水力发电系统由发电机、AC/DC转换、PWM逆变器、LCL滤波器组成。发电机使用异步电机，异步电机并网发电是利用电网提供以同步转速转动的旋转磁场,在转差率为负值的工况下,其磁力矩与转速方向相反,机械力矩方向与转速方向相同,磁力矩作负功,机械力矩作正功(转化为电能),向电网输出电能。常用作发电的一般为三相鼠笼式异步电机,三相绕线式异步电机和单相电容式异步电机也可作为发电使用,但技术性指标差。电能经PWM逆变器后变为正弦调制波，这时的电能含有大量的高次谐波，为了减少谐波污染，加入LCL滤波器。
二、电力系统谐波危害
并网系统的电能质量主要取决于输出电流的质量，为了能够给电网提供高质量的电能，并网逆变器的电流控制发挥了重要的作用，因此，对并网发电用三相逆变器研究就显的尤为重要。
由于三相PWM逆变器具有功率因数高，效率高等诸多优点，因此在可再生能源的并网发电中得到广泛应用。但是三相PWM逆变器在其开关频率及开关频率的整数倍附近，产生的高次谐波注入到电网中，会产生谐波污染，这将对电网上的其他电磁敏感的设备产生干扰。
谐波对电力系统和其它用的设备可能带来非常严重的影响，主要危害可归纳为：
在电力危害方面：
（1）使公用电网中的设备产生附加谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的使用频率增加电网损耗。零线会由于流过大量的3次及其倍数次谐波造成零线过热，甚至引发火灾。
（2）谐波会产生额外的热效应从而引起用电设备发热，使绝缘老化，降低设备的使用寿命。
（3）谐波容易使电网与补偿电容器之间产生串联并联谐振，使谐振电流放大几倍甚至几十倍，造成过流，造成电容器以及与之相连的电抗器、电阻器的损坏。
（4）降低产生、传输和利用电能的效率。
在信号干扰方面：
（1）谐波会引起一些保护设备误动作，如继电保护的熔断器等。同时也会导致电气测量仪表计量不准确。
（2）谐波通过电磁感应和传导耦合等方式对邻近的电子设备和通信系统产生干扰，严重时会导致它们无法正常工作。
所以，减轻直至消除这些危害，对于供电和用电设备的节能降耗，乃至于对整个社会能源利用率的提高，都具有极其重要的意义。由于LCL在抑制谐波方面具有的优点，因此研究LCL滤波器具有很重要的现实意义。
三、并网逆变器矢量控制
控制电路的目的就是控制并网逆变器六个开关管的通断，产生与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形，等效的原则是每一区间的面积相等。如果把一个正弦半波分作n等份，然后把每一等份的正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的等高矩形脉冲来代替，矩形脉冲的中点与正弦波每一等份的中点重合，而宽度是按正弦规律变化。这样，由n个等幅而不等宽的矩形脉冲所组成的波形就与正弦半周等效。同样，正弦波负半周也可用相同方法与一系列负脉冲波来等效。
为了达到控制目的，我们选用矢量控制的方法。矢量控制最初用于控制异步电机，把交流电动机等效为直流电动机控制，后来经过多年的发展，逐渐形成了一套比较完整的矢量控制理论体系。最近二十多年来由于电力电子、计算机及微电子技术的飞速发展，矢量控制技术在高性能交流驱动领域的应用已经越来越广泛。矢量控制大大简化了控制的难度，并会获得较好的控制效果，因此我们将采用矢量控制的方法对并网逆变器进行控制。
我们采用两个电流内环、一个电压外环的双闭环系统，来达到实际需要的精度和动静态性能。这种方法是取直流侧电压与给定电压比较，产生作为输入的直轴电流，取逆变器侧电感电流作为反馈，产生控制逆变器的脉冲信号。当发电机的直流电压不稳定时，通过逆变器侧电感电流的反馈，可以调节逆变器6个开关管通断时间，使其输出与电网电压幅值、相位相吻合。
四、LCL参数设计
逆变器侧是三个电阻为R、电感为L的电抗器，网侧是三个电阻为Rf、电感为Lf的电抗器，网侧电抗器和变流器侧电抗器之间是三个星形联结的电容器Cf。六个功率开关由控制电路产生的脉冲信号控制其通断，从而产生与正弦波等效的等幅矩形脉冲序列波。经逆变器形成的三相交流电经LCL滤波器滤除谐波后并入电网。
由于在LCL参数选择比较复杂，国际上也没有一种统一的设计方法，因此文章综合考虑电网侧电流最大允许脉动、逆变器开关频率和阻尼特性等要求，通过计算的方法得出一种简单有效的设计方案：通过选择逆变器侧所需要的电流纹波来设计内部电感L，通过选择在额定状态下吸收的无功功率来决定电容值，通过选择期望电流纹波减少量来设计Lf。由于逆变器开关管通常工作在高频方式，一般为15kHz，所以该滤波器属于低通滤波器，目的是滤除高频开关纹波。
通过计算得出LCL参数后，我们采用MATLAB中的SIMULINK模块进行仿真，通过反复实验后得出一个满足要求的实验结果。
五、主动阻尼控制器的设计
由于LCL滤波器是谐振电路，对系统的稳定性有很大影响，如果不采取很好的控制策略，会使电流的谐波畸变率增大。为了抑制LCL滤波器的谐振，可以采取增加滤波器阻尼的方法，但是增加无源元件，如电阻等，会造成功率损耗，降低系统的工作效率。除此之外我们还可以采取增加主动阻尼的方法，所谓主动阻尼，是指主动采取控制策略的方法，达到与被动阻尼相同的效果。
用主动阻尼的方法替代实际的谐振阻尼电阻作用，这样即使主动阻尼的阻值很大，也不会造成功率损耗，降低系统的效率。由于电压电流双闭环控制具有系统对参数变化不敏感，稳定性高的优点。采取这种控制策略与通常的双闭环不同之处在于，增加了对电容器电流的前馈控制。
结语
IEEE1547标准严格限定负载注入电网的电流总谐波畸变要小于5%，35次以上谐波的畸变率要小于0.3%。通过我们对逆变器矢量控制、LCL参数和主动阻尼器的设计，将基本达到这一要求。
参考文献
[1]魏昊,张淼,严克剑.基于空间矢量控制的PWM整流系统的研究[J].广东有色金属学报,2006,16(3).
