电力系统通信论文
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电力系统通信论文范文第1篇
【关键词】互联网技术电力保护通信系统设计
随着电力工业及互联网技术的迅速发展，电力企业对线路的保护也提出了越来越高的要求。通信系统作为高频保护的一种重要的组成部分被要求具有更高的可依赖性、安全性及快捷性。同时，通信技术越来越发达，特别是光纤通信的日益普及为数字保护通信系统的发展提供了强有力的动力。
一、电力保护通信系统的概述
随着人力资本成本的不断提高，电力系统变电所逐步开展和普及无人值班的运作方式。所以传输各类信息的远动通道便成为了解和控制变电所运行状况的唯一窗口。因此，通道的建设、保持及维护成了工作的重点及难点。一般来说，远动通道分为接收变电所各类信息的“上行”通道和下发各类控制信息的“下行”通道这两种通道。上行通道一般可以直接通过主站显示屏的画面查看其运行情况，而对传输遥控命令的下行通道，至今所有的调度自动化系统、厂站端的RTU或变电站综合自动化装置均不具备对下行通道的检测功能，这严重影响着整个电力系统的运行安全[1]。基于此为了提高电力系统运行的安全性，对线路保护提出了更高的要求。而作为线路保护重要组成部分的远方保护信号设备的安全性、可靠性及快速性必须要可以保证。
二、电力保护通信系统的运用现状及趋势分析
2.1电力保护通信系统的运用现状分析
目前，我国电力保护通信系统的运用主要集中在一些大型的电力企业中，而对于小型的发电企业则很少使用，造成这种现象的原因是多方面的。首先，对于一些小型的电力企业来说采用电力保护通信系统的必要性比较弱。其次，系统的运行对人才与资金的要求比较高，小型电力企业不具有具备专业知识的系统建设及维护的专业技术人员。就目前我国电网中运行的远方保护信号设备而言，大部分的电力企业采用的都是模拟系统，这个系统主要包括使用电力线为载体的保护专用收发信机和电力线音频复用通信系统两个部分[2]。
2.2电力保护通信系统的运用趋势分析
随着互联网技术的不断发展，数字保护通信系统必然代表保护信号设备的发展方向。原因主要体现在以下几个方面。第一，数字保护通信系统符合全球数字化的潮流，第二，数字系统抗干扰的能力强，第三，数字设备可靠性比较高，调试和维护非常方便，从长远来看，可以降低使用成本。第四，数字设备可以提供良好的人机界面。
三、复用式数字保护通信系统的设计分析
通过上面的分析可以看出复用式数字保护通信系统必然代表保护信号设备成为未来的发展方向。在电网改造中SDH、ATM等新的光纤通信技术在电力系统通信中都得到了普遍应用，这无疑可以看出复用式数字保护通信系统的运用潜力[3]，同时电网改造也给复用式数字保护通信系统的运用提供了前所未有的发展机遇。现在高电压等级的变电站的保护信号通信设备首选是数字保护通信设备，而且实现的方式主要是将保护信号复用到SDH通信设备的时隙中，利用SDH设备的快速自愈性能进一步提高保护信号通信的可靠性[4]。基于此论文对复用式数字保护通信系统进行一个系统的设计。为了提高系统的整体性能，这套系统设计方案采用了特别的纠错编码解码方案，同时结合采用一些比较先进的技术设备，比如高速CPU、CPLD和流行的Windows人机界面等。这些都可以很大程度上提高设备的可靠性，使调试、维护和使用过程更加方便安全。复用式数字保护通信系统以具有自愈功能的SDH环状网为核心，提供行政电话、调度电话、远动数据和保护命令的全方位接入和传输。
四、结语
通过论文的分析可以看出数字保护通信系统必然代表保护信号设备的发展方向，这种数字保护通信系统不仅可以提高系统的整体性能，还可以提供行政电话、调度电话、远动数据和保护命令的全方位接入和传输，在实际运用中值得推广。最后，希望论文的研究为相关工作者及研究人员提供一些参考与借鉴价值。
参考文献
[1]吴玲燕.广域保护通信系统可靠性及其路由选择研究[D].重庆：重庆大学，2011
电力系统通信论文范文第2篇
［论文摘要］随着现代科学技术的飞速发展，构建完善坚强可靠的电力通信网，显得越来越重要。文章结合电力通信的特点和需求及无线新技术的特性，分析无线通信技术在电网通信中的应用前景。
一、概述
电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。我国的电力通信网经过几十年风风雨雨的建设，已经初具规模，通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成为立体交叉通信网。随着无线通信技术的发展，无线通信系统的特性发生巨大的变化。鉴于采用无线通信网不依赖于电网网架，且抗自然灾害能力较强，同时具有带宽大、传输距离远、非视距传输等优点，非常适合弥补目前通信方式的单一化、覆盖面不全的缺陷。本文简单介绍一下无线通信传输体制的应用特点和优缺点，并分析其在电力系统的应用前景。
二、无线技术介绍
（一）无线通信技术的概念
目前，无线通信及其应用已成为当今信息科学技术最活跃的研究领域之一。其一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成。
（二）无线通信技术的发展现状
无线通信技术按照传输距离大致可以分为以下四种技术，即基于IEEE802.15的无线个域网（WPAN）、基于IEEE802.11的无线局域网（WLAN）、基于IEEE802.16的无线城域网（WMAN）及基于IEEE802.20的无线广域网（WWAN）。
总的来说，长距离无线接入技术的代表为：GSM、GPRS、3G；短距离无线接入技术的代表则包括：WLAN、UWB等。按照移动性又可以分为移动接入和固定接入。其中固定无线接入技术主要有：3.5GHz无线接入（MMDS）、本地多点分配业务（LMDS）、802.16d；移动无线接入技术主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照带宽则又可分为窄带无线接入和宽带无线接入。其中宽带无线接入技术的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄带无线接入技术的代表有第一代和第二代蜂窝移动通信系统。
1.主流无线通信技术
从技术发展的趋势可以看出，以OFDM+MIMO为核心的无线通信技术将成为未来无线通信发展的主流方向。而目前基于该技术的无线通信技术主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4种技术。
2.其他无线通信技术
除了上述主流的无线通信技术外，目前已存在的无线通信技术还包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距离通信技术及LMDS、MMDS、点对点微波、卫星通信等长距离通信技术。
（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是点对点的数据传输协议，通信距离一般在0～1m之间，传输速率最快可达16Mbps，通信介质为波长900纳米左右的近红外线。
