CAT蓄电池针对移动电源装置接入电表及终端电源的安全防护策略研究

摘要：为满意智能电网开展需要，保证配网智能化晋级后的用电安全，提出了一种移动电源设备接入电表及终端电源的安全防护战略。从剖析现有移动电源接入电网后带来的用电安全问题下手，提出了一种依据信息物理交融体系（Cyber-Physical System, CPS）的智能电网移动电源设备接入电表及终端电源的安全防护战略，完成了移动电源设备与电表及终端电源之间的数据交换、信息交互，保证了供电可靠性和用电安全。本方案不只能有用进步电力体系用电的安全性和稳定性，并且能够进步配网智能化晋级后的用电安全水平，对电网智能化晋级后的用电安全具有重要的指导意义。

关键词：智能电网；移动电源设备；信息物理交融体系；信息安全

一、引言

移动电源是智能电网中的重要组成部分，在智能电网中扮演着重要角色，现在首要由移动电源电池、移动电源操控器、电表、终端电源等组成。在配电网智能化晋级过程中，为了进步配电网的供电可靠性和供电质量，通常将移动电源接入智能电表并经过通讯方法与后台进行数据交互，但是因为移动电源自身的安全防护才能缺乏，在接入过程中简单引起停电、误操作等安全事故，同时也或许存在信息安全隐患。因此，为了满意智能电网开展需要，保证配网智能化晋级后的用电安全，研究人员提出了多种处理方案来进步智能电网移动电源设备接入电表及终端电源的安全性和可靠性。本文在剖析现有移动电源接入电表及终端电源存在的安全问题的基础上，提出了一种依据信息物理交融体系（CPS）的智能电网移动电源设备接入电表及终端电源的安全防护战略。

二、依据 CPS的移动电源接入电网后带来的用电安全问题

近年来，随着信息技能和智能电网技能的开展，电力体系向数字化、信息化、智能化的方向快速开展，对传统的电力体系架构和运转模式提出了新的应战。信息技能与电网体系交融的完成方法首要有两种：①传统的以物理设备为中心的信息技能与电网体系的交融，如电网调度、配网自动化体系、电力市场等；②以信息为中心的信息技能与电网体系的交融，如智能电网中电力生产、传输和消费各个环节中数据通讯、传感器网络以及操控网络等。在不同领域中，信息技能与电网体系交融形成了一个以物理设备为中心，以通讯网络、传感器网络和操控网络等为基础的新型信息物理交融体系。信息物理交融体系（Cyber-Physical System, CPS）是以计算为中心、物理体系为基础的新型交融信息与物理体系（Cyber-Physical System, CPS），是在通讯网络、传感器网络、操控网络与物理国际的交互中，完成物理国际与计算国际的高度交融。[1]移动电源设备是一种新型动力转换设备，其应用领域十分广泛，可用于各种场合的供电和储能。移动电源接入电网后，给电力体系带来了巨大的开展机会的同时，也带来了新的安全隐患。现在，移动电源设备在接入电网后带来的用电安全问题首要包含以下几个方面：①智能电表通讯协议安全性不高；③移动电源设备接入电网后或许会形成电网电能质量降低、电压动摇及闪变等问题；④移动电源设备接入电网后会对电力体系中其他设备和人员形成安全隐患。

三、依据 CPS的智能电网用电安全防护战略

智能电网中，电力体系中的设备通常包含发电设备、输配电设备和用电设备，其中发电设备、用电设备均是传统的电力设备，而这些电力设备均采用了传统的操控方法进行办理。在当时的智能电网中，为了满意电力体系的开展需求，需要将各种信息技能应用到电力体系中，例如先进的通讯技能、智能操控技能、物联网技能等。而移动电源作为智能电网中重要的信息采集终端，将其接入电网后可完成对各类用电信息的采集与操控。