[2]罗悦华,伍小杰,王晶鑫.三相PWM整流器及其控制策略的现状及展望[J].电气传动,2006,36（5）.
[3]李时杰,李耀华.PWM整流器无电流传感器前馈控制策略的研究[J].电气传动,2006,36(12).
1.1标准帧与扩展帧的选择
CAN2.0包括A部分和B部分，即CAN2.0A与CAN2.0B。其中，CAN2.0A是按CAN1.2规范定义的CAN报文格式的说明，规定CAN控制器必须有一个11位的标识符。CAN2.0B是对CAN报文的标准格式和扩展格式的说明，CAN控制器的标识长度可以是11位或29位。遵循CAN2.0B协议的CAN控制器，可以发送和接收11位标识符的标准帧或29位标识符的扩展帧。如果禁止CAN2.0B，则CAN控制器只能发送和接收11位标识符的标准帧，而忽略扩展格式的报文结构，但不会出现错误。标准帧与扩展帧如图2所示。标准帧理论上最多可以标识211（2048）个数据类型。由于协议规定标识符最高7位不能同时全是隐性位，所以最多可以标识211-24（2032）个数据类型。扩展帧使用29位标识符，最多可标识5亿多个数据类型。当采用CAN2.0B传输报文时，需对标准帧和扩展帧进行选择。从延迟的角度分析，它用于表示网络响应速度，延迟越少，响应越快，性能越好。CAN最高位速率可达1Mbps，此时每位的传输时间是1μs。总线竞争获胜的标准格式报文在传输不被中断的情况下，长度为最大值的报文总线访问时间只有111μs，加填充位为134μs；扩展帧格式最大长度报文的总线访问时间为131μs，加填充位为159μs。从总线吞吐量分析，它在数值上等于网络或信道在单位时间内成功传输的总信息量。标准格式信息帧的长度为47+8×DLC，数据域在一帧报文中所占比率为（8×DLC）（/47+8×DLC），在1Mbps位速率时的总线吞吐量为（8×DLC）（/47+8×DLC）×1Mbps。扩展格式信息帧的长度为67+8×DLC，数据域在一帧报文中所占比率为（8×DLC）（/67+8×DLC），在1Mbps位速率时的总线吞吐量为（8×DLC）/（67+8×DLC）×1Mbps。当数据域长度为8字节时，若不考虑填充位，则标准帧的总线吞吐量为577kbps，而扩展帧的总线吞吐量为488kbps。从以上分析可见，虽然扩展帧格式可以表示的数据类型比标准帧格式多得多，但在总线访问时间和总线吞吐量方面，标准帧格式明显优于扩展帧格式，所以在满足节点数量要求的条件下，应优先考虑采用标准帧格式。
1.2标识符分配和网络实时性分析
1）标识符分配。CAN只提供与物理层和数据链路层相关的协议，并没有制定与特定应用相关的应用层的内容。因此，根据具体应用的特点，在总线协议的基础上，定义详细的标识符分配及网络配置管理的具体方式是开发基于CAN的客车网络控制系统的前提。标识符分配可以通过两种方式来实现：一是用户自定义；二是采用CAN的高层协议标准，如SAEJ1939、CANOpen等。无论采用哪种方式，都必须保证与安全性相关的高实时性的信息能够获得高优先级。如SAEJ1939中，信息优先级顺序为控制参数、驱动状态参数、驱动系控制、驱动系配置参数、信息参数、信息状态参数等。2）网络实时性分析。客车网络控制系统是分布式实时系统，许多任务具有严格实时性和硬实时性，信息传输与控制必须满足任务截止期要求。客车网络控制系统的实时性可以通过信息的响应时间来衡量，典型的理论方法有Worst-case、Actual-case、Average和Maximum等。Actual-case同时考虑到周期性信息和非周期性信息，Worst-case考虑到信息传输过程中的最坏情况，一般将两者结合进行实时性分析。位速率是网络实时性分析的一个重要参数，它的确定必须考虑到通信距离，尤其在高速通信的情况下，距离的增加带来的传输延迟是不可忽略的。表3为通讯位速率与总线两个节点间最大距离的关系。
2典型的电动客车整车网络结构设计及控制策略优化
随着客车电子控制单元的增多和信息通讯性能要求的不同，单总线网络结构引发网络通讯负载大、通信效率低、实时性能差和通信距离与网络性能矛盾突出等问题。因此，一般采用多网段结构来构建基于CAN的客车整车网络控制系统。一个典型纯电动客车的整车网络的拓扑图见图3。多网段结构适合于连接功能相对独立的网段，信息交换通过网关来实现。其特点是：同一网段的节点通过总线方式连接；不同网段之间通过网关连接，并实现相互通信；网络管理和集中控制的功能由网关实现。如采用低速总线连接低实时性要求的车身控制单元，增加通信传输距离，提高抗干扰能力；采用高速总线连接动力传动系统，以满足与行驶安全相关信息的高实时性要求；采用带双通道CAN控制器的微处理器，实现两条CAN总线信息的通信和控制功能。对于网络层可以采用静态地址分配机制，可以参照SAEJ1939通讯协议为公路设备定义地址分配表。
2.1整车控制器的拓扑结构
根据电动汽车整车网络的特性，整车运行、安全性、经济性等整车控制策略主要是由整车控制器（VMU）完成。整车控制器VMU的结构图见图4。整车控制器一般采用两路CAN总线（参照商用车SAEJ1939协议）：CAN1为VehicleCAN与电池管理系统、ABS防抱死系统、仪表等设备相连，接收车身系统相关信息；CAN2为MCUCAN，只与驱动电机控制器相连，专用的MCU内部CAN2的设置会使整车驱动系统响应速度更快、实时性更高、性能更稳定可靠。
2.2整车控制器控制策略与优化方向
2.2.1整车控制器VMU整车控制器VMU是纯电动车辆的主要管理单元，与车辆的牵引系统及车上的其他主要部件的相互通讯。整车控制器读取并识别驾驶员的输入信号（踏板、换档器、按钮等），并确保驾驶的舒适性。扭矩控制（TorqueManagement）是整车控制器驱动控制的最关键的策略，成熟的转矩管理算法编程时，应设计为可进行系统参数配置软体，以满足整车集成时不同参数的需求，如踏板传感器参数、扭矩转化斜率、最大速度（正向和反向）等。扭矩控制需要满足以下几个方面功能：1）扭矩过渡处理平滑，以确保乘客的舒适性。2）科学有效地管理挂档器（DriveSelector），以防止因挂档器误操作带来的安全隐患。3）超速保护（OverSpeed）功能。4）驻坡功能（HillHolder）、跟车功能（Creep）等增值功能。5）能量回馈与电制动策略管理，基于不同回馈能量需求及电制动限值条件，如防抱死（ABS）及客户指令需求时，可以自动切断电制动。
