视,将重点放在激发学生主动性、培养学生自信心上面,进而提高实践教学的质量。

四、结束语:

综上所述,要想实现机电系统控制基础的实践性教学,一定要充分调动学生的积极性和主动性,提高学生系统设计、系统调试的能力。因此,在教学过程中,教师可以通过数字仿真实验、演示性试验以及课程内容的设计来激发学生的学习兴趣,培养学生分析系统、设计系统的能力,使学生的实践能力和解决问题的能力得到有效提升。

参考文献:

[1]何俊.机电系统控制基础教学的实践性路径探索[J].产业与科技论坛,2016,14:127-128.

电力系统基础篇4

关键词:发电企业;基础代码系统;建立完善

Abstract: The construction of the underlying code, the establishment of coding the project team, a sound management system described.Key words: power generation enterprises; basic code system; to establish a sound

中图分类号:G202文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)

发电信息化建设过程中任何一个环节都是至关重要的,既要做好需求、规划、选型、实施,也要做好流程、结构、数据等方方面面的准备工作,其中,数据可能就是这里面和技术打交道最重要的一点,也是系统运行效能基础,而数据的初始化即基础代码系统的建立是基础中的基础。本文针对发电信息化建设中基础代码的建立,通过北方联合电力有限责任公司(以下简称北方公司)四年来的实施经验、教训与从事发电企业信息化工作的同仁们共享。

1、建立基础代码系统的重要性

基础代码是信息系统的最小单元,是指开展业务活动所需要的静态数据,它包括设备编码、物资编码、人员编码、供应商编码、财务科目代码等等,其特点是它在整个数据的生命周期中基本保持不变,同时它是动态数据的基础,公司所有业务人员通过调用静态数据来保持同一数据在整个系统中的唯一性。对于这些基础代码的建立,笔者认为有以下两个方面的重要意义:

1.1 统一的基础代码是发电集团业务实现的基础

1.1.1基础代码建立的过程本身就是对业务管理职责的明确和业务流程的梳理的过程,是业务流程实现的基础。例如:a.建立设备编码,一定要按照设备的分工来安排工作,同时还得与检修、运行规程相结合来确定设备的归属和名称。基建电厂尤为突出,因为新电厂在生产管理上的分工尚不明确,检修、运行规程尚不完善,这些工作和设备编码工作是相辅相成的关系;b.建立发电企业统一的物资编码的基础上,才能实现集团物资的联储联备、集中采购、物资调拨等管理内容,没有这个基础,这些管理理念的实现将无从谈起。

1.1.2统一的基础代码是业务统计的剂。以基础代码为基础的原始数据,实现对信息平台中所有指标的唯一定位, 有助于人们对统计数据的理解,大大提高了统计数据的实用性和共享性。统一确定业务管理标准,有利于优化统计业务流程、提高统计数据质量、共享统计数据资源;确保了整个统计业务流程中所有元素的唯一性、规范性和标准性,理顺了后期数据采集、存储、应用、等一系列业务流程,减少了人为因素的影响,使业务管理工作进一步规范。

1.2统一的基础代码是各业务系统相互关联的桥梁,也是解决“信息孤岛”问题的关键

统一的基础代码有利于数据资源的整合、管理和存储。例如:建立了发电集团的设备编码和物资编码后,我们可以通过物资编码将生产系统、物资系统、财务系统相关联,形成“生产预算的下达—需求计划的提出—采购订单—工单领料—财务核算—网银支付”闭环管理的链条,同时实时生成各种翔实的统计数据:通过设备KKS编码可以统计出检修项目的费用支出;通过生产的物资消耗可以确定物资的安全储备及检修定额。这样,就可以实现生产、物资、财务的一体化管理。将业务系统有机的融合,解决困扰信息化建设的“信息孤岛”问题。

2、建立完善的基础代码系统的工作难点

2.1 基础代码数据量大而且复杂

发电企业在实施EAM过程中要准备大量的基础数据。其中包括设备编码,要将系统中的所有设备按照相应的规则进行编码,一般两台300MW机组大约六万条,两台600MW机组大约八万条。ERP实施过程中要准备物资编码、库存位置编码和供应商编码,就北方公司而言,目前物资编码的数量已超过十万条,还要使物资编码与库存位置编码和供应商编码相对应。其余的基础数据还包括企业的人员编码、班组、专业、部门编码等等,工作量巨大。

2.2 建立基础代码系统的工作未得到重视

基础工作往往被企业所忽视,或者没有得到足够的重视,从而导致了项目实施的失败。例如:在实施EAM系统时,建立人员代码,以保证系统授权;建立设备编码,运行管理、缺陷管理、检修管理、大小修管理等模块才能上线运行。基础工作做得好,系统才能更快更好地实现实用化的目标。

