20、相量测量单元、相量数据集中器与智能电网的网络安全及架构分析

相量测量单元、相量数据集中器与智能电网的网络安全及架构分析

1. 智能电网概述

智能电网是电力行业的重要发展方向，它借助数字技术对传统电网进行现代化改造，融合了先进的传感和计量基础设施、高速全集成双向通信以及配套的信息基础设施。智能电网将成熟的电网基础设施与信息通信技术相结合，在系统效率和可靠性方面表现更优，支持双向的能源和信息流动，便于整合时变能源和新的动态负载。

不过，随着分布式智能和宽带通信的广泛应用，智能电网也面临着新的复杂性和挑战。确保电网及其连接和控制的信息基础设施的安全至关重要，这需要安全控制的互操作性以及对标准和法规的遵守。

2. 智能电网的整体架构

智能电网通过将先进的信息和通信技术（ICT）集成到整个电力价值链中而形成，从发电到终端用户都能实现动态双向数字通信。美国国家标准与技术研究院（NIST）定义了智能电网的七个重要领域：大容量发电、输电、配电、客户、运营、市场和服务提供商，各领域之间存在着信息和能源的流动。

智能电网可分为三个基础层：
- 物理电力/能源层 ：涵盖发电、输电、变电站、配电系统以及能源消费者/终端用户。
- 通信层 ：负责数据传输、通信基础设施和网络，是使电网变得“智能”的关键。它利用互联网技术，连接各种系统和关键设备，实现电网各部分之间的双向通信。
- 应用层 ：包含需求响应控制、计费、停电控制、负荷监测、实时能源市场以及一系列新的客户服务等应用。

为实现智能电网的愿景，需要开发和实施以下技术解决方案：
- 信息和通信网络