2.2.2优化管理整车控制器除了常规的行车控制及保护功能外，在以下这些方面也可以做针对性的优化管理：上下高压电安全控制；行车动态数据监测及安全行车管理；节电模式及动力电池管理等。整车控制器控制策略的智能控制方法有递阶控制、专家控制、模糊控制、神经控制和学习控制等[10]。
3结束语
整体的配网系统是由发电厂、输配电网以及用电方共同构成的。发电厂对于整个配网系统来说起到的是基础的保障作用，电能目前作为全世界最通用、最普遍的能源形式，有诸多能源都被以各种方式转化成为电能被人类使用。在经济快速发展的今天，电力市场格外繁荣，越来越多的行业都需要应用电能。因此，提供稳定的电能资源已经成为了各行业发展的基础。由此可见，发电厂对于整个配网电力系统的重要性。而另外一方面，输电、配电系统以及用电方对于整个配网电力系统也是非常主要的组成部分。在整个电网的建设中，一切都要以用电方的需求为最根本的目标，因此，如果说发电厂在整个配网系统中起到基础的作用，输电和配电系统就是发电厂与用电方之间的桥梁和纽带，也是电力资源安全地、高效地传输给用户的运输通道。因此，一个高效的、安全的配网系统需要发电厂以及输电、配电系统三者有机结合起来，进行协同、高效的工作，最终将电能供给用电方，形成一个完整的配网电力系统才是电力企业发展的最终目标。具体来说，配网系统实现了实施监控与离线管理的有机结合与共同合作。配网系统可以智能地将整个电力系统的各种数据进行整理和分析，同时，兼顾到电网接线图和实地情况，将地理图形和电网接线图相结合，再将图形与数据相结合，这种多方面的整合体现了配网系统较高的集成性、科学性与安全性。然而，虽然配网系已经能够达到一个较为可靠的开发程度，但在实际的配网电力工程中还是存在着一些问题的，针对这些技术问题以及相应的解决对策文中进行相关的讨论和分析。
210kV配网电力工程存在的技术问题
2.1外力破坏问题
过去的一些年，我国普遍采用10kV配网建设，而10kV配网工程的主要接线方式为架空线路形式，这种形式存在着一个较为严重的弊端，那就是给一些外力破坏提供了便捷。近些年来，越来越多的住宅区以及工业园区不断建成，而不论是居民用电还是工业用电，对于建筑区的电网建设都是非常重要的。而这些建筑区主要的供电方式为环网供电，这就造成了一些建筑施工队伍为了方便就直接在相近的架空线上取电，还有的用户甚至在配网工程还未完善之前就私自接线，给用电安全以及整个电网的安全都带来了极大的破坏。另外，随着近些年来高层建筑的不断普及，许多建筑施工过程都可能会影响到10kV配网电力工程的安全性。
2.2闪路问题
闪络是指固体绝缘子周围的气体或液体电介质被击穿时，沿固体绝缘子表面放电的现象。其放电时的电压，称为闪络电压。发生闪络后，电极间的电压迅速下降到零或接近于零。闪络通道中的火花或电弧使绝缘表面局部过热造成炭化，损坏表面绝缘体。在电力系统的运行过程中，由于设备的绝缘长期处在工作电压之下，当绝缘体受到污染以后，表面的污染物达到了一定的含盐量，就会造成闪络的危险。当闪络发生以后，就可能会引起单相接地的情况，甚至发生相绝缘闪络击穿的情况，给电力系统的运行造成严重障碍并带来一定的危险。
2.3过电压问题
过电压是指在电力系统发生特殊情况时，出现的超过工作电压的异常升高电压，当电压过高时，就可能会击穿一些绝缘设备，从而引发用电危险以及对于整个电网的威胁。我国目前正在运行的一些10kV配网系统在前期的建设过程中存在着各种各样的问题，这就对于电力系统正常的运行造成一定的影响。而电力设备在一些条件较为恶劣的地区，就要承受由于攀爬距离不足等原因而带来的工频电压、内部过电压及大气过电压等作用，给电网系统整体的安全性与可靠性带来了不小的隐患。
3解决10kV配网电力工程技术问题的对策
对于以上提出的关于10kV配网电力工程存在的技术问题，包括外力破坏问题、闪络问题以及过电压问题等等，需要一些有效的解决对策以及处理手段，通过预防和处理来避免这些技术问题在电力系统正常的运行过程中出现安全隐患以及供电障碍。
3.1尽量避免外力破坏的发生
由于许多外力破坏会对配网系统造成安全性以及可靠性的威胁，因此，在10kV配网电力工程的设计过程中应该充分地、系统地权衡当地的实际情况，包括地理环境与人文条件，做好地形的提前勘察以及当地管道等的铺设情况，将情况分析清楚再对10kV配网电力工程进行设计。同时，在设计与施工的过程中要严格按照相关的标准和要求执行，考虑当地实际情况，准确地布置好线路的走向、位置以及间距等方面。另外，在项目设计的过程中，还应该尽量避开自然环境非常恶劣的地区，从根本上避免配网系统受到外界的损害和影响。同时，对于10kV配网电力工程本身，在建设过程中必须按照相关要求以及标准，选择质量达标的工程材料，增强配网系统对抗外界破坏的能力。
3.2采取综合处理措施
10kV配网电力工程常见的技术问题通常都是伴随发生的，比如上面提到的闪络问题以及过电压问题，过电压的发生也有可能会引起闪络，从而影响电力系统的正常、安全地运行。因此，在对于配网系统的安全性保障上，要综合考虑各种因素，采取总格处理的措施，比如，在设备表面添加防污装置，既能够起到防污的作用，又能够减少外界恶劣环境对于设备的损害，从根本上预防了外界损害带来的危险以及恶劣环境引发的闪络或是过电压问题，这种综合措施的实施有效地克服了10kV配网电力工程存在的技术问题，同时也大大提升了电力系统运行过程中的稳定性与安全性。
3.3提升10kV配网的供电能力
由于10kV配网电力工程的特殊性质，其采用单端电源进行供电，而分支线较多，配电变压器等设备也相对较多，这样一来对于整体的安全性就要求非常高，因为一旦局部发生了故障，那么整个供电区域都会随之受到影响，引发大面积的用电故障或是用电事故。因此，可以采用联络开关，当局部发生了电力故障的时候，不会使大面积全都受到影响，这样就减小了受影响区域。同时，还应该按时对整体网络进行维护，即便在日常中受到一些外界损害，但只要维护和修护及时有效，也还是不会产生太大影响的。因此，采取一些有效措施来提升10kV配网的供电能力也是一种较为有效的解决对策。