（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段，使用跳频频谱扩展技术，通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。
（3）RFID：RadioFrequencyIdentification，即射频识别，俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签、解读器和天线三个基本要素组成。
（4）UWB：UltraWideband，即超宽带技术。UWB通信又被称为是无载波的基带通信，几乎是全数字通信系统，所需要的射频和微波器件很少，因此可以减小系统的复杂性，降低成本。
三、无线技术优劣分析
（一）WLAN技术分析
Wi-Fi的技术和产品已经相当成熟，而且大批量生产。该技术适用于无线局域网，作为有线网络的延伸，对于特殊地点宽带应用，尽管Wi-Fi技术应用非常广泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患，Wi-Fi采用的是射频（RF）技术，通过空气发送和接收数据。由于无线网络使用无线电波传输数据信号，所以非常容易受到来自外界的攻击，黑客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗取数据甚至进入未受保护的公司内部局域网。
（二）WiMax技术分析
WiMax是一个先进的技术，推出相对较晚，存在频率复用性小、利用率低的问题，但由于最近才完成标准化，该技术的大规模推广还需要实践考验。从应用前景看，该技术可以在较大范围内满足上网要求，覆盖可以包括室外和室内，可以进行大面积的信号覆盖，甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离，一直被业界看好，是未来移动技术的发展方向，并提供优良的最后一公里网络接入服务。
（三）WMN技术分析
WMN是正在研究中的技术，在研究中不断地在不同方面结合各种技术的特点进行融合，而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。从应用前景看，WMN这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间，在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集，并广泛应用到环境检测、工业、交通等领域。随着其他技术的不断更新完善，WMN更好地与之相融合、互补，从而能够扬长避短，发挥出各自的优势。
（四）3G技术分析
3G于1996年提出标准，2000年完成包括上层协议在内的完整标准的制订工作。3G网络部署已具备相当的实践经验，有一成套建网的理论，包括对网络的链路预算、传播模型预算以及计算机仿真等。从商用前景看，目前，3G在部分地区已得到大规模的商业应用，比如欧洲很多国家、日本、韩国等都已经建设了3G的网络。3G技术已经进入可以实用的阶段，还有很多国家和地区正在建设或将要建设3G网络。
（五）LMDS技术分析
本地多点分布业务系统LMDS是一种提供点对多点通信的固定宽带无线接入技术，其工作频率在20GHZ以上，利用毫米波传输，可在一定的范围内提供数字双工语音、数据、因特网和视频业务，是一种非常好的宽带固定无线接入解决方案。在最优情况下，距离可达8公里；但是由于受降雨的原因，距离通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通过扇区或基站设备将ATM骨干网基带信息调制为射频信号发射出去，在其覆盖区域内的许多用户端设备接收并将射频信号还原为ATM基带信号，在无需为每个用户专门铺设光纤或铜缆情况下，实现数据双向对称高带宽无线传输。
（六）MMDS技术分析
MMDS的主要缺点是有阻塞问题且信号质量易受天气变化的影响，可用频带亦不够宽，最多不超过200MHz。其次，MMDS对传输路径要求非常严格。由于MMDS采用的调制技术主要是相移键控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度调制QAM调制技术，无法做到非视距传输，在目前复杂的城市环境下难以推广应用。另外，MMDS没有统一的国际标准，各厂家的设备存在兼容性问题。
（七）集群通信技术分析
数字集群系统具有很多优点，它的频谱利用率有很大提高，可进一步提高集群系统的用户容量；它提高了信号抗信道衰落的能力，使无线传输质量变好；由于使用了发展成熟的数字加密理论和实用技术，所以对数字系统来说，保密性也有很大改善。
数字集群移动通信系统可提供多业务服务，也就是说除数字语音信号外，还可以传输用户数字、图像信息等。由于网内传输的是统一的数字信号，因此极大地提高了集群网的服务功能。
（八）点对点微波通信技术分析
微波传输的优势主要体现在以下几个方面：第一，可以降低运营商的运营成本。与租用线路相比，微波系统的投资只要一年左右即可收回。第二，微波传输系统部署简洁快速。与传统的传输手段相比，其快速部署的优势可以更快地满足新业务发展的需要。第三，目前的微波产品对未来的发展是有保障的，对于运营商的新业务和新需求都可以给予很好的支撑。未来，微波传输系统将升级到全IP的平台之上，可以全面支持运营商未来的发展。
（九）卫星通信技术分析
利用卫星在有些人口不很密集的地区来配合陆地通信。在这些地区散布着范围较广但不密集的用户，可以利用卫星作为用户连至固定有线网的接入设施。在陆地通信网已经构成宽带多媒体通信网的环境下，利用卫星建成宽带卫星接入系统是比较好而切合实际的方案，经济又可靠。
但是卫星通信毕竟是采用卫星作为通信平台，其地面站的建设、通信信道租用费用都需要花费大量资金，而且通信资源为卫星通信公司所有，受其带宽的限制，使得大量数据的传输需要付出非常大的代价。因此，作为日常生产、生活使用是极为不经济的；而将卫星通信作为应急通信、作战通信、海外通信等则比较适合。
四、无线技术综合比较
目前无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围、不同的适用区域、不同的技术特点、不同的接入速率。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。
首先，从标准化程度上看，本报告所涉及的技术中，仅仅WMN技术没有成熟的标准体系，LMDS、MMDS、集群通信均有多种标准，只是没有统一的国际标准，其余的技术均已经完成标准化工作，并且都进行了试验网建设和商业网建设。
从频率上看，Wi-Fi技术、WMN均使用的是开放频段，WiMax技术、3G技术等其他技术使用的是授权频段。
从覆盖范围上看，Wi-Fi技术、WMN技术属于局域网无线接入技术，仅覆盖35m～100m；WiMax技术、3G技术、LMDS技术、MMDS技术、集群通信属于城域网接入技术，覆盖范围在1km～54km不等，而卫星通信、点对点微波则属于广域网技术，通常用于通信主干组网建设。
