配电自动化和智能电网的新时代挑战

配电自动化和智能电网的新时代挑战

配电自动化时代的来临

配电自动化现在并不是一个新事物，自上世纪60年代以来，将计算技术应用于电网的愿景曾吸引了电力行业的大量眼球。然而，直到最近，这样做的现实利益还受到质疑。发达国家的电网非常可靠，有人就问为什么要冒着系统可靠性的风险添加附加控制系统？“智能”系统？现实利益是什么？诚然，光是理论上的好处是很难判断投入是值得的。

现在，配电自动化被认为是“电网智能控制功能向配电方向的延伸和超越。。.可通过智能电网实现。”5配电自动化的优势被广泛接受，但并没有使成功实现或可靠性变得简单，这些是大范围广泛应用的严重挑战。

实现配电自动化面临的挑战

资产保护

资产保护意味着供电公司必须投入高性能元件，可靠监测电网以及保护其高成本资产。通过保护所有资产，供电公司的总体投资将提供长时间有效服务。

图1：智能电网方案的核心——信号链中的关键器件。

大多数半导体公司采用简单的信号链方框图展示其配电自动化领域的知识，而这种演示是不够的。智能电网所需设备的多样性要求对每个元件及产品具有深入的了解。从相量测量单元到电容组控制器，每个系统的精度和定时要求区别很大，要求器件具有相当的性能指标。

安全

由于所有配电网的基础设施都必须能够预防网络攻击，所以电网及其数据的安全性至关重要。

安全性是当今先进配电系统中讨论最多的话题。讨论往往集中在网络安全和加密，尽管加密非常重要，但并不是现代化的灵丹妙药。系统安全方案利用高级物理安全实现无可比拟的低成本IP保护、预防克隆以及外设安全认证。8双向安全认证、多层加密和物理篡改检测全部预防电网遭受网络威胁：硬件、数据传输及数据存储。

MAXQ1050微控制器把所有这些安全特性集成进去以确保生命周期安全。通过了防止植入不良软件以及防止恶意克隆和删除已装载的软件等方面的安全认证。具有多层对称及非对称加密数据保护，内置密匙发生器保护密匙。防引脚篡改及其它物理层面的密匙机械保护，防止通过热以及其它的途径删除安全密匙和系统数据。

资产管理

资产管理包括跟踪资产的简单和复杂方法，时刻了解现场设备的状态。对于确保性能和监测维护，这样的管理是非常宝贵的。

以一个简单场景为例，很容易理解战略性的资产管理。在一场暴风雨中，电网上的许多点发生了断电。来自于不同供电公司的人员被召集在一起，帮助维修，“点亮灯光”的精神战胜了天气。线路得到了维修，设备得到了更换，又重新恢复了供电。这一切都很快。然而，危机结束时，供电公司并不完全了解以及紧密跟踪现场工作的资产。考虑到设备成本以及保证分布式资源及供电安全的需求，先进的电网不能容忍未知或不合适的资产在现场工作。

战略资产管理要求完全从上至下部署、安全认证以及跟踪电网高效运转所必需的全部过程、软件以及系统。安全认证为重中之重。嵌入式安全认证是设备自我识别的基本过程，因此必须作为系统的一部分进行了解，以便于跟踪和管理。8对于小额投资，可使用简单的硅器件唯一识别配电网上的设备，包括线传感器到变压器再到重合器控制器。唯一质询/应答识别允许跟踪每件设备，并通过供电公司的AMI网络进行通信。在这点上，安全性与报告资产识别、位置、工作状态、最新维护数据或其他各种报告功能是相一致的。

对于我们的意义和指导性

智能电网往往被描述为电网上铺天盖地的电能测量和通信。这种定义过于简单。智能电网应该集成安全硬件和智能电能管理软件。电网需要先进的检测和通信能力，以形成可靠、有效、安全的供电系统，提高系统效率和支持分布式资源的能力。届时，我们将大范围实现高效率的配电自动化。