目前,发电企业在进行基础代码建设的时候,一些单位对基础代码建设的重要性缺乏足够认识,认为基础数据质量差些不要紧。另一些单位对基础代码建设工作的难度、工作量等缺乏思想准备,不能从人力、物力、管理角度提出一套合理的建设方案,这样就导致不能真正把基础数据正常化管理提到议事日程,基础数据的质量无法得到有效控制。因此,在软件项目实施初期,要充分认识到基础代码建立的重要性与复杂性,通过集中组织人力物力,全面做好相关的初始化工作。

2.3 专业人员参与基础代码建设的程度不够,且不同专业的人员之间欠缺沟通与交流。

专业数据大都是由专业技术人员掌握,业务系统的相关性也是他们最清楚。专业技术人员是基础代码建设的中坚力量,不能只让他们做一些提交清单的工作,吸收他们进入编码实施小组,长期从事此项工作。如果只是专业技术人员提供清单,信息人员冠以流水号,这样的基础代码是没有生命力的。

发电企业内部现有的业务应用往往是在本专业应用基础上,同时又涉及其它专业数据的综合应用。做数据相关性分析是一个科学、实用的编码系统的基本特征。例如:设备编码中机务设备和电气二次、热控设备的关联,电气二次、热控设备的作用对象是机务系统,因此需要机务专业为电气、热工提供系统和设备编码作为前缀,而几乎所有专业都需要从土建专业得到设备的位置码。物资编码也不例外,需要物资人员和生产人员的密切协作来确定物资分类和物料的规格型号。也就是说各专业人员之间的密切配合是基础代码建设成功的重要因素。

2.4 忽视基础代码系统的后期运行维护工作。

在进行基础代码系统建设时,不能只考虑目前的应用,还应考虑到日后的代码维护及扩充,例如:生产设备经过诸如脱硫系统、供热系统、变频等等新增系统或技术改造后,应相应修改、扩充系统的设备编码,这些工作由谁来完成呢?再如:物资编码库的建立是一个循序渐进、逐步完善的过程,在ERP系统期初数据上线之后还存在大量的编码提交、审核、生码的工作。项目管理者在进行系统建设时往往仅是满足了目前的需求,而没有综合考虑将来的应用需求。

3、问题的解决

3.1 基础代码建设有赖于管理制度和管理机构的保障,建立编码项目组,健全管理制度,基础代码数量大且复杂,要求发电企业必须将业务骨干抽调出来专门从事编码工作。

另外,笔者认为基础代码的建立应先于EAM、ERP等业务管理系统的建设,北方公司在EAM系统实施之前就统一编制了各电厂的KKS设备编码,而没有实施全公司统一的物资编码,KKS编码的提前编制为EAM 的检修、运行模块上线及深化使用提供了前提和保障,而先期实施EAM系统的四个电厂的备品配件模块中的物资编码被后来在ERP系统实施时集团统一编制的物资编码所取代,走了一段弯路。

3.2 制定编码规则、完成基础数据准备并选择相应的编码软件支撑。

基础代码工作中最难的是制定编码规则,这也是最占用时间的工作。一个考虑周全的编码体系需要跨部门反复讨论。不同的数据可能有不同的编码结构,但必须遵循共同的编码原则。即:唯一性、实用性、统一的编码结构、标准化。北方公司设备编码规则选择经过中国电力顾问集团公司修订的KKS 编码工程约定和索引;相对于设备编码,北方公司物资分类标准和编码原则是经过大量的调研、论证之后才确定的,可谓来之不易,它参照国家标准和行业标准及三大主力原形电厂和各电厂的实际生产需要编制而成的,同时融入了煤矿、矿山机械和风力发电等相关内容和标准。

基础数据准备是指编码前期的原始数据的收集,这项工作非常艰巨,并不是编码实施组能单独完成的,需要各电厂专业人员的大力配合,同时各电厂专业管理人员要严把收集数据的质量关,也是编码工作的重要一环。设备编码要求电厂各专业人员按照系统划分罗列全厂设备及部件,当然在此之前要接受编码组人员的现场培训;物资编码要求集团所属电厂进行盘库,并按照物资分类标准将盘库结果填入固定格式的表单。

类似设备编码、物资编码这样的大型基础代码库的建立是需要编码软件支撑的,可以选择有经验的软件实施商来完成。这些专用软件应具有以下共性:1、将编码分类及原则固化到软件系统中;2、具备功能并方便使用者操作;3、方便与其它系统的接口或能生成标准的XML表单。当然针对不同的编码工具又有特殊的要求,比如:物资编码软件应具有方便的合并相同物资的功能,我们称之为“合并同类项”;同时还应具备分解的功能,即:从各电厂数据导入合并生成的公司物资代码库中再将各电厂的物资代码子库分解出来,这就要求软件能够记忆导入数据合并的过程。另外,物资编码软件应实现编码申请提交、审核、生码的流程。

3.3 培养企业自己的队伍,承担基础代码的维护

在项目实施过程中培养的编码人员是企业宝贵的财富,他们既懂专业又擅长编码。在项目实施完成之后应根据基础代码维护的要求,保持松散或固定编码的队伍。北方公司KKS编码小组人员分散在各个电厂,他们来自不同专业,只要有编码任务(新机组投产、新增系统),他们又会集合到一起去完成新的工作。目前,这个编码小组已完成北方公司13个电厂54台各类型机组的KKS编码。公司的物资编码人员目前还在ERP项目组,将来会成立专门的编码维护部门,根据编码规则完成编码申请提交、审核、生码的工作。