从传输速率上看，点对点微波和卫星通信属于干线传输技术，不同的情况速率变化较大，而其余的技术均为接入技术，仅仅是3G技术接入速率最小，仅为384k，而其余技术均为几十M甚至上百M的速率。
从调制技术上看，其中WiFi技术、WiMax技术、WMN、3G技术均采用最新的调制技术OFDM，其余的技术均未采用OFDM调制技术。
从天线技术上看，仅仅3G和WiMax技术采用了MIMO技术，而其他技术均未采用MIMO技术；从传输环境上看，仅仅WiMax技术和3G技术支持非视距传输，其余技术均要求视距传输环境；从网络安全和QoS机制上看，WiMax技术和3G技术在这方面做得比较优秀、完善，其余的均存在较大的问题。
电力系统通信论文范文第3篇
关键词:变电运行设备;自动化技术;维护工作
随着自动化技术的发展,我国的电力系统也在广泛的引入自动化技术。因此,越来越多的无人值守电站被广泛的应用于生产工作当中。因此,要确保变电设备正常运行性,就要求做好智能化系统的维护工作,确保智能化系统的正常运行。
下文将围绕着自动化系统以及自动化系统的维护工作展开,详尽的介绍这方面的内容。
1.智能化系统
变电运行设备自动化系统是确保变电系统安全运行,提高变电设备运行经济运行水平的重要技术手段,变电运行设备的自动化系统的运行状况将直接影响变电的安全、经济、优质运行。
1.1系统构架
变电运行设备的自动化系统是以现代化的信息技术的各种智能型装置的应用为基础的,为实现设备的状态检修提供了技术支持,不过,由于国内外的各中变电站设备和监控设备的差异,这就导致了综合管理设备运行信息的难度特别大。文中的自动化系统主要涵盖了远程维护和管理的功能,其设计的基础是设备状态检修,并结合了信息处理技术和现代通信网络技术,使电力自动化设备拥有了故障示警、诊断、维护、检修等功能,有效的降低了设备维护的资金投入,同时缩短了维护周期,从而使变电设备能够更多的用于正常运行。该自动化系统能够运用现代专业通讯手段完成远程控制和在线监控、系统维护以及程序升级等,管理方便的功能有故障预警和故障诊断等自动化功能,确保了变电设备的自动化系统的稳定运行。
该变电设备自动化运行设备采用了多层结构体系,本系统的特点是开放性、灵活性和可扩展性,具体系统结构可以参考下图。
图1
本系统充分考虑了变电设备以及后台设备的复杂性,因此采用了维护界面,通信方式可以是数据网和专用光纤,支持各种应用协议。这样就能够实现数据查看、运行状况监测、设备故障预警,还有相应的诊断和维修功能。其实系统的配置是可以根据具体的情况进行不同的配备的,配置还是比较灵活的。
变电运行设备的运程维护部分主要包括了两个大部分,即通信处理和业务后台管理两部分。这里前置机和通信设备之间是有物理连接关系的,所以要有固定处理,但是数据库服务器则可以有选择的与前置机放置在一台,也可以放置在不同计算机上。该系统能够通过专线和电力数据网等网络连接方式,对厂家提供的软件进行统一管理和维护,从而实现无人作业的远程维护。
1.2系统设计
该系统主要有以下五个部门组成:网络平台、数据库、前置子系统、后台分析子系统、web服务子系统等。由于篇幅限制这里就不在对这五个部分进行一一的阐释。不过,相关内容的研究都已经比较成熟,可以参见相关的参考资料。
1.3系统功能
系统的功能主要包括了八个功能:规约处理功能、通信处理功能、异常报警功能、设备管理功能、WEB服务功能、设备健康状况分析功能、知识库管理功能、设备故障诊断分析功能等。
(1)规约处理
系统的规约处理功能是通过前置子系统实现的,前置子系统中的规约库是独立存在的,不受其他数据库的影响,规约通过独立动态库方式实现规约。
(2)通信处理功能
系统的通信软件是我们日常生活中经常见到的商业通信软件,但是由于设备运行的需要系统的,通信软件是独立于平台软件的。该系统具有独立的通信处理能力,该系统没有特殊的串口要求,也支持各种流行的网络协议。数据通信方式非常多,通信部件通常采用服务器和终端服务器结合的形式,系统连接是直接通过TCP/IP协议与前置子系统的连接。
(3)设备管理
变电设备的自动化职能系统可实现基本应用管理,主要有信息调度、参数修改、状态监测、数据存储等功能,同时还能通过信息采集板实现维护功能和后台系统维护功能。
信息采集板维护功能包括查看工作状态、内存查看修改、运行库参数修改、实时数据查看、子模块和处理器的通信转台查询和一些特殊维护,如系数整定和修改参数等。
(4)Web服务
系统的Web服务功能是以HTTP等应用协议作为基础的,系统的人机界面简明清楚,界面的编程语言和操作系统的菜单风格是一致的,操作简洁,菜单也非常清楚明晰。该系统能够实现分级管理和分权限管理的功能,无论是查询、维护或系统参数修改等权限,都可以设置密码,避免泄漏设备的数据信息,确保变电设备运行系统的安全运行。系统的知识库管理功能实现了诊断数据格式和规范的共享,大大增加了数据库的开发性。
(5)知识库管理
该系统中的专家系统是不同于传统的专家系统的,系统的知识库管理功能能够对设备运行故障和相关的数据参数进行收集,从而不断的丰富数据库的内容。
2.状态分析及故障诊断策略
系统之所以具有故障诊断处理和状态分析等功能,主要是结合了专家系统、人工智能网络系统、粗糙集理论、多智能体系同等多种诊断手段,从而实现对智能设备的运行状况分析。同时可以利用多种预算方式实现智能化设备运行状况进行预警,还能综合分析诊断故障产生的原因,并结合相关的数据信息实现最佳维护方案的设计功能。系统能够将各中不同的故障案例存入数据库,以便作为后续工作的参考依据。
我们都知道,智能化系统之所以能够实现自动处理功能,就是通过对相关的数据收集和状态监测,并以此为基础,并结合相关技术,从而实现了该系统的上述功能。系统采用的技术以及其主要环节可以参照下图。
图2
对于一些常规故障,系统能够根据相关的方案实现自动恢复功能;如果故障是其他一些故障,系统也能够提供相关的维护处理方案。不过,维护工作还是需通过专门的设备维护人员来进行确认,确保变电系统的稳定安全运行。
结论:随着我国计算机技术的不断进步和发展,越来越多的电力系统引进了职能化系统。变电运行设备的职能化技术也被广泛的应用于变电站中,实现了无人作业的 远程控制和监督功能,在很大程度上满足了现代变电站和变电系统的需求。本文通过对变电运行设备的自动化技术与维护工作的分析,比较详尽的介绍了系统的设计和其具备的系统维护功能,该系统有效的保障了变电运行设备的稳定运行。
参考文献:
[1] 高卓,罗毅,涂光瑜. 基于分布式对象技术的变电站远程维护系统[J]. 电力系统自动化, 2002,(16) .
[2] 郝晓弘,苏渊. 基于Web的变电站远程监控系统[J]. 电网技术, 2003,(07) .
[3] 郭创新,单业才,曹一家,韩祯祥. 基于多智能体技术的电力企业开放信息集成体系结构研究[J]. 中国电机工程学报, 2005,(04) .
[4] 吴钟飞. 变电站自动化系统若干问题的探讨[J]. 广东科技, 2008,(04) .