4结束语
配电自动化技术是服务于城乡配电网改造建设的重要技术，配电自动化包括馈线自动化和配电管理系统，通信技术是配电自动化的关键。目前，我国配电自动化进行了较多试点，由配电主站、子站和馈线终端构成的三层结构已得到普遍认可，光纤通信作为主干网的通信方式也得到共识。馈线自动化的实现也完全能够建立在光纤通信的基础上，这使得馈线终端能够快速地彼此通信，共同实现具有更高性能的馈线自动化功能。
二。配电网馈线保护的技术现状
电力系统由发电、输电和配电三部分组成。发电环节的保护集中在元件保护，其主要目的是确保发电厂发生电气故障时将设备的损失降为最小。输电网的保护集中在输电线路的保护，其首要目的是维护电网的稳定。配电环节的保护集中在馈线保护上，配电网不存在稳定问题，一般认为馈线故障的切除并不严格要求是快速的。不同的配电网对负荷供电可靠性和供电质量要求不同。许多配电网仅是考虑线路故障对售电量的影响及配电设备寿命的影响，尚未将配电网故障对电力负荷（用户）的负面影响作为配电网保护的目的。
随着我国经济的发展，电力用户用电的依赖性越来越强，供电可靠性和供电电能质量成为配电网的工作重点，而配电网馈线保护的主要作用也成为提高供电可靠性和提高电能质量，具体包括馈线故障切除、故障隔离和恢复供电。具体实现方式有以下几种：
2.1传统的电流保护
过电流保护是最基本的继电保护之一。考虑到经济原因，配电网馈线保护广泛采用电流保护。配电线路一般很短，由于配电网不存在稳定问题，为了确保电流保护动作的选择性，采用时间配合的方式实现全线路的保护。常用的方式有反时限电流保护和三段电流保护，其中反时限电流保护的时间配合特性又分为标准反时限、非常反时限、极端反时限和超反时限，参见式（1）、（2）、（3）和（4）。这类保护整定方便、配合灵活、价格便宜，同时可以包含低电压闭锁或方向闭锁，以提高可靠性；增加重合闸功能、低周减载功能和小电流接地选线功能。
电流保护实现配电网保护的前提是将整条馈线视为一个单元。当馈线故障时，将整条线路切掉，并不考虑对非故障区域的恢复供电，这些不利于提高供电可靠性。另一方面，由于依赖时间延时实现保护的选择性，导致某些故障的切除时间偏长，影响设备寿命。
2.2重合器方式的馈线保护
实现馈线分段、增加电源点是提高供电可靠性的基础。重合器保护是将馈线故障自动限制在一个区段内的有效方式「参考文献。参见图1，重合器R位于线路首端，该馈线由A、B、C三个分段器分为四段。当AB区段内发生故障F1，重合器R动作切除故障，此后，A、B、C分段器失压后自动断开，重合器R经延时后重合，分段器A电压恢复后延时合闸。同样，分段器B电压恢复后延时合闸。当B合闸于故障后，重合器R再次跳开，当重合器第二次重合后，分段器A将再次合闸，此后B将自动闭锁在分闸位置，从而实现故障切除、故障隔离及对非故障段的恢复供电。
目前在我国城乡电网改造中仍有大量重合器得到应用，这种简单而有效的方式能够提高供电可靠性，相对于传统的电流保护有较大的优势。该方案的缺点是故障隔离的时间较长，多次重合对相关的负荷有一定影响。
2.3基于馈线自动化的馈线保护
配电自动化包括馈线自动化和配电管理系统，其中馈线自动化实现对馈线信息的采集和控制，同时也实现了馈线保护。馈线自动化的核心是通信，以通信为基础可以实现配电网全局性的数据采集与控制，从而实现配电SCADA、配电高级应用（PAS）。同时以地理信息系统（GIS）为平台实现了配电网的设备管理、图资管理，而SCADA、GIS和PAS的一体化则促使配电自动化成为提供配电网保护与监控、配电网管理的全方位自动化运行管理系统。参见图2所示系统，这种馈线自动化的基本原理如下：当在开关S1和开关S2之间发生故障（非单相接地），线路出口保护使断路器B1动作，将故障线路切除，装设在S1处的FTU检测到故障电流而装设在开关S2处的FTU没有故障电流流过，此时自动化系统将确认该故障发生在S1与S2之间，遥控跳开S1和S2实现故障隔离并遥控合上线路出口的断路器，最后合上联络开关S3完成向非故障区域的恢复供电。
这种基于通信的馈线自动化方案以集中控制为核心，综合了电流保护、RTU遥控及重合闸的多种方式，能够快速切除故障，在几秒到几十秒的时间内实现故障隔离，在几十秒到几分钟内实现恢复供电。该方案是目前配网自动化的主流方案，能够将馈线保护集成于一体化的配电网监控系统中，从故障切除、故障隔离、恢复供电方面都有效地提高了供电可靠性。同时，在整个配电自动化中，可以加装电能质量监测和补偿装置，从而在全局上实现改善电能质量的控制。
三。馈线保护的发展趋势
目前，配电自动化中的馈线自动化较好地实现了馈线保护功能。但是随着配电自动化技术的发展及实践，对配电网保护的目的也要悄然发生变化。最初的配电网保护是以低成本的电流保护切除馈线故障，随着对供电可靠性要求的提高，又出现以低成本的重合器方式实现故障隔离、恢复供电，随着配电自动化的实施，馈线保护体现为基于远方通信的集中控制式的馈线自动化方式。在配电自动化的基础上，配电网通信得到充分重视，成本自动化的核心。目前国内的主流通信方式是光纤通信，具体分为光纤环网和光纤以太网。建立在光纤通信基础上的馈线保护的实现由以下三部分组成：
1）电流保护切除故障；
2）集中式的配电主站或子站遥控FTU实现故障隔离；
3）集中式的配电主站或子站遥控FTU实现向非故障区域的恢复供电。
这种实现方式实质上是在自动装置无选择性动作后的恢复供电。如果能够解决馈线故障时保护动作的选择性，就可以大大提高馈线保护的性能，从而一次性地实现故障切除与故障隔离。这需要馈线上的多个保护装置利用快速通信协同动作，共同实现有选择性的故障隔离，这就是馈线系统保护的基本思想。
四。馈线系统保护基本原理
4.1基本原理
馈线系统保护实现的前提条件如下：
1）快速通信；
2）控制对象是断路器；
3）终端是保护装置，而非TTU.