4、结束语

电力系统基础篇5

[关键词]磨煤机 混凝土 弹簧隔振 基础

中图分类号:TH135文献标识码: A

一、 磨煤机设弹簧隔震系统基础剖析

火力发电厂磨煤机种类很多。常用的有钢球磨、风扇磨煤机、中速磨煤机,为了避免磨煤机的震动引起主厂房结构的振动,采用磨煤机弹簧隔震系统是十分有效的措施,因此磨煤机基础采用弹簧隔震系统的工程越来越多,目前磨煤机弹簧隔振基础国内工程实例很多,大量的工程实践证明,磨煤机弹簧隔震系统隔振效果非常明显。

近几年我院设计的300MW机组的磨煤机基础均采用磨煤机弹簧隔震系统,但随着电厂的运行,磨煤机弹簧隔震系统基础也出现了一系列问题:

1、磨煤机弹簧隔震系统由于要留有隔振器安装和维护所需空间,基础所占面积增大,所以给煤仓间工艺布置和运行检修通道布置带来困难。

2、磨煤机基础检修平台基础常常与相邻楼梯间或隔墙基础相碰。

3、由于隔振弹簧设置在地面以下,所以要求磨煤机弹簧隔震系统基础在地面处增设挡水沿以及地下排水措施。挡水沿的设置严重影响磨煤机检修通道、日常维护人员的正常通行以及消防通道。

4、磨煤机弹簧隔震系统还增加了工程造价,每台磨煤机弹簧隔震系统工程造价约为5万元左右。

5、增加电厂磨煤机隔振系统的检修工作量。

二、磨煤机弹簧隔振基础与大块式混凝土基础的技术对比

内蒙古兴安热电厂2×330MW供热机组工程每台机组配置六台HP983中速磨煤机,磨煤机由上海重型机械有限公司制造供货,属于中转速旋转式动力机器,磨煤机基础属于动力机器基础。

在《动力机器基础设计规范》(GB5004096)7.2.3条规定磨煤机基础宜采用钢筋混凝土基础,其形式可为大块式、墙式或箱式。7.2.5条规定墙式和大块式基础可不进行动力计算。

在《火力发电厂土建结构设计技术规定》(DL502293)中,磨煤机基础宜设计成大块式基础。

1、磨煤机弹簧隔振基础

根据上海重型机械有限公司提供的中速磨煤机的资料,按照磨煤机基础设置弹簧隔振系统设计。磨煤机隔振基础采用支撑式,直接在机座下设置隔振器困难,同时也为了减少隔振基础的振动线位移,要求增加隔振基础的质量,因此磨煤机下部设钢筋混凝土台座,隔振器设在台座下。隔震设计一般取台座质量与机器质量比大于2.5。

磨煤机弹簧隔振基础采用钢筋混凝土地下箱型基础,由于隔振器要求定期检查和维护,所以设计磨煤机隔振基础时,预留检修隔振器的通道及安装、调整、维护所需的空间。磨煤机弹簧隔振基础如下图所示:

2、磨煤机大块式混凝土基础

磨煤机基础采用大块式混凝土基础,根据上海重型机械有限公司提供的中速磨煤机的资料,要求磨煤机基础与机器质量比大于2.5,不进行基础动力计算。

由于磨煤机基础为动力机器基础,为避免对相邻主厂房结构造成不利影响,要与主厂房结构脱开布置,采用局部底板悬臂以避开主厂房基础,同时增设砂垫层隔振措施。仅对大块式混凝土基础进行静力计算和作简易验算。简易验算只需计算基础上部边缘的最大横向水平振幅,可不计算垂直振幅。大块式混凝土基础如下图所示:

三、两种型式的磨煤机基础经济比较

磨煤机弹簧隔振基础与磨煤机大块式基础进行经济比较如下:

磨煤机采用大块式混凝土基础工程量见下表3.1,综合造价约为33.2万元。

磨煤机大块式混凝土基础工程量表3.1

弹簧隔振基础的工程量见下表3-2,综合造价约为55万元。

磨煤机弹簧隔振基础工程量 表3.2

弹簧隔振基础综合造价比大块式混凝土基础增加21.8万元。

四、结论

通过对内蒙古兴安热电厂2×330MW供热机组工程由上海重型机械有限公司制造供货的HP983中速磨煤机弹簧隔振基础及大块式混凝土基础的技术经济对比分析,可以得出如下结论:

在技术方面上述两个方案均满足相应规程规范要求,为了节省投资,降低工程造价,同时减少检修,方便运行,我们认为本工程可以取消磨煤机弹簧隔震系统采用大块式混凝土基础。外院在实际工程中也多采用,实践证明能够满足磨煤机安全运行的要求。