电力系统通信论文范文第4篇
关键词：变电站;自动化;通信;
中图分类号：TM76 文章编号：1674-3520（2014）-11-00-02
前言
传统变电站监控系统元件多、接线复杂，可靠性低，保护继电器主要是电磁式的，反应速度慢、精度低，特别是由于这些元件都不带有记忆功能，不能对历史事件进行有效的记录，影响事后分析故障及故障的处理时间，所以不能满足日益发展的电力系统的要求。当前，计算机技术、通信技术迅速发展，各类计算机控制技术在工业上的应用日臻完善，微机化在变电站综合自动化系统的应用已经成为发展的主要方向。
变电站综合自动化系统主要特点
变电站综合自动化系统建立在数据通信技术、计算机技术、软件技术的基础上，是一种集测量、控制、保护及远动等功能为一体的微机控制系统。变电站综合自动化系统主要是由多个微机保护单元，测量控制单元，通讯网络，后台管理机，打印机等组成，接线简单，系统可靠，适应了现代生产发展和能源管理的要求。主要有以下特点：
结构微机化：系统的的主要元件用可编程逻辑控件代替分立元件，实现了硬件软化，软件硬化，所有功能都是通过软件来实现，实现了将数据采集、数据传输、远方控制、微机保护等环节能够并列运行，运行参数、操作记录、历史记录等均可通过打印机输出。通过网络连接，实时的将数据上传到电力调度。
功能综合化：微机保护单元具有完善的测量、控制、保护功能，综合自动化系统就是利用了微机保护单元的完善功能，根据用户需要配置独立的微机保护单元，通过通讯网络将微机保护单元和后台管理机按照一定的结构形式连接起来。它可以保护除交直流电源以外的全部二次设备，微机保护代替了以继电器为主的模拟保护，监控装置（后台管理机）综合了仪表屏、操作屏、模拟屏、远动、中央信号系统和光字牌等功能，接线简单。
运行管理智能化：一般微机保护单元都有实时在线自诊断功能，可以在微机保护单元的面板上显示故障发生的时间和故障类型，保护单元通过网络将自诊断结果送到后台管理机，这样使得运行人员可以随时掌握保护单元的运行状态。由于保护单元在抗干扰方面采取了一定的措施。使得其抗干扰能力强，提高了保护的高可靠性。
操作监视屏幕化：系统将所有的操作和监视功能，通过后台管理机来实现。操作人员通过显示器全方位监视变电站运行方式和运行参数，屏幕数据取代了常规方式下的指针仪表，实时接线画面取代了模拟屏，远程遥控开关的分合闸。软件程序取代五防闭锁装置，提高了操作的可靠性，减少了人为误操作。
变电站综合自动化系统各个子系统及其基本功能
SCADA监控子系统
SCADA系统完成对各模拟量、状态量和脉冲量的采集和处理，并将处理结果以图形、表格等形式进行显示。其功能包括数据采集;事件顺序记录SOE;数据处理与记录;故障记录、故障录波和故障测距;人机联系等。
数据采集：变电站采集的典型模拟量有：进线电压、电流和功率值，各段母线的电压、电流，各馈电回路的电流及功率值。此外还有变压器的油温、直流电源电压等。变电站内采集的状态量数据主要有：变电站内各高压断路器和高压隔离开关的位置状态;变电站内一次设备运行状态及报警信号，变压器分接位置信号，无功补偿电容器的投切开关位置状态等。这些信号大部分采用光电隔离方式的开关中断输入或周期性扫描采样获得。脉冲量是指脉冲电度表输出的脉冲信号表示的电度表。
事件顺序记录SOE：变电站内各种事件信息的顺序记忆并登陆存档，如变电站内各开关的正常操作次数，发生时间;变电站内运行参数和设备的越限报警及记录，包括变电站内开关的正常变位报警，设备及运行参数的越限报警，系统保护装置的动作报警等。
数据处理与记录：数据处理的主要内容包括电力部门和用户内部生产调度所要求的数据。变电站运行参数的统计、分析与计算包括变电站进线及各馈电回路的电压和电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电量、无功电量的统计计算;日负荷、月负荷的最大值、最小值、平均值的统计分析及各类负荷报表的生成和负荷曲线的绘制等。
故障记录、故障录波和故障测距：设备或线路发生故障时，系统自动记录继电保护装置和各种装置动作的类型、时间、内容等，并提供事故追忆。
人机联系功能：屏幕显示是变电站综合自动化系统进行人机联系的重要手段之一。通过屏幕显示，可以使值班人员随时、全面地了解变电站的运行情况，屏幕显示的内容可以包括一次主接线，实时运行参数，变电站内一次设备的运行状况等;键盘输入数据如运行操作人员的代码及密码，运行操作人员密码的更改，保护类型的选择及定值的更改，报警的界限、设置与退出手动/自动设置等;人机联系是变电站综合自动化系统不可缺少的互补措施，为了防止计算机系统故障时无法操作被控设备，在设计上保留人工直接跳合闸手段和CRT屏幕操作闭锁功能，只有输入正确的操作口令和监护口令才有权进行操作控制。
微机保护子系统
微机保护是综合自动化系统的关键环节。微机保护包括全变电站主要设备和输电线路的全套保护，具体有：高压输电线路的主保护和后备保护，变压器的主保护和后备保护，无功补偿电容器组的保护，母线保护，配电线路的保护，备用电源的自动投入装置和自动重合闸装置等。作为综合自动化重要环节的微机保护应具有以下功能：
故障记录，故障自诊断、自闭锁、自恢复，并具备断电保持功能。
存储多套整定值，并能显示及当地修改整定值。
实时显示保护主要状态及统一时钟对时功能（功能投入情况及输入量值等）。
与监控系统通信功能，根据监控系统命令发送故障信息，保护装置动作信息，保护装置动作值以及自诊断信息;接受监控系统选择保护类型及修改保护整定值的命令等，与监控系统通信应采用标准规约。
安全自动控制系统
为了保障电网的安全可靠经济运行和提高电能质量，变电站综合自动化系统中根据不同情况设置有相应安全自动控制子系统，主要包括以下功能：电压无功综合控制，低频减载，备用电源自投，小电流接地选线，故障录波和测距，同期操作，声音图像远程监控。
通信管理子系统
通信功能包括站内现场级间的通信和变电站自动化系统与上级调度的通信两部分。通信子系统应使用标准的通信规约。
综合自动化系统的现场级通信。综合自动化系统的现场级通信，主要解决自动化系统内部各子系统与监控主机及各子系统间的数据通信和信息交换问题，通信范围是变电站内部。
综合自动化系统与上级调度通信。综合自动化系统兼有RTU的全部功能，能够将所采集的模拟量和开关状态信息，以及事件顺序记录等传至调度端，同时能接受调度端下达的各种操作、控制、修改定值等命令。
通信技术是变电站综合自动化的实现必需条件，有了通信技术才使得变电站的遥控、遥调、遥测、遥信功能得以实现，它是系统远动的必需纽带。
结束语
结论：变电站综合自动化系统能够提高供电质量，提高电压合格率;提高变电站的安全可靠运行水平;提高电力系统的运行，管理水平;缩小变电站占地面积，降低造价，减少总投资，减少维护工作量，减少值班员劳动，实现减人增效的目的。但是，变电站综合自动化系统依然需要大量的二次保护控制电缆，以及耗费不少的有色金属，同时，自动化的实现需要成熟的计算机技术、通信技术、软件技术的支持，这就必然要求系统具有强抗干扰能力和防病毒入侵能力以防止整个系统瘫痪。
建议：由于县级供电局的历史原因，员工技术业务水平有待提高，同时，变电站基本实现了变电站综合自动化系统的技术改造，为更好的维护管理好变电站，做好电力供应。因此，向员工普及培训变电站综合自动化系统知识是必要。
参考文献：
[1]贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理【M】.北京：中国电力出版社，2004.