为保证智能电网中移动电源接入的安全，需要在现有移动电源的基础上，进一步优化规划，进步其可靠性和安全性。依据已有研究，提出一种依据 CPS的智能电网移动电源接入电表及终端电源的安全防护战略。该战略将移动电源设备接入电网后所产生的信息经过 CPS技能进行采集、处理，并将采集到的信息在 CPS中进行通讯传输，完成对移动电源设备及电表等终端设备的操控。经过该战略能够有用进步电力体系用电的安全性和稳定性。

依据当时智能电网开展趋势，以及移动电源设备接入电网后产生的安全问题，本文提出了一种依据 CPS技能的智能电网用电安全防护战略，经过对移动电源设备接入电表及终端电源时进行信息采集、处理、通讯等关键技能环节的优化规划，进步了现有移动电源设备的可靠性和安全性。详细战略如下所示：

四、方案施行

本方案的施行首要触及移动电源设备、电表及终端电力设备等三个方面，需要经过在移动电源设备的前端加装防护模块，完成对移动电源设备的维护功用；在电表后端加装防护模块，完成对终端电力设备的维护功用。

[2]为保证智能电网的供电可靠性和用电安全，本方案利用 CPS技能，在智能电网中，将移动电源设备、电表及终端电力设备经过通讯网络连接起来，并经过防护模块与后台操控中心进行通讯，完成移动电源设备之间数据交换、信息交互的安全防护。其中，移动电源设备经过通讯网络与后台操控中心进行通讯。

本方案的施行触及两个方面，首要，在终端电源处完成了对移动电源设备的维护功用。关于移动电源设备与电表之间的数据交互，首要需要完成对终端电源的维护功用，即当移动电源设备发生故障时，终端电源能够及时堵截移动电源设备的供电。这两个方面完成了对移动电源设备、电表及终端电力设备之间数据交换、信息交互的安全防护。

本方案的施行首要经过在终端设备上加装防护模块，完成了对终端设备以及移动电源设备的维护功用，然后保证了智能电网供电可靠性和用电安全。

五、安全防护战略的有用性剖析

移动电源设备接入电网后，其运转状况会直接影响到电力体系的用电安全和可靠性。本方案中，经过 CPS技能完成对移动电源设备的信息安全防护，完成对移动电源设备运转状况的实时监测，当出现异常情况时，经过对移动电源设备的长途操控和诊断，及时进行处理和检修，保证电力体系用电安全。同时，经过对移动电源设备的长途操控和诊断，能够对其状况进行实时监测，完成对电力体系用电安全的动态盯梢与评价。因此，本方案能够有用进步电力体系用电安全性和稳定性，从而进步供电可靠性。

如前所述，在现有电力体系中，移动电源设备接入电网的安全防护战略首要包含两个部分：一是从电表端完成对移动电源设备的物理阻隔和安全防护；二是从移动电源设备端完成对移动电源设备接入电网的信息阻隔和安全防护。因为传统电力体系的安全防护战略首要集中于物理阻隔，并未完成对移动电源设备的信息阻隔和安全防护，因此本方案提出的依据 CPS的智能电网移动电源设备接入电表及终端电源的安全防护战略能够有用地处理上述问题。下面以对某电力公司某变电站的移动电源接入电网施行为例进行说明。[3]

六、结语

针对移动电源设备接入电网后带来的用电安全问题，提出了一种依据信息物理交融体系（CPS）的安全防护战略，利用 CPS的自感知、自适应、自学习和自愈才能，完成移动电源设备与电表及终端电源之间的数据交换、信息交互，保证供电可靠性和用电安全。该战略完成了移动电源设备与电表及终端电源之间的数据交换、信息交互，经过对移动电源设备和终端电源进行安全监测，达到了对移动电源设备的有用维护，避免了因移动电源接入电网后引起的用电安全问题。经过本方案在智能电网中的应用，为智能电网中的用电安全提供了一种新的处理方案，为今后电力体系移动电源接入电网带来安全隐患的处理提供了参阅。