内蒙古兴安热电厂2×330MW供热机组工程取消磨煤机弹簧隔震系统,并并不意味着弹簧隔震系统不能使用。事实上,大量的工程实践证明,弹簧隔振基础隔振效果非常明显。有些类型有些厂家生产的磨煤机要求磨煤机基础与机器质量比大于5;又在一些工程设计中,地基土承载力较低,导致主厂房及辅机基础底面积较大,磨煤机基础布置困难,无法避免压在主厂房基础上时,仍必须采用弹簧隔振基础。采用隔振基础后,不再会有明显的振动传到厂房结构上,也减少了磨煤机产生的振动,减少了机器对周围厂房及工作人员的振动影响,由振动引起的电气设备的损坏以及维修而造成的火电厂的运行事故也可以避免。弹簧隔振基础的动力性能得到很大的改善,有利于机器的安全稳定运行。弹簧隔振基础的自振频率远离机器的工作转速,能有效地减少机器与基础的相互作用力,提高机器的使用寿命,同时降低运行噪音,有利于文明生产。

但目前磨煤机弹簧隔震系统招标国内多为低价中标,隔震厂家产品良莠不齐,质量有时存在问题,但随着电厂对隔振设备重要性的认识逐步加强,相信此问题是可以得到解决的。

由此可见,上述两种磨煤机基础方案,各有优缺点,应根据不同的工程、不同的磨煤机选型、不同的工程地基基础条件,具体进行分析研究选择。力争做到技术先进、经济合理,满足电厂的需要。

参考文献

[1]华东六省一市电机工程学会。锅炉设备及其系统[M].北京:中国电力出版社,2000:171.

[2]祝晓燕,杨敬娜。中速磨煤机的常见故障分析及点检管理[J]。机械设计与制造,2007,(5):202

[3]山西省电力工业局。锅炉设备检修(中级工)[M]。北京:中国电力出版社,1998:157

电力系统基础篇6

1 直流微电网分布式控制的时代意义

随着集中式发电的有效补偿机构逐渐完善,基础的分布式控制结构也开始逐渐优化,在直流微电网内运行基础的分布式控制,既能,满足电源管理结构的完整,并且对基础的可再生资源进行最优化的使用,也能有效实现分布式电源的便捷操作。直流微电网的高速发展需要相关技术人员借鉴交流微电网技术,由于不需要对基础电压相位以及频率进行实时的跟踪,整体系统的控制结构较于交流微电网更加快捷便利,并且整体系统的能耗比较小,更加易于扩展,也非常适用于分布式电源以及负载项目的接入。

2 直流微电网的基本构成以及分布式控制模型

2.1 直流微电网的基本构成

直流微电网的基本构成在实际的电力结构中,直流微电网结构具有非常实用的价值,受到了广大电力发展企业的青睐,主要的结构见图1。

基本的直流微电网主要利用的就是节点之间的直流换流器,不仅包括基础的分布式能源,也包括基础的储能系统以及负荷。能对间歇性分布式电源运行结构进行优化的项目维护,促进整体最大功率的优化输出,能有效控制整个结构的建立健全,并且对于基础的节点电压调节,相关系统并不参与,主要控制的就是基础的电流,相当于整个结构的电流源。

2.2 微电网的分布式控制模型

对于由多个基础端口构成的直流微电网来说,要实现整体结构的运行舒畅,就要采取集中化的结构控制,保证各种基础方法协调运行,从而控制各个基础节点形成数据的集成,但是这样的运行结构对于基础网络的宽带要求非常高,要实现全面结构的顺畅才能建立基本的分布式控制,只要有一个环节出错,都会造成通信通道受到阻碍,使得全网信息输送失败。因此,相关设计以及管理人员要优化运行分布式控制管理,保证相邻节点进行基础信息的传递,形成的是两点间的网络以及疏松性网络构架,不仅能提升基础安全性,也能实现全网络内部的一致性响应。能保证就算是个别线路受阻,也不会影响整体直流微电网的整体稳定性。在实际运行结构中,信息呈现的方式不是双向传递的,而是利用普拉斯矩阵特征值进行基础直流微电网动态响应,并且在实际项目运行结构中,真正实现了输入节点权重的总和等于输出节点权重的总和,形成最为基本的平衡态。

另外,基础的分布式控制包括两方面,一方面是平均电压控制环节,相关技术人员要进行集中化的技术操作,保证整体系统的平均电压得到有效的管控。主要操作就是,利用相应技术使整个直流微电网的基础节点的电压恢复到基础参考值,并进行变化进程的直接控制,以避免由于下垂控制时产生的电压偏移。并且,要在整体控制操作过程中利用基础的PI环节,强化基础电压的补偿量,以保证额定电压以及平均电压之间不良偏差的消除,基础平均电压的计算方式采取分布式控制结构,主要利用的公式就是:

这其中,vi是实际测得的节点i的基础电压,是经过计算的i的平均电压,而是和节点相邻的节点j所计算出的平均电压,相关技术人员要将本地的电压微分作为添加项目

添加进关系式进行相应平均电压的计算,从而实现对于节点电压的控制,并且当节点电压受到不良扰动时,能有效提升基础电压调节环节的相应速度,集中运行平均电压的计算。另一方面是功率调节环节,主要利用的就是不同的蓄电池进行充放电流程的控制,保证电流按照不同的基础比例运行不同的结构,基础表达式是:

其中基础ki是各个电流占据的比例,并且在实际运行过程中,为了更好的保证蓄电池能按照相应比例系数进行集中的分配,要实现基本的关系式:

并且相关设计人员要按照基本的PI环节进行操作,已实现有效的电流补充量的增加,并且有效实现本地基础电流和平均电流不良偏差的消除。整体电流控制结构和电压控制结构很相似,要将基础的蓄电池的整体荷电结构和状态作为基础的控制对象,有效利用相应技术进行直流微电网内荷电状态的有效平衡,从而提高整体蓄电池的使用效率,从根本上延长其使用寿命。

也就是说,在实际分布式控制结构中,不仅要集中力度监管和维持基础系统中的电压水平,也要按照基础负荷合理化的分配整体系统中的荷电状况,从而进一步优化整体系统的分布式控制。

3 两储能直流微电网的稳定性讨论

在进行基础的项目运行稳定性讨论的过程中,要针对直流微电网中基础蓄电池的线性方程以及直流母线侧KCL关系进行状态方程的表述,才能通过基础的系统分析判断整体系统的稳定性。在分析中要参见表1。

系统中两蓄电池的基础电池荷载情况以及状态一致时,基础的系统特征值在负数阶段,系统呈现的就是稳定状态,若基础的特征根实部转化成正,则系统处于不稳定状态。

4 结束语

总而言之,相关技术人员要集中优化相应技术的升级,集中力度关注直流微电网的基础储能系统,并集中针对相应的分布式控制结构进行项目分析和提高,利用相应的技术进行分布协调控制策略的优化运行。相关操作要实现平均电压控制以及功率有效控制的协调运行,才能真正助力整体系统提高稳定性。

参考文献

电力系统基础篇7

【关键词】电力系统;继电保护;应用现状

随着我国电力需求的不断增长,电力工程的负荷不断加大。在这样的情况下,电力系统的继电保护装置显得尤为重要。继电保护装置的应用使得电力系统有了更加安全的保障,能够实现电力系统故障最小化目的,实现电力系统经济性的提高。近年来,随着计算机技术、单片机技术以及网络技术在继电保护应用中技术日趋成熟。

电力系统继电保护正向着网络化在线监控的方向发展。为了了解现代电力系统继电保护技术应用现状,更好实现继电保护应用目的,笔者结合自身的经验与继电保护技术应用文献收集对电力系统继电保护技术应用现状与技术发展进行了分析与论述。

1.电力系统继电保护技术发展历程

了解电力系统继电保护技术的发展历程能够更好的分析和论述现代电力系统继电保护的应用。我国电力系统继电保护装置的应用始于二十世纪六七十年代,使用晶体管继电保护器并取得广泛的推广与应用。随后开发出的集成运算放大器为基础的集成电路保护逐年取代了晶体管保护器。从20世纪90年代初开始,微机保护继电保护器得到了大力推广与应用。从电力系统继电保护技术的发展历程可以看出,现代电力系统继电保护技术应用与发展正闲着电子化、网络监控的方向发展。而且,近年来,网络监控技术的应用已经取得了很好的效果。

2.电力系统继电保护技术应用现状

2.1根据电力系统实际需求进行设备选型

电力系统继电保护装置的应用中,如何根据系统需求进行设备选型是继电保护技术应用的基础。首先,电力系统的继电保护装置应当能够履行其功能与任务。通过继电保护装置实现系统运行状况监测、实现电力系统故障自动切除等任务需求。随着现代网络监控系统在继电保护中的应用,继电保护装置还应能够支持网络监控系统,实现现代电力系统自动化、网络化监控需求。因此,现代电力系统继电保护装置应用中,应从电力系统继电保护功能基本需求人手进行设备的选型。同时注重继电保护装置选择性、灵敏性、速动性与可靠性的分析与评价。选择适宜的设备型号与品牌实现继电保护装置功能,保障电力系统的稳定运行。

2.2电力系统继电保护功能应用探讨

在现代电力系统设备继电保护应用中,主要应用继电保护装置的线路保护功能、母联保护功能、主变保护功能以及电容器保护等几方面。利用继电保护装置的功能实现了电力系统输变电过程中变电站设备的保护,减少了变电站故障造成的经济损失。首先,继电保护装置采用二段或三段式的电流保护,有效的预防了短路等情况是对设备的损坏。其次,母联保护、主变保护等利用继电保护装置保护了输变电设备,预防了电路故障造成的设备损害。通过继电保护装置的应用以及现代微电脑处理技术下的继电保护装置实现了自动监控、快速保护断开等功能,有效地保障了电力系统输变电设备的安全。