[2]王显平，田勇.变电站综合自动化系统及其应用.电力建设，2003.
[3]史素华.无人值班变电站综合自动化系统研究.北京：华北电力大学（北京）硕士论文，2007.
[4]李新颜.变电站综合自动化监控系统的研究与实现.上海：上海交通大学硕士论文，2009.
电力系统通信论文范文第5篇
关键词：电能计量自动化系统电力营销应用研究
Abstract: calculation of the electric power in previous way is assigned power supply bureau meter reading personnel in the power of the users regularly copy is used to calculate the charge, the way this calculation efficiency is lower and put in resources, can't get users real-time electricity use. This paper focuses on the analysis of electric power measure to be automatic system composition and in the electric power marketing the application and effect.
Keywords: electricity measurement automation system power marketing applied research
中图分类号：C931.9文献标识码：A文章编号：
引言
随着我国社会经济和电力系统的快速发展，人们用电需求不断增大，对电力系统自动化程度的要求也越来越高，相应的传统的电能计量方式已不能满足社会的需求。同时，在电力系统中，一种新型的电能计量自动化系统正慢慢被应用。电能计量自动化系统是集现代数字通信技术、计算机软硬件技术、电能计量技术和电力营销技术为一体的用电需求侧综合性的实时信息采集与分析处理系统，其可对电网及客户端的用电情况进行实时监控和掌握，并提供市场管理、远程抄表、负荷控制、电费结算及有序用电等业务。该系统不仅减少了资源消耗和环境污染，而且还提高了企业电网经济运行管理水平和经济效益。
1 电能计量自动化系统的组成
1.1厂站电能量计量遥测系统
该系统的主要组成部分有主站系统、供电电源、采集装置、传输通道和电能量计量装置等，其中后4个部分一般装设在发电厂和变电站。该系统是一个电量数据综合应用平台，能实现对接入地网遥测系统的变电站、发电厂、馈线(包含旁路)、电能表等资料的管理。该系统还可编制关口月电量和主网线损分析报表;自动及时采集和处理电能表的表码和电压、电流、功率、月冻结电量等数据;批量数据更新等功能，且数据采集时间一般在30-60min一次，最终保证电量统计计算的准确性。
1.2大客户负荷管理系统
该系统的核心功能包括了负荷、终端的电量和远程抄表等数据。该系统运用的技术有自动控制技术、计算机技术和通讯技术，同时为了实现实时监控与管理电力负荷，该系统通过在线检测和采集客户端实时用电信息来将客户抄表与原有负荷管理系统的有机结合。该系统的组成部分有计算机系统、数据通信网络、计量表计和客户端现场终端。该系统不仅具备了厂站电能量计量遥测系统的数据采集功能，还具备了电能质量监测、交流采样、开关状态采集、负荷控制、计量异常监测等功能，且一般每隔15min数据采集一次。
1.3低压集中抄表系统
低压集中抄表系统是利用低压扩频载波、RS 485总线等通讯技术和计算机应用技术，通过通信介质自动实现小区居民电能表码、月冻结电量等电能量数据地采集、存储、传输和处理。且每隔一天采集数据一次。该系统具有减少人力资源投入和劳动强度、提高线损统计的准确性和资源利用率，使预付费功能与窃电的监控与管理有效得到实现，最终保住电费的及时回收。
1.4配变监测计量系统
配变监测计量系统的组成部分有主站系统、电力计量装置、供电电源、采集装置和传输通道等，其中后面4个部分一般装设在公用变用户侧。该系统对于主站系统与配变检测终端的通道信道及实施监测和数据采集分别是通过无线网技术及域网或农网低压配电变压器来实现的。同时，该系统可通过远方数据随时对一个终端或多个终端进行召测，并对召测数据进行分析和监控，若发现问题应及时对信息进行传递并处理。
2 电能计量自动化系统组成及基本功能
从电压等级和接入用户类型来看，电能计量自动化系统是由大客户负荷管理系统、地网电能量计量遥测系统、配变监测计量系统、低压集中抄表系统4个子系统组成。
2.1 大客户负荷管理系统。大客户电力负荷管理系统是运用通讯技术，计算机技术，自动控制技术，通过在线检测和采集客户端实时用电信息，将客户抄表与原有负荷管理系统有机结合起来，实现对电力负荷监控、管理。该系统主要由主站端计算机系统、客户端现场终端、计量表计、数据通信网络4部分组成。远程抄表和终端的电量、负荷等数据是大用户负荷管理系统的核心功能之一，为负荷管理系统提供分析数据，也为电力营销提供计费基础表码数据。系统在解除保电状态下，可以通过直接遥控终端用户，实现功率控制、月电量控制、购电量控制。
2.2 厂站电能量计量遥测系统。厂站电能量计量遥测系统是一个电量数据综合应用平台，主要由主站系统以及装设在发电厂、变电站的有关电能量计量装置、传输通道、采集装置和供电电源等组成。该系统能够对接入地网遥测系统的变电站、发电厂、馈线(包含旁路)、电能表等资料的管理，并编制关口月电量和主网线损分析报表，对电能量信息实现自动、及时的采集和处理。同时要对线路进行批量更新(即客户所属线路的调整)，批量数据更新的同时保证业务及电费数据的一致性，从而保证电量统计计算的准确。
2.3 配变监测计量系统。配变监测计量系统由主站系统和装设在公用变用户侧的有关电量计量装置、传输通道、采集装置和供电电源等组成。主要是使用无线网技术来实现主站系统与配变检测终端的通道信道，利用城网或农网低压配电变压器来实现实时监测和数据采集，通过远方数据召测可以随时对一个终端或多个终端进行召测，根据召测得到的数据，进行分析和监控，一旦发现问题及时将信息传递方便处理。
2.4 低压集中抄表系统。低压集中抄表系统是利用低压扩频载波、RS-485总线等通讯技术和计算机应用技术，通过通信介质自动实现电能量数据采集、存储、传输和处理。该系统能够在很大程度上提高线损统计的准确性，减轻人力资源的劳动强度，提高资源利用率，实现预付费功能，对于窃电现象能够得到有效的监控和管理，同时还能保证及时回收电费。