在高压线路保护中，高频保护、电流差动保护都是依靠快速通信实现的主保护，馈线系统保护是在多于两个装置之间通信的基础上实现的区域性保护。基本原理如下：
参见图3所示典型系统，该系统采用断路器作为分段开关，如图A、B、C、D、E、F.对于变电站M，手拉手的线路为A至D之间的部分。变电站N则对应于C至F之间的部分。N侧的馈线系统保护则控制开关A、B、C、D的保护单元UR1至UR7组成。
当线路故障F1发生在BC区段，开关A、B处将流过故障电流，开关C处无故障电流。但出现低电压。此时系统保护将执行步骤：
Step1：保护起动，UR1、UR2、UR3分别起动；
Step2：保护计算故障区段信息；
Step3：相邻保护之间通信；
Step4：UR2、UR3动作切除故障；
Step5：UR2重合。如重合成功，转至Step9；
Step6：UR2重合于故障，再跳开；
Step7：UR3在T内未测得电压恢复，通知UR4合闸；
Step8：UR4合闸，恢复CD段供电，转至Step10；
Step9：UR3在T时间内测得电压恢复，UR3重合；
Step10：故障隔离，恢复供电结束。
4.2故障区段信息
定义故障区段信息如下：
逻辑1：表示保护单元测量到故障电流，
逻辑0：表示保护单元未测量到故障电流，但测量到低电压。
当故障发生后，系统保护各单元向相邻保护单元交换故障区段，对于一个保护单元，当本身的故障区段信息与收到的故障区段信息的异或为1时，出口跳闸。
为了确保故障区段信息识别的正确性，在进行逻辑1的判断时，可以增加低压闭锁及功率方向闭锁。
4.3系统保护动作速度及其后备保护
为了确保馈线保护的可靠性，在馈线的首端UR1处设限时电流保护，建议整定时间内0.2秒，即要求馈线系统保护在200ms内完成故障隔离。
在保护动作时间上，系统保护能够在20ms内识别出故障区段信息，并起动通信。光纤通信速度很快，考虑到重发多帧信息，相邻保护单元之间的通信应在30ms内完成。断路器动作时间为40ms~100ms.这样，只要通信环节理想即可实现快速保护。
4.4馈线系统保护的应用前景
馈线系统保护在很大程度上沿续了高压线路纵联保护的基本原则。由于配电网的通信条件很可能十分理想。在此基础之上实现的馈线保护功能的性能大大提高。馈线系统保护利用通信实现了保护的选择性，将故障识别、故障隔离、重合闸、恢复故障一次性完成，具有以下优点：
（1）快速处理故障，不需多次重合；
（2）快速切除故障，提高了电动机类负荷的电能质量；
（3）直接将故障隔离在故障区段，不影响非故障区段；
（4）功能完成下放到馈线保护装置，无需配电主站、子站配合。
四。系统保护展望
继电保护的发展经历了电磁型、晶体管型、集成电路型和微机型。微机保护在拥有很强的计算能力的同时，也具有很强的通信能力。通信技术，尤其是快速通信技术的发展和普及，也推动了继电保护的发展。系统保护就是基于快速通信的由多个位于不同位置的保护装置共同构成的区域行广义保护。
电流保护、距离保护及主设备保护都是采集就地信息，利用局部电气量完成故障的就地切除。线路纵联保护则是利用通信完成两点之间的故障信息交换，进行处于异地的两个装置协同动作。近年来出现的分布式母差保护则是利用快速的通信网络实现多个装置之间的快速协同动作如果由位于广域电网的不同变电站的保护装置共同构成协同保护则很可能将继电保护的应用范围提高到一个新的层次。这种协同保护不仅可以改进保护间的配合，共同实现性能更理想的保护，而且可以演生于基于继电保护相角测量的稳定监控协系统，基于继电保护的高精度多端故障测距以及基于继电保护的电力系统动态模型及动态过程分析等应用领域。目前，在输电网中已经出现了基于GPS的动态稳定系统和分散式行波测距系统。在配电网，伴随贼配电自动化的开展。配电网馈线系统保护有可能率先得到应用。
1.1使用达标的设备安全指标
针对于机房电源的使用，双机冗余在服务器领域使用，双通道或者是比双通道更高的一个标准作为数据信息搜集的安全指标，UNIX服务器在大型集控站和地调上使用，机柜使用的标准达到机柜的参数标准，所以机房电源需要的是大功率延时电源，方可确保电力使用的安全性。而定期检测UPS电源的使用情况，以免使用时间较久出现漏液的问题。
1.2确保传输介质安全所要达到的指标
由于受到电力企业和集控站的电磁干扰的原因，网线需要屏蔽电磁干扰，尽量选择RJ45头和双绞线来解决。制作RJ45头需要做到以下几点：第一按照顺序排列整齐，插入RJ45插头，使用压线钳弄紧。第二双绞线不能够露在外面，如果露出的部分已经超过了12MM的话，就会降低网线通讯质量标准，导致近端串扰和回拨损耗的问题。
1.3视频监视设备
在没有人看守的情况下，处于110kv或者是110kv以下的变电站运行如何才能够保证其安全？时刻监控环境和操作环境，该设备是安全稳定的，目前绝大多是使用视频监视设备。
2网络安全实现与防范的标准
确保网络结构的安全是通过关键网络结构、网络系统和路由的优化组成的，它也是确保网络安全的一个重要方面。网络结构通过体系结构分层来运行，达到安全管理实效的目的，便于业务的拓展以及进行有效的控制。
2.1网络拓朴的标准配置
地级以上调度网、冗余链路大规模的集控站通常使用的都是双网结构模式，在数据采集通道上则是需要达到标准，采用的备用链路要达到2到3条，这个就是网络拓扑所需要达标的一个标准配置。
2.2网络分段的有效方法