2.3针对现代网络化需求的继电保护技术应用分析

随着现代自动化技术的不断发展,电力系统继电保护技术应用中也引入了计算机技术、网络技术以及综合自动化技术。通过多项技术的引入与应用实现了现代电力系统继电保护装置智能化、网络化等需求。首先,继电保护装置引入单片机技术,实现了微机化继电保护应用。利用单片机技术使继电保护装置正确动作率得到提升。电力系统继电保护装置应用与发展中,变电设备计算机系统也需要相应的保护功能。因此,引入单片机、计算机技术的继电保护装置利用快速数据处理以及通信功能实现对变电设备计算机系统的保护。并利用网络通信功能模块方便中心监控人员的监控与故障信息收集。在现代电力系统继电保护应用过程中,计算机技术的应用已经成为促进继电保护技术发展、促进电力系统稳定供电的重点。

而且,在现代电力系统网络控制与通信技术应用环境下,继电保护系统的网络化实现了电力系统在线监控、故障调节与报警、运用信息收集等功能。利用计算机技术、网络技术与通信技术使电力系统继电保护装置能够与中心监控系统进行连接,方便监控人员的监控与调节。近年来,针对电力系统继电保护的智能更要性,利用科学网络结构形式实现继电保护监控对保障电力系统继电保护装置运行、保障电力系统稳定运行有着重要的意义。目前,多采用主干网络拓扑结构作为基础,根据分站需求采用总线结构、星形结构或环形结构进行分站系统的构建。以此实现了电力系统网络化控制与网络化继电保护监控的目的。

随着现代智能化技术在继电保护领域的应用,电力系统继电保护装置的安全性、智能型水平日益提高。电力系统继电保护智能化为继电保护装置的应用提供了更新的技术支持,为现代电力系统智能化控制与保护奠定了基础。利用计算机技术、单片机技术、智能化技术与网络通信技术的联合应用实现了现代屯力系统继电保护与输变电的综合自动化。以自动化控制理论为基础,运用现代继电保护装置技术优势实现了电力系统继电保护的最终目的,促进了电力系统输变电的稳定运行。

3.电力系统继电保护技术更新对电力系统维修、养护部门提出的要求

现代科技的快速发展使得电力系统继电保护技术中相关技术得到了快速的应用。这样的背景环境下提高了对电力系统维修部门的要求。计算机技术应用、网络技术应用、智能化技术应用等需要电力系统维修部门加强自身技术水平的提高、加强新技术的学习与经验积累。针对传统继电保护技术与现代继电保护技术存在的不同、针对现代继电保护技术的发展季强强人员培训与虚席,以此使电力系统维修人员能够紧跟技术发展的脚步,科学的开展维修工作。另外,在电力系统继电保护技术快速发展的今天,电力企业如何进行设备选择、如何加强经验积累与相关问题解决能力的提高是影响继电保护技术应用的重要因素。现代电力企业应以科学的设备选型为基础,针对企业采用的继电保护装置类型、应用技术等进行相应的学习与文献收集,以此为企业继电保护故障排除、继电保护装置应用奠定基础。

4.结论

电力系统基础篇8

1.1国家重要公共基础设施的应急能力

对国家重要公共基础设施造成威胁的事件通常是自然灾害(如地震、海啸以及日本福岛核电站事件)或恐怖袭击。尽管这些事件的性质和规模不可预知,但是国家重要公共基础设施服务的可靠性和连续性,能很好地反映出政府和公共事业机构在预防威胁方面的能力和意识。除了传统的威胁和人身攻击之外,自动化系统和工业控制系统也面临着越来越多的攻击和威胁,这些旨在破坏用于监督和维护电子系统正确操作和安全的计算机系统。因为这些计算机系统负责发电、输电和配电系统的安全。在过去,工业控制系统大多是独立的,或只是在特定网络中建立相互连接,在物理上是隔离的网络。目前的工业化系统采用的是众所周知的例如IP协议。随着行业标准的演变,已经实现了从IT行业衍生的技术和协议的大容量存储技术。发电站的本地网络技术也非常适合开展进一步的技术转移与推广应用。在过去的15a,特别是自2001年美国发生9.11恐怖袭击事件以来,西方国家加速并强化了国家重要公共基础设施的应急能力分析工作,旨在确保重要基础设施的安全。2010年,出现了著名的针对工业系统的网络攻击,即Stuxnet病毒。Stuxnet病毒首先在伊朗的核设施传播,然后还在其他地区造成危害。该病毒是能够窥视系统,并对工业PC机和自动化系统进行重新编程,它可能会造成非常严重的后果。例如,打开或关闭开关及阀门,或者打开和关闭机器的控制电源。应急能力涵盖了可阻挡任何外部变化的能力,以及即使经过扰动还能回到原来的状态的能力。把这一概念应用于发电系统、电网系统甚至运用于国家重要公共基础设施,将提高这些系统及设施抵御自然灾害以及蓄意攻击的能力。