3 结论
综上所述，电能计量自动化系统实在社会需求迫切的形势下建设和应用的，其以客户为中心，具有保证供电企业有序用电、负荷控制、市场管理、电费结算、预购电、远程抄表等业务，能统计线损四分、统计供电质量、统计供售电量和客户节能评估等，它的推广与应用不仅减少了资源消耗和环境污染，而且还提高了企业电网经济运行管理水平和经济效益。
参考文献
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电力系统通信论文范文第6篇
[关键词]输电线路杆塔倾斜监测系统 zigbee和GSM技术
一、选题背景及其意义
随着科技进步及工农业的现代化发展，用电量大幅上升，对电网供电安全性、可靠性提出了越来越高的要求。架空高压输电线路是电力系统的动脉，其运行状态直接决定电力系统的安全和效益。目前我国对线路等的检测经验还较少，还没有相应的国家标准。另外随着近年来煤矿的大量开采造成形态各异的地下采空区，引起地面沉降、断裂等一系列工程地质灾害，这些采空塌陷区，大多分布广，延伸远，可造成地表输电线路基础倾斜、开裂、杆塔变形、倾倒，引起绝缘子串和地线线夹迈步，电气安全距离不够等问题，当问题扩大时容易造成倒杆断线，电气距离不够引起跳闸等事故。严重威胁输电线路的安全运行。
本论文设计的输电线路杆塔倾斜监测系统，在杆塔发生异常时，能够及时向管理中心汇报相关数据。该系统对于处在采空区的线路杆塔可以进行全天候的监测，能够及时准确的测量由于地面沉降等原因造成的杆塔倾斜角度，当杆塔顺线路或横线路倾斜角度超过预定报警值时，系统可发出报警信息，使工作人员能够及时处理危情，并且大大的减少了人工的巡视次数，提高了杆塔的安全系数。
二、国内外研究动态
近年来，随着经济的发展和社会的进步，越来越多基于网络化、模块化、智能化的系统应用在电网中。但目前我国电网智能化仅处于刚刚起步的阶段，尤其在运行状态检测环节上，和世界上先进发达国家的技术还有较大的差距。同时铁搭运行状态的稳定，是输电环节中的重中之重，因此应研究一套较为合理的杆塔运行状态监控系统，来保证输电环节的稳定。
目前国内已涉及线路监测系统的研究，例如高压输电线路绝缘子带电检测、杆塔故障在线监测、杆塔倾斜测量等。国外在这方面也有较多的研究。该系统采用移动通信网络作为数据传送媒介，为系统的数据传输提供更加简捷、便利的手段。
三、主要研究内容
本论文主要研究杆塔倾斜测量技术，传输线路周围的温度、湿度、气候检测，无线网络数据远程通讯方面的研究。
本文研究的主要内容如下：1、分析研究了倾角传感器的工作原理、GSM技术的工作原理，制定了监测仪设计的硬件和软件总体流程。2、根据监测仪设计方案，选择了该设计中的主要器件。包括倾角传感器的选择、GSM通信模块的选择、太阳能蓄电池的选择等。充分体现了监测仪设计中低成本和低功耗的要求。3、设计了硬件电路，包括微控制器ATmega64A的最小系统、电源电路、通信电路、电压电流转换电路等。4、实现了软件设计，包括系统初始化、A／D信号采集部分程序、按键中断程序等。5、在整体设计中，采取软件和硬件的方式，增强监测仪的抗干扰性和稳定性。6、通过EMC电磁兼容实验等验证了监测仪的稳定性和可行性。
四、研究方案及难点
整个系统的工作过程为：数据采集主模块根据监控中心设置好的采样间隔，定期产生数据采集命令发送到ZigBee主节点，然后由ZigBee主节点将数据采集命令广播给其他ZigBee子节点，ZigBee子节点再将数据采集命令发送给自己的数据采集模块，数据采集模块接到命令后，开始进行倾角、绝缘子拉力以及风向、风速、电源电压等数据的采集。
采集完成之后再发送给ZigBee模块，然后通过各ZigBee子节点将采集到的数据以接力的方式传送给ZigBee主节点，ZigBee主节点将各数据采集模块采集到的数据发送给数据采集主模块。最后由数据采集主模块将所有数据通过串口发送给GSM模块，由GSM模块将数据通过移动通信网络发送到监控中心的GSM模块，再通过串口发给Pc机后台。最后由Pc机完成数据的处理、存储和显示。
该系统的主要模块功能如下：
1.中央处理器。核心微处理器选用ATmega64A，它是由ATMEL公司推出的一款高性能，低功耗的8位AVR微处理器。最高处理速度可达16MHz，其芯片内部集成了大容量的Flash程序存储区和功能丰富强大的硬件接口电路。先进的RISC结构，拥有130条指令，大部分指令执行时间为单个时钟周期。
2.定时时钟模块。实时时钟芯片选用Philips公司生产的串行日历时钟芯片PCF8583.该芯片供电电压范围宽、功耗小、计时准确。
3.数据采集模块。在输电线路杆塔的运行时，数据采集模块主要进行杆塔倾角数据、绝缘子拉力数据以及风向、风速、气温、湿度，电源电压数据的采集。数据采集模块为分层次设计，有主辅之分，主模块除了在完成上述功能以外，还负责将产生的数据采集命令，以及各个节点数据的打包、处理、发送。
4.ZigBee模块。Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
5.GSM模块。GSM模块，是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。
使用ARM或者单片机通过RS232串口与GSM模块通信，使用标准的AT命令来控制GSM模块实现各种无线通信功能，它是基于ARM平台，使用嵌入式系统进行开发。有些GSM模块具有“开放内置平台”功能，可以让客户将自己的程序嵌入到模块内的软件平台中。
6.监控中心。包括GSM接收模块和后台管理软件，主要完成杆塔运行状态的实时显示、数据存储以及对于数据采集模块参数的控制。
7.电源模块。本系统包括太阳能电池板和蓄电池，主要为数据采集模块、ZigBee模块和GSM模块提供电能。
8.设计环境。硬件电路以Protel99SE(sP6)为环境进行设计，机械相关的设计以AutoCAD2006为环境进行；软件用c语言编写。
本设计中的杆塔倾角监测系统实现了低成本、低功耗，并采取zigbee及GSM无线通信的技术，实现倾角监测仪与杆塔监控中心的通信。
难点预计出现在倾角计算及程序的设计，再有系统的通信链路的安全，可靠；数据库的安全，主要是权限管理和数据备份。
五、预期成果和可能的创新点