确保网络安全的有效的方法就是进行网络分段，同时也是对网络广播风暴的一种控制的有效措施。网络分段的通常表现手法是进行逻辑分段和物理分段两种。为了达到隔离敏感网络资源和非法用户的目的，有效控制可能遇到的非常监听。从目前的情况来看，以交换机为中心、路由器为边界所形成的网络环境格局是电力调度自动化局域网的主要运行手段，为了能够突出三层交换功能和中心交换机的访问功能两个作用，同时为了能够达到对局域网有效控制的方法，可以采用综合应用物流分段和逻辑分段的方法来实现。
2.3交换机、路由器的网络设备安全的安全防护方法
不法分子对路由器和交换机进行攻击，则会导致网络的严重瘫痪，因为路由器和交交换机有效的解决办法也就是说，加强IOS漏洞的安全性，对管理终端口命令进行严密的保密措施是解决黑客攻击路由器和交换机的有效方法。
2.4运行网络主机安全和物理安全所需要达标的标准
单靠防火墙来确保整个网络安全的话是不够的，需要结合其他方法才能够确保整个网络系统的安全。加强对物理安全措施和网络主机的操作系统安全是提高网络系统安全的方法。对于电脑防护安全的重要程度来看的话，文件系统安排在第一位，接下来是应用服务安全、系统服务安全、操作系统的内核安全以及主机系统的物理安全。从安全防范措施来看，针对于主机的安全检查和漏洞的修补，加上系统进行安全备份则是作为辅助检查来保护系统的安全性。有效控制突破防火墙和发起的内部攻击是确保网络系统安全的第二个措施。最后的防护网络系统的方法是进行系统备份，这个也是在黑客攻击网络系统之后进行的系统修复。对系统进行安全检测，入侵查看和应急处理所采用的一整套的安全检查和各项应对措施，则是在防火墙和主机安全措施使用之后所采取的方法。黑客攻击的方法是这样展开的，突破防火墙和网络主机的限制，从网络链路层识别网络状态信息，然后进行输入，然后进行入侵检测子系统。判定是否有入侵检测系统，可以看是否有相关入侵事件的发生，一旦有这样的情况，采取应急措施，警示对方。系统安全审计还可以对信息来源加以修正，能够有效预防攻击者所发出的攻击行为，妥善处理其后果，有效提高系统安全性。2.5网络防火技术的安全蔽智能网关是目前安全指数最高的防火墙技术，它的隐秘性则是体现在公共系统之后，能够避免入侵者的直接攻击。隐蔽智能网关有连个作用，第一禁止不法分子对专用网络在没有授权访问的基础下进行访问，也能够对访问互联网的人进行有效的日志备忘。它的安全级别之高，也是确保网络系统安全的一种非常有效的方法，同时也能够阻止不法分子的破坏和入侵。
3结语
摘要：城乡网络设计建设
江苏省电力公司在2001年实施了电力信息网改造工程，县供电公司已和变电所实现了联网。根据江苏省电力公司电力营销管理信息系统的推广和应用要求，江苏省电力公司选择了十个县供电公司，作为实施城乡营销一体化营销信息系统工作的试点。如东县供电公司是试点中最大的一个县供电公司，共有19个变电所，42个乡供电所。省电力公司要求我公司的乡供电所采用统一的电力营销管理信息系统，同时各乡供电所配备行政电话进行业务和工作上的联系。下面就该系统网络方案的设计建设作个简述，以供参考。
1网络方案的背景和需求
在先期的电力信息网建设中，如东县供电公司采用的是SDH组网方式，在变电所采用SDH设备组成主干155M的环网，在公司本部和信息中心千兆主干网相连，接入江苏电力广域网。营销信息系统是江苏省电力公司县级电力信息网的组成部分。本方案将综合考虑这些已有的网络拓扑，充分利用电力信息网络提供信道和光纤。考虑到农村供电所和如东县供电公司的数据和语音通信，农村供电所的数据通信必须采用以太网技术，至少提供15个以上10/10MbpsRJ-45交换接口；语音通信每个供电所必须提供4门分机电话。在县供电公司农网工程中各乡供电所网络接入的基础上，构建一个可行、可靠、稳定、平安的综合信息平台，以便准确、快捷地进行数据和语音的业务应用。
2网络方案的设计和建设
网络整体方案采用以太网交换机组网，各供电所从最近的变电所通过光纤接入电力信息网，变电所到供电所之间，由变电所提供一个E1口。利用该端口通过光纤实现和供电所联网，每个供电所都对应有一条通向如东县供电公司的E1电路。从而在县公司和基层供电所之间实现数据传输及IP电话和传统PBX电话业务的互相通信。技术上，数据交换选择以太网交换机综合接入方案，网络协议采用TCP/IP技术。为了便于管理，统一选择Cisco网络设备，营销主交换采用Cisco3550，各乡镇供电所则选用Cisco2950交换机；语音接入采用VoIP技术，统一使用Cisco7910IP电话。
整个网络分为两大部分摘要：
第一部分为各供电所到电力信息网的接入部分。主要利用环网上各变电所同相邻营业所之间的光纤，将供电所内的局域网同SDH设备的连接，包括各PC终端和电话。
每个供电所的PC终端和IP电话直接接入到Cisco2950交换机上，利用SDH上的E1端口，用一个E1到以太网桥将E1转成以太网，利用以太网的单模光电转换器将以太网的通道延伸到供电所，提供供电所的以太网端口接入。
第二部分为县供电公司中心网络的建设，主要是用电营销数据中心的建设，以及城乡供电所电话通讯网络和电力系统内部电话网的连接，公司数据网络中心提供对数据库服务器和其它应用服务器的连接。在SDH组网方式下，只需要增加相应数量的E1到以太网的网桥就可以了，而由于SDH设备直接提供RJ-45接口，则不需要增加网桥就可以直接连接到Cisco3550上。
对于IP电话，由于以太网交换机和基础通讯网(SDH，ATM，DWDM)构成了网络IP电话的智能基础架构，只要是能够进行TCP/IP的网络，我们就可以建立网络IP电话系统，且IP电话网络的结构可以是任意的，电话网络的各个单元(桌面电话，Callmanager等)可以在网络任何位置进行部署。
(1)营销系统内的IP电话通讯摘要:
根据分配到的号码段，我们可以为每一门桌面IP电话从该号码端中分配不同的号码，同样我们也可以给一门电话分配多个电话号码，不同电话之间的呼叫建立通过Callmanager来寻址实现，而呼叫一旦建立后，语音数据流就不必再经过Callmanager。
(2)IP电话和公司内线电话通讯摘要:
在县供电公司端，配置一台服务器用来作为IP电话的CallManager(交换机)，配置一台Cisco2650路由器用作IP电话和传统的PBX电话程控系统互连。2650上配置有1个E1接口的卡，这样PBX通过E1接到2650路由器上，同时进行一些软件上的设置，在PBX交换机上添加一块E1的接口板。
3设计建设和应用的几点思索
3.1数据和语音网络的集成
(1)解决了公司本部同城乡营业所之间的通讯通道新问题，使得所有的城乡营业所都获得保证的带宽(2Mbps)，并且营业所获得了同公司数据中心相连接的以太网通讯端口，建立了一个完整的从营业所到如东县供电公司直接的数据网络平台。在以上的数据网络平台上建立语音网络，即以网络IP电话的方式来实现在数据网络上实现完整的语音网络，实现数据、语音网络的统一。
(2)数据、语音综合传输带来的明显优势是成本下降摘要:①统一到计算机网络技术上的多媒体应用无论设备费用或线路费用都相对便宜。②不需对现有布线系统作任何修改。对供电所的布线可采用一套系统。③不必在每个分支机构均配备PBX。④桌面IP电话终端的增加非常方便，只需将电话直接插入以太网交换机就可以，在Callmanager上不需要任何的设置该电话就可以获得电话号码，并开始工作。
(3)统一的网管平台，可以利用现有的网络管理平台，集成数据语音网络的管理。智能的网络可以最大限度的发挥网络设备的能力，现在网络交换机均具有智能处理业务能力,能够对不同的IP业务采用不同的优先处理方法，采用基于IP的数据语音网络解决方案，可以充分的利用网络交换机的这方面能力。
3.2虚拟网技术和IP地址的分配
公司有多种应用系统，所以网络系统的设计应能在全网范围内实现虚拟网的划分，每个供电所分配16个IP地址，单独网关组成一个虚网。由于每个工作站和每部IP电话均需要一个IP地址，对于IP地址的分配，我们使用DHCP动态分配IP地址，这样能很好地保证网络语音系统正常运行及应用系统的平安性、数据可靠性。
3.3网络的一些不足之处
有线电视网络系统干线传输方式技术有：同轴电缆传输、光缆传输、微波传输和混合传输（光纤-同轴混合网、微波-同轴网、光纤-微波-同轴网）。
（1）同轴电缆传输系统主要包含同轴电缆网、干线系统放大器间隔配置、放大器级连等；附属设备包括用于干线分路的过电型分支器、分配器等。同轴电缆由内是用介质使内外导体绝缘并且保持轴心重合的电缆，由内导体、绝缘体、外导体和护套四部分组成。通过结构可以分为封闭竹节型、藕芯型以及物理发泡聚乙烯绝缘型三种类型。同轴电缆开始为实芯聚乙烯绝缘同轴电缆，后来发展为化学发泡聚乙烯绝缘同轴电缆，纵孔聚乙烯同轴电缆，现在多采用物理发泡聚乙烯型绝缘电缆。同轴电缆特性阻抗一般为75Ω，电缆衰减特性与信号的频率、电缆粗细、长度有关，低频信号、细芯的电缆衰减量大，因为衰减量与电缆的长度成正比,用干线放大器来补偿电缆对信号电平进行补偿，使干线能够远距离传输。温度升高，衰减量升高，温度系数约为0.2%/℃。同轴电缆信号传输距离越远，级连越大，系统指标下降越多，系统维护就比较困难，服务水平就会下降。
（2）光缆传输系统是由光缆、光源发射机、光线放大器、和光线接收器组成。从切面看，光缆包括导电线芯、光纤、加强的构件、还有保护层四部分。光纤按电磁场分布可分为单模光纤和多模光纤，单模光纤的工作带宽较宽，有线电视多采用单模光纤。1970年，在美国首先发明出来20dB/km光纤；1989年在美国开始出现有线电视光纤传输；1992年我国开始出现电视信号光纤传输。光缆传输技术具有损耗小（1310nm：0.4dB/km，1550nm：0.25dB/km）,可以实现电视信号的长距离传送,保证电视信号质量完好。光纤频带比较宽,在最低损耗区的频带宽度数值为30000GHz，由于单个光源占用的带宽比较小，采用相干光通信技术，可以在30000GHz范围内容纳上百万个频道,使有线电视信号能够均匀地传输到各个节点。光纤传输只传输光，不导电，不受电磁场影响，所以抗干扰能力强。
（3）微波传输系统是由微波发射系统和微波接收系统组成，微波发射系统有微波发射机、电缆、合成器、还有发射天线等，接收系统有微波接收天线、供电器、变频器等。微波传输场合有国家微波干线的大微波、卫星、单路与多路FM（调频）微波、AM（调幅）微波、多路微波分配系统MMDS。微波传输优点有：频带宽，空间传输2500-2700MHz，接收分配111-750MHz；传输质量高，稳定性强，适应性和灵活性强。微波传输缺点是发射与接收应在视距范围内进行，信号怕遮挡，易受干扰，反射出重影等。
（4）混合传输比如光纤同轴混合网-HFC，它是由光纤作为干线、同轴电缆作为分配网，构成光纤同轴混合网（HFC）。HFC具有光纤和电缆共同的优良特性，它们通过有效的结合，使有信号能够高效高质的传输、分配。在双向有线电视中，由前端向用户终端传送的信号叫下行信号或正向通路信号；信号从用户端向前端传送的通路成为反向通路或上行通路。HFC采用频分复用的技术，将5-1000MHz的频段分为上行通道和下行通道：5-65MHz为上行通道，可作为非广播业务，为了提高抗干扰能力，采用QPSK(或16QAM)调制。87-1000MHz为下行通道87-550MHz，全部用于模拟电视广播；550-750MHz为下行数字通信信道。
2用户分配系统