1.2规范和标准

2004年,意大利交通部董事会通过通信和信息技术研究所,了关于建立重要公共基础设施安全指南的流程。意大利国家电力公司参与了该流程的研制工作。与此同时,通过《重要公共基础设施保护欧洲计划》,欧洲理事会了“在打击恐怖主义斗争中保护重要公共基础设施通信”的文件,以实现对重要公共基础设施的保护。2008年12月8日,欧盟了2008/114号欧洲联盟指令,该指令的主要内容是关于如何识别和鉴定欧洲的重要公共基础设施并对其做出评估,以确定是否需要提高其安全保护级别。意大利政府采纳了欧盟委员会联合研究中心(JRC)的建议,并且已经开始实施2008/114号欧盟指令。电力公用事业行业成立了北美电力可靠性公司(NERC),以促进北美公用系统的可靠性和充足的大容量电力输送,公司为非营利性。在整个美国和加拿大的几个省要求强制执行北美电力可靠性公司的标准。该公司还制定了重要公共基础设施保护计划,并在1998年通过PDD-63号美国总统令颁布实施。该计划在许多方面等同于欧洲的《重要公共基础设施保护之欧洲计划》。美国国家标准技术研究所(NIST)的安全标准是进行了非常广泛的需求分析,并针对国家重要公共基础设施采纳该标准可能造成的风险,制定了周全而详细的应对措施。这是专门为NISTIR7628标准而考虑的。分布在七大智能电网领域的47名骨干参与了该标准的制定,因此该标准被认定为一个高层次的计划。风险分析是提升国家重要公共基础设施安全意识和必要防范措施的第一步。ISO/IEC27000是信息安全管理的总体框架标准。这些标准不是针对任何特定信息的安全性,而是针对如何处理一般性信息的安全问题。ISO/IEC会定期更新原有的2个标准(亦即ISO/IEC27001以及ISO/IEC27002),这2个标准提供信息安全管理的总体框架。现在又以ISO/IECTR27019:2013作为其补充,补充标准主要是在ISO/IEC27002的基础上,对特定的能源公用事业行业过程控制系统而做的,主要内容包括信息技术、安全技术、信息安全管理指南。在IEC27002:2005标准里,对控制方案作了补充,以便在前期标准的基础上提供进一步的指导,满足能源公用事业行业在履行控制技术方面的一些具体要求。

2技术标准

2.1概述

第57技术委员会的第15工作组负责技术标准IEC62351的制定和完善。IEC62351定义了电力系统管理和相关信息交换、数据和通信安全的框架。国际自动化协会的第99号标准中包括工业自动化和控制系统的安全性。该标准提出了一种用来保障信息和通信技术系统的方法,以及与之相关行业的生产过程的技术方案。ISA的相关事务与IEC的相关标准为相互协调。IEEE为发电站通信协议的安全部署提供了技术解决方案,包括以太网技术。为支持系统和网络的发展,国际电信联盟也提供了多种具体的专业化安全技术标准。ITUX.509标准是公钥基础设施(PKI)操作的技术参考。本文重点介绍IEC62351,它由IEC第57技术委员会第15工作组研究制定。该标准主要针对电力系统,是在与其他标准制定组织进行了密切沟通与协调的基础上制定出来的。它为“电力系统管理和相关信息交换、数据和通信安全”提供了框架。

2.2IEC62351标准

IEC62351标准的适用范围包括电力系统控制操作的信息安全。其主要目标如下。(1)致力于完善由IECTC57定义的通讯协议安全标准,特别是IEC60870-5,IEC60870-6,IEC61850,IEC61970和IEC61968系列标准。(2)致力于完善和发展端到端技术安全标准或技术报告。IEC62351假设除了防火墙,利用一个加密的虚拟专用网(VPN)或其他“支持业务网络不中断技术”的解决方案,可能是远远不够的,并且容易带来网络安全性误导。IEC62351的主要内容包括:第一部分和第二部分分别定义标准适用的范围、概念和术语;第三、第六部分和第十一部分强调了具体的协议和系统的整体保护;第七部分和第九部分介绍了一些需要运行其他多个协议的激活功能,以及对IEC62351详细而具体的介绍。IEC62351标准第一部分定义了通常所说的标准适用的范围及其目标以及安全威胁。论述内容主要包括以下几个方面。(1)无意威胁(包括安全故障、设备故障、技术疏忽失误以及自然灾害等);(2)故意威胁(包括来自心怀不满的员工、工业间谍活动、蓄意破坏、网络黑客、病毒和蠕虫以及盗窃和恐怖主义)。从一般的视角来看,IEC62351标准的安全目标表现在以下几个方面:(1)系统的可用性;(2)系统和信息的完整性;(3)信息保密;(4)信息的不可否认与权威性。所采用的技术依赖于加密技术,加密技术被广泛应用于如下所描述的各种专业的协议安全标准中。(1)IEC62351-3约定如何通过对信息的专业约束、规范的程序、传输层安全的算法(TLS)来保证传输控制协议/网际协议(TCP/IP)的安全,而这些在RFC2246中都给予了定义,因此这些标准适用于IECTC57的远程控制环境。其目的在于为建立TCP/IP连接的任一端通信实体之间提供安全保护,以避免未经授权的访问获取到信息,以及未经授权而修改(篡改)或窃取信息。(2)IEC62351-5约定了基于保护所有协议操作的语言、程序和算法。IEC60870-5:远程控制设备和系统。该标准的适用范围包括IEC60870-5-101,IEC60870-5-102,IEC60870-5-103,IEC60870-5-104和DNP3。该标准采用的是对所有对象之间交换的每条消息的身份验证技术。为了达到这种效果,首先增加了新的安全信息,同时,IEC60870-5协议本身也被更新,使用新的应用服务数据单元进行传输,并使之具备携带超过256个字节长的信息能力。(3)IEC62351-4和IEC62351-6允许为IEC61850协议对MMS和GOOSE/SV配置文件提供保护和认证。(4)IEC62351-11为XML信息交换提供保护机制(比如:为IEC61970和IEC61968协议)。加密技术、密钥分发(keydistribution)和系统维护是常规必备技术。IEC62351-9制定了密钥管理标准,为加密系统提供所需的非对称和对称密钥。密钥管理系统是基于ITUX.509不对称密钥管理标准和IETFGDOI对称密钥管理构建的。