文章论述的铁塔倾斜实时监测系统测量精度高、实时性好、运行成本低。该系统在实际运行过程中拥有较强的可靠性、稳定性具备在恶劣的环境下持续正常工作的能力，保证较长的使用寿命；系统进行操作时，无需记忆复杂的工作指令，应具有美观有好的人机界面；工作人员可以远程对系统进行控制、管理、维护，无需人员到现场。系统通过对塔身状态信息的综合在线监测，实现了倾角状态的全记录并起到预警，告警的功能便于提前采取有效措施，确保电网及通信网络的安全运行。从实际运行结果看系统是一种有效的监测铁塔倾斜的系统，有广阔的应用前景。创新点：为了以后对本系统的功能进行扩展，系统预留一些模拟量输入接口；通讯方式的扩展，支持短信息。
参考文献：
[1]刘君华.现代检测技术与测试监测仪设计[M]西安：西安交通大学出版社，2001
电力系统通信论文范文第7篇
论文关键词:微机保护故障抗干扰
论文摘要:文章结合笔者多年实际工程经验,介绍了我国微机继电保护技术的特点,针对目前我国微机保护的常见故障和抗干扰技术进行了分析,对微机继保未来的发展提出了相关看法。
继电保护技术主要是针对电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策的反事故自动化措施。当电力系统发生故障或异常工况时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或发出信号由值班人员消除异常工况根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响,其重要性可见一斑。
微机继电保护指的是以数字式计算机(包括微型机)为基础而构成的继电保护。微机保护装置硬件包括微处理器(单片机)为核心,配以输入、输出通道,人机接口和通讯接口等。该系统广泛应用于电力、石化、矿山冶炼、铁路以及民用建筑等。
本文根据笔者多年实际工程经验分析一下电力系统微机继电保护技术的技术特点、现状和发展趋势。
1.主要技术特点
研究和实践证明,与传统的继电保护相比较,微机保护有许多优点,其主要特点如下[1]:
(1)改善和提高继电保护的动作特征和性能,动作正确率高。主要表现在能得到常规保护不易获得的特性;其很强的记忆力能更好地实现故障分量保护。
(2)可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等,可以方便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。
(3)由软件实现的动作特性和保护逻辑功能不受温度变化、电源波动、使用年限的影响。
(4)简洁可靠地获取信息,通过串行口同PC通信就地或远方控制。
(5)采用标准的通信协议(开放的通信体系),使装置能够同上位机系统通信。
2.常见故障分析
(1)硬件故障
主要有:按键失灵、显示屏显示不正常、插件损坏等等。
可能的原因有:运行时间太久使得按键机械部分接触不良导致按键失灵,或者是设备内部连接线损坏导致按键失灵;显示屏液晶面板受潮或受到损坏,显示芯片损坏;插件问题可能是插件电路电容长时间运行损坏,电源芯片损坏等原因造成。
(2)软件故障[1]
某变电所主变压器采用的是WBZ-1201D,保护运行时,所有报告均由人机对话模件收集显示或打印机输出。在运行过程中,出现过这种情况而无法解决:保护屏上显示“有报告”,但人机对话模件上未显示“报告”内容,且打印机亦未工作。
(3)安装问题[2]
安装保护设备时要注意防高压。安装时要找厂家协商,在保护装置入口或适当的地方安装防高压装置,防止高压电窜入低压回路,烧毁插件板。鹤矿热电厂就曾烧坏过三个插件板。
在二次回路接线时要将电流互感器的二次接线和微机保护内的二次接线一并考虑,否则可能出现电流互感器二次开路现象。有时厂家来的高压开关柜电流互感器的内部接线已经完成,但个别出现反极性的情况,进而出现保护误动,所以在调试时开关柜内部接线也应检查。
3.抗干扰
继电保护的抗干扰是指继电保护装置在投入实际运行时,既不受周围电磁环境的影响,又不影响周围环境,并能按设计要求正常工作的能力。
按干扰的形态可分为共模干扰、差模干扰两种。共模干扰发生于保护装置电路中某点各导线对与接地或外壳之间的干扰;差模干扰是发生在电路各导线之间的干扰,是与信号传递途径相同的一种干扰。保护装置接收这种干扰的能力和接收信号的能力完全相同。
按干扰的危害性可分两种,一是引起保护装置不正确动作的干扰,低频差模常属于这一类。二是引起设备损坏的干扰。由于高压网络的操作或雷电引起的高频振荡,最容易造成保护装置元件和二次回路的损坏。这种干扰常属于共模干扰。
减少各种干扰对继电保护或其它二次设备影响,可以考虑采取以下措施。(1)硬件抗干扰
屏蔽和隔离相结合。电磁屏蔽是通过切断电磁能量从空间传播的路径来消除电磁干扰的。保护柜用铁质材料做成,以实现对电场和磁场的屏蔽,在电场很强的场合,可以考虑在铁壳内加装铜网衬里或用铝板做屏蔽体。隔离既可使测控装置与现场保持信号联系,又不直接发生电的联系。
(2)软件抗干扰
接入RC滤波器。对于微机保护,在印制板布线设计时应使强、弱信号电路之间有一定的距离,避免平行,在每芯片的电源与零序之间应加抗干扰电容,在交流和直流入口处应接入RC滤波器等。
对外部二次回路的设计采取必要的抗干扰措施。如降低干扰源和干扰对象之间的耦合电容和电感;降低屏蔽层的阻抗值;降低二次回路附近的电气值等等。
此外,保护装置的模拟输入量之间存在着某些可以利用的规律。如果由于干扰导致输入采样值出错,可以取消不能通过检查的采样值,等干扰脉冲过去,数据恢复正常后再恢复工作。
4.微机保护的发展
微机保护装置在国内应用已有近二十年历史了,微机保护产品的发展也经历了几代,可以说,无论是国际品牌或国内知名厂家,其保护产品从原理到生产技术都已经非常成熟了。但是这些微机继保装置还是或多或少的存在一些缺陷,时代的发展,技术的进步,对微机保护也提出了更高的要求。
(1)更趋自动化、智能化
随着我国智能电网概念的提出和相关技术标准的制定,智能电网相应配套的关键技术和系统也需要加快研发速度。
对于继电保护技术来讲,一方面,可以深入挖掘智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划模糊逻辑等在微机保护方面的应用前景,将技术转化为生产力,以解决常规技术难以解决的实际问题。
(2)提高微机保护的设备管理和事件记录功能