用户分配系统主要由双向分配放大器、同轴电缆、分支分配器、用户终端组成。分配方式有串接分支链方式、分配-分配方式、分支-分支方式、分配-分支方式、分配-分支-分配方式。双向用户分配放大器采用双模块功率倍增型或双模块推挽型，将信号放大到所需要的电平，通常用户电平取70dB，这是有线电视网络系统中唯一需要高电平工作的地方。双向分配放大器主要功能是对下行信号进行均匀的功率分配，分成几路，对上行信号进行汇集。同轴电缆采用的是物理发泡的同轴电缆。分支器与分配器的连接采用-5电缆。放大器与分配器连接电缆比较长，采用-7或-9电缆。还有为了降低回传通道的噪声影响，需要选用四屏蔽的电缆。终端分支器是连接用户终端与分支线的装置，它是串联在分支线中，把信号能量的一部分分给用户。分支器是由一个主路输入端（IN），一个主路输出端（OUT）和若干个分支输出端（BR）组成。分支器还要汇集主路输出端和分支输出端的回传信号。常用的分支器有一分支器、二分支器、四分支器、六分支器等。
1.1信息网络安全的基本特征
（1）相对性。安全系统是相对的，换而言之便是没有绝对的安全系统；同时，操作系统和网络管理之间存在相对性，安全性基于系统的不同部件之间能够发生转移。（2）相关性。这里指的是配置的相关性。日常管理过程中，不一样的配置会产生全新的问题，一般的安全测评只能证明特定环境和特定配置的安全性，例如新设备的应用等。（3）时效性。主要体现为新的漏洞及攻击方式逐渐呈现，比如：NT4.0便从SP1逐渐发展至SP6；现在安全的系统在未来其安全性将会面临考验。（4）复杂性。对于信息安全来说，属于一项较为系统的工程，需融合技术手段及非技术手段，并且与安全管理、培训及教育密不可分，大致上分析便知其复杂性较高。（5）不确定性。指的是攻击的不确定性。如攻击时间的不确定性、攻击手段及目标的不确定性等。
1.2信息网络安全的实现要点
（1）需要对网络系统的硬软件及数据进行有效保护，对于系统遭到破坏、更改或泄露等情况需实现有效规避。（2）对于外部非法入侵行为需采取有效防止措施，同时加强内部人员的管理及教育，使内部人员的安全意识得到有效提高。（3）信息安全管理者需重视信息网络安全现状所存在的问题，例如行为管理的脆弱性，又如网络配置及技术的不完善性等。在认识到问题的基础上，制定有效的改善策略，进一步提高电力系统信息网络的安全性。
2电力系统信息网络安全架构策略探究
2.1防火墙技术
电力系统当中，为了防止病毒入侵，便需要防火墙技术的介入。目前具备的防火墙指的是设置在不同网络或网络安全域间的一系列部件的组合，它属于不同网络或者网络安全域间信息的唯一出入口，可以企业的安全政策为依据，进一步对出入网络的信息流实现有效控制，同时自身还具备比较强的攻击能力。另外，它还是提供信息安全服务的重要基础，也能够使信息网络更具安全性。近年来，防火墙技术已经广泛应用于局域网和Internet之间的隔离。
2.2NAT技术
应用NAT技术，能够让一个机构里的全部用户以有限的合法IP地址为途径，进一步对Internet进行访问，这样便使Internet上的合法IP地址得到了有效节省。另外，以地址转换为手段，还能够使内网上主机的真实IP地址实现隐藏，进而使网络的安全性得到有效提高。
2.3防病毒技术
利用防病毒产品，能够防止恶意程序的入侵，并起到抵御病毒的作用，进一步使网络当中的服务器及PC机获得了有效防护。防病毒产品具备功能强大的管理工具，能够对文件进行自动更新，让管理及服务作业更具合理性。另外，还可以使企业的防病毒安全机制更具完善性，具有优化系统性能及解决病毒攻击等优势，为电力系统信息网络的安全性提供了重要保障。
2.4网络加密技术
网络加密技术是指对原有的数据或明文文件通过某种特定算法进行有效处理，使其成为一段不可读的代码，然后只允许输入相应的密钥后才可显示出原来的内容，通过此途径为数据的安全性提供保障，同时使数据更具完整性及保密性。
2.5指纹认证技术
对于电力系统来说，其信息网络安全的身份认证显得极为重要。在现有的硬件防火墙的条件下，可以进一步应用最新的身份认证技术，即为指纹认证技术。基于电力信息网络管理过程中，把具有合法特质的用户指纹存入指纹数据库当中。使用指纹技术，便可以使认证的可靠性增强。主要原理是，把用户的密钥与用户指纹特征统一存储在密钥分配的KDC当中，用户在应用密钥时通过自动指纹识别确认身份后从KDC中获取。
2.6数据加密技术
防火墙及防病毒系统技术能够对电力系统起到保护作用，同时通过数据加密技术也能够对电力系统起到保护作用。数据加密技术是一种对网络传输数据的访问权进行限制的技术，在加密设备与密钥加密过程中会产生密文，把密文向原始明文还原的过程为解密，是基于加密处理的反向处理，但是对于解密者来说，需使用同样类型的加密设备及密钥，才能够进一步对密文进行有效解密。
3电力系统信息网络安全构架
通过防火墙、病毒网管及认证服务器，使非授权用户入侵网络的情况得到有效防止，进一步使网络系统的可用性得到有效体现。充分应用CA中心，能够对用户起到权限控制作用，并且在结合内容审计机制的基础上，能够对网络资源与信息实现有效控制。通过防毒管理中心，并利用漏洞扫描器，使系统内部安全得到有效保证，进一步保证了信息的完整性。通过VPN与加密系统，保证了信息不会泄露给没有获得授权的实体，进而使信息更具保密性。另外，利用入侵检测及日志服务器，能够为网络安全问题提供检测方面的有效依据，使信息实现可审查的特征，进一步充分保证了信息的可靠性及安全性。
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