IEC62351-8推荐基于角色的访问权限控制系统,访问权限控制系统是国家重要公共基础设施的一部分。这就意味着,每个需要访问国家重要公共基础设施内部任何资源的用户或应用程序,将在规定的一定角色权限范围内被授权(或不授权)。角色是给不同用户一定的访问系统资源的权力。除了被授权的用户以外,其他用户都不具备访问的权限。这样就能够更好和更有效地对用户进行管理,除此之外,为了确保国家重要公共基础设施系统的安全,还应具有实时监控、自动化系统以及对远程控制设备的控制权。远程设备(比如,一个保护装置)可能发生故障或因为主通信通道发生故障而采用备用通道相连接来通信,在这种情况下,设备也可能会被篡改。因此,需要对负责控制国家重要公共基础设施的任何设备的状况进行实时监控(包括水轮机、闸阀和大坝)。国家重要公共基础设施运营中心负责主管监测控制和数据采集(SCADA)系统的运行,主要用于控制发电基础设施。网络与系统管理运行中心用于监测和控制远程控制设备的运行状态,而这些远程控制设备对于基础设施运行来说是不可或缺的。对网络和远程通讯设备加强监控,可以使远程控制基础设施的运行状况一览无余。应将网络与系统管理服务的监控设备的通讯,设计为隔离的独立通道。网络隔离与在过去30a开发的系统不同,其监控通讯网络与SCADA系统是完全隔离的,还包括对远程控制设备具有监控功能的实时监控系统。监控系统集成到一个单独的系统,可以更加协调地维护远程控制服务设备,同时也可以避免SCADA系统本身故障可能会造成的隐患。IEC62351-10完成了整个系统结构图的设计,并为系统整体设计方面所需的建议。在IEC62351的基础上,目前意大利国家电力公司正在利用IEC60870-5-104协议开发一种安全通信系统。这个系统执行的将是一个PKI体系架构,这既符合远程控制系统的需求,又能满足未来智能电网的发展。

3结论

IEC62351标准为国家重要公共基础设施远程控制系统的安全部署制定了一个全面而准确的技术解决方案。目前该标准所涵盖的有效性产品仍然比较有限,由于标准本身是新制定的,因此,仍处于不断地细化和完善中。但是,在目前的实施过程中获得了重要的反馈,即采用标准化解决方案的思路是正确的,特别是关于安全问题。IEC62351标准的制定,是为了确保国家重要公共基础设施的应变能力。这个提法取代了传统的想法,过去往往认为“没有暴露的问题不会对安全造成影响”或“隐瞒安全隐患”。基于非标准化的解决方案是不可靠的,而且更容易出问题。这是因为标准和公开的解决方案更容易得到整个行业的专业组织验证。在水力发电的整个环节执行安全策略(包括网络安全),意味着所有的人以及公司各部门、各种技术支撑环节,都必须直接参与,并且必须在以下描述的整个项目运行周期内开展协作。(1)根据标准的框架和要求,开展风险分析。(2)制定公司政策和指导方针,执行公司建议的安全要求与规范。(3)采用标准技术解决方案来应对项目设计和开发中所发现的风险。(4)规划和推动利益相关者的培训(不仅是指直接的操作生产人员,还包括公司的其他所有职员)。(5)评估和审计安全策略执行结果。由于威胁和风险会随着时间的推移而发生变化,因此,必须对国家重要公共基础设施安全的解决方案进行不断更新改进。在日常常规操作生产期间,定期地收集、分析和共享事故信息是非常必要的,因为这样就能使安全方案更新策略不断地反馈到生命周期的规划中。生命周期可以迭代更新,以实现提升安全策略,并增加国家重要公共基础设施的生产质量和应变能力。

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