电力网络

介绍到电力行业的安全防护经历了近20年的发展，虽建立了较完整的安全防护体系，但也面临日益严峻的安全形势和挑战。《电力网络安全技术产业发展报告2020》报告首先从网络安全产品、网络安全服务、新兴领域安全产品等方面对网络安全产业链进行了全景分析；然后分析了国家网络安全产业政策、电力系统网络安全防护现状、新新技术和新业务的电力应用以及电力安全创新力综合评价指标体系；最后对电力网络安全市场规模进行了预测、对电力网络安全产业发展趋势做了展望，并给出了电力网络安全产业发展建议。

当前，国网山东省电力公司在转型发展中面临两大痛点：一是光伏接入点多面广，全面监控难。山东是新能源大省，光伏装机总量全国第一，分布式光伏户数超过80万户，也是整县光伏试点第一省份；二是电力系统庞大复杂，安全稳定需求高。山东电网是全国最大的特高压交直流混联电网，亟待应用“大、云、物、移、智、链”等新兴信息通信技术，提升电力网络运行安全性。为解决上述痛点，国网山东省电力公司联合国家电网有限公司数字化工作部、山东电力工程咨询院有限公司、北京智芯微电子科技有限公司、南京南瑞信息通信科技有限公司共同开展5G应用实践，并于2021年9月在山东建成全国首张省域5G电力示范网，形成可复制、易推广的电力5G应用模式。

柔性多状态开关(soft open point , SOP)与传统联络开关相比功能更多，响应速度更快，是实现电力网络柔性互联的重要装置之一。SOP中开关器件的存在使系统运行状态在连续系统和离散系统间来回切换，提出对SOP采用更为合适的混杂系统模型进行建模控制。首先对各端口的8种开关模态进行分析，然后将1个工频周期分为12个子区间，通过系统连续状态量和各开关模态的关系推导出各子区间内开关模态的切换规则，依据切换规则设计了离散控制器，根据连续状态量相互之间的转换关系设计了连续控制器，综合得到了各端口在不同运行模式下的混杂控制器，最后在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型，通过与传统建模控制方法的仿真对比，验证了所提方案的有效性。

电缆通道是构成城市电力网络的必不可少载体，经过多年摸索，在已有的沉降监测、防水、防火监控和视屏监控基础上，以500kV 电缆隧道智能监控系统为代表的监控体系构建起更为多元、更为可靠的电缆通道监控保障体系。以通道可视化子系统、智能井盖子系统为代表的电缆配网在线监测系统更是在更广泛层面上确保城市电网的可靠安全运行。

随着化石能源的日益枯竭和环境压力的日益增加，中国乃至世界均面临着能源结构的战略性调整，人类已经认识到必须从传统能源向以可再生能源为主的清洁能源过渡。但在开发利用风能、光伏等新能源的过程中，大规模集中式开发以及孤岛接入等问题严重制约丁对新能源的高效利用。目前，电力网络是清洁能源实现大规模开发以及远距离输送的有效途径，但现实中的输电网络普遍存在配置范围有限、能力不足的问题，亟待建立以清洁能源为主导、以电为中心、更高效环保的能源配置网络平台。 柔性直流输电技术因具备灵活控制有功/无功、可向无源网络供电、与交流电网高度解耦、轻松实现潮流反转等诸多优点，被广泛应用在新能源输电领域中。在此基础上，构建网络化的直流输电是一种解决大规模新能源接入的宏大构想，从技术实现的角度来看，也是当前最为可行的有效手段。柔性直流输电与直流电网的结合，可实现对广域内可再生能源发电直流联网，充分利用其互补性，实现可再生能源大规模集中接入，提高可再生能源发电利用率。 本项目围绕高压大容量柔性直流电网的应用需求，以适应大规模新能源接入的柔性直流电网关键技术为研究对象，解决柔性直流电网系统集成设计以及工程示范应用方面的核心问题。

新形势下配电网正逐步由单纯接受、分配电能给用户的电力网络转变为源网荷储融合互动、与上级电网灵活耦合的电力网络，配电网二次系统随之向调度控制精准化、业务交叉协同化、信息支撑透明化方向发展，亟需打造一张可靠性高、安全性强、接入性好的坚强配电通信网。本报告首先介绍了配网通信技术的现状与业务需求，在此基础上，介绍了新一代配电通信技术，主要聚焦于推进配网光纤网络建设，创新无线公网“多网合一”技术和运营模式，构建以宽带载波、电力无线专网、WAPI通信为核心要素的范在物联通信网，最后对配网通信网络的发展前景进行了展望。

日前，随着电力网络直接试验电源系统在辽宁电科院虎石台高压试验场大容量真型试验室送电运行，目前国内容量最大的配电真型试验系统具备试验能力，为进一步开展新型电力系统新技术验证和电网运行分析提供了电源及系统支撑。

电力传感网可以用于对电力网络的设备工作状态和工作环境等信息实时采集和获取，对于电力网络设施的实时监控与快速响应具有重要作用。针对系统在数据排队时延和丢包率上的特殊要求，提出了一种基于强化学习的电力传感网资源分配方案。在资源受限的情况下，通过资源分配算法来优化传感器节点的排队时延和丢包率，并将该优化问题建模为马尔可夫决策过程（Markov decision process，MDP），通过双深度Q网络（double deep Q-learning，DDQN）来对优化目标函数求解。仿真结果与数值分析表明，所提方案在收敛性、排队时延和丢包率等方面的性能均优于基准方案。

网络安全形势日益严峻，电力网络战已成为国家级对抗的新手段。近两年发生多起因疑似遭受网络攻击而造成的停电事件，电力关键信息基础设施已成为网络攻击破坏的首要目标。本项目创新性提出"全景可视感知、全域可信可控、全息智慧防御、全时敏捷响应”的全场景网络安全防护体系设计思路，并围绕四全策略开展网络安全态势实时监控平台、新一代情景感知和风险防控体系模型、网络安全全时敏捷响应工作体系等关键技术创新与实践，在国家网络安全专项演习、70年大庆、军运会等多次专项保障中发挥了突出作用，具有很好的示范效应与推广价值。