现在的微机保护,除了应完成保护、测控、通信一体化功能外,还应能提供被保护设备的日常管理和事件记录。这些设备管理包括断路器的分闸、合闸次数,累计故障次数、断路器动作时间监视、断路器开断电流水平,断路器触头寿命、设备累计停电时间、设备累计运行时间、设备检修记录、分区段平均负荷电流、日最大负荷电流、日平均负荷电流、累计电度等。对变压器保护测控装置,如果有油温、压力等模拟量接入,还可进一步监视变压器的其它运行工况。
5.结语
随着我国智能化电网建设的一步步深入,变电站综合自动化技术的提高,数字式微机测控保护装置逐渐取代了传统模式,同时由传统的保护、测控单一实现方式向整合型转化即在同一平台上实现微机保护、测量监控及设备的管理和传动。
可以预见,未来的微机保护系统将会使更加人性化、自动化、智能化,将会为确保我国电力系统的安全稳定运行,确保国民经济的快速持续增长发挥更大的作用。
参考文献:
电力系统通信论文范文第8篇
关键词：创新教育；信息安全；电力特色
作者简介：王勇（1973-），男，河南确山人，上海电力学院计算机科学技术学院信息安全系，教授；周林（1968-），男，浙江宁波人，上海电力学院计算机科学与技术学院信息安全系，副教授。（上海 200090）
基金项目：本文系上海电力学院重点教改基金项目（项目编号：20121307）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）09-0024-02
信息安全专业的创新能力培养是国内相关高校新开专业所面临的重要问题。根据各个学校的自身特点，创新特色各有不同，上海电力学院的信息安全专业要在具有电力特色的基础上培养具有普适专业知识的应用型人才。[1]公安系统高校在培养信息安全人才的时候要强调该专业知识在取证和侦破领域的特色应用。[2，3]创新的基础要培养实践能力，特别是工程技术人才，只有在实践中才能对技术有深刻的认识，学习知识，发现问题，提出新问题，解决问题，初步具有创新能力。[4-6]
然而当前信息安全专业学生普遍具有行业背景特殊不明显，自学能力、创新能力、论文撰写能力比较薄弱的状态。根据上海电力学院信息安全专业特点，我们在实践中总结了创新能力培养的模式。
一、存在的问题
1.电力特色不明显
我们的专业定位是培养具有电力特色的信息安全应用型人才。虽然本专业建设了电力网络安全实验室，配置了电力专用网络安全设备，但是在教学大概上对电力特色的信息安全课程涉及不多。需在认知实践、科创、毕业设计环节中增加电力信息安全的相关内容。
2.自学能力薄弱
由于信息安全专业知识更新速度非常快，就需要老师和学生不断更新知识。而获取知识最快捷的途径就是自学。但是大学生从高中阶段转变过来后，还不适应大学教育。很多上课认真听课，课下不预习和自学的学生，发现很多知识都听不懂。这是因为信息安全领域知识面很宽，知识量较大，没有课前预习仅依靠上课的短暂时间是不够的。
但是当前学生学习主动性比较差，自学能力较低。这种现象在信息安全专业里面尤其突出。也不排除有些对信息安全有浓厚兴趣的学生，他们会主动学习新的知识，具有较强的自学能力。这样的学生在一个班级里面，处于金字塔的顶端，平均每个班级大概占10%左右。剩余的学生在自学能力方面均需要提高。
3.缺乏创新意识
在缺乏自学能力的情况下，掌握多学科交叉的信息安全专业知识就比较困难。在学习过程中会遇到很多需要解决的新问题，寻求解决新问题的创新思路就更显得薄弱。自学是要求学生能够主动学习课堂要求的预习任务，而创新意识是要求学生能发现新问题，网络搜索解决方案，并在实践中验证这些技术。
自学能力是创新意识的基础，而提高学习兴趣是解决这两个方面缺失的关键措施。
4.论文撰写能力差
在撰写实验报告过程中，发现工科学生的语言表达能力普遍较低，很多有口语化的表述，而且存在条例不清晰，逻辑不紧密，摘要内容与论文无关，实验结果分析不足等诸多问题。这是由于在高中阶段没有要求学生撰写过科技论文，也没有进行过相关培训。在大学期间，由于自学能力和创新能力的薄弱，导致实验无法独立完成，这样更加没有信心撰写实验报告，对于科技论文就更没有兴趣。
总之，信心安全专业所面临的创新人才培养存在的难题，主要表现在自学能力薄弱、缺乏创新意识、论文撰写不规范等。这三个问题是具有相互连贯性的。自学能力薄弱导致掌握新知识能力差，就缺乏发现问题、解决新问题的能力，自然无法完成论文的撰写工作，更没有心思关心论文格式方面的要求。
二、问题存在的原因
在查找根源的时候，不要把所有责任都推到学生身上，要从专业特点、学校的专业定位、培养方案、就业形势等诸多方面进行综合考虑。
1.电力特色的专业定位
上海电力学院的信息安全专业依托电力行业为背景，培养具有信息安全一般技能的专业技术人才。电力行业虽然对信息安全有很高要求，但是该行业内，对信息安全的岗位需求缺很少，电力系统的安全保障技术，基本上做运营维护，技术开发的工作集中在电力科学研究院。因为电力行业需求不高，所以还需要全面教授信息安全技术。
在这样的专业定位的基础上，培养方案中就需要涉及很多专业科目，并且针对不同的就业需要引导学生自学掌握更多特殊技能。
2.多学科融合的专业
信息安全专业是计算机科学与技术、信息与通信工程、数学等多学科的交叉学科，该专业属于多学科融合，因此要求学生不能偏科，需要学生有很强的数学基础、编程能力，甚至会涉及到通信技术。这样的学科对学生综合能力有很高要求。
该专业还具有很强的实效性。工程技术类比理论技术更新更快。有的新技术出现后，不到半年就被淘汰。这导致教程严重滞后当前最新技术，需要教师不断更新专业知识，而且也需要学生具有自学能力和创新意识。
该专业的多学科交叉和知识的快速更新，给教和学都带来了很大压力，对学生自学能力、创新能力就有更高的要求。
3.突出技术的理学培养方案
因为上海电力学院的专业规划的需要，信息安全专业定位成理学专业，这样需要更加突出理论知识的学学分。理论课的增加自然相对减少了课程实验内容。现有的信息安全培养方案中，课时数相对比较很多，留给学生自学的时间较少。虽然集中实践课程达到32学分，640学时，但是专业课的上课与上机实践比例基本上是2∶1，学生实践机会还是低于听课时间。这样在上机的时候，就会有很多学生动手能力比较差。
4.不同地域生源
信息安全专业不属于上海电力学院电力特色的专业，因此在招生的时候，对学生的吸引力不如其他特色专业。招生面向全国招生，外地生源考分在当地一般都超过一本分数线，上海属于二本。外地生源学生入校后，难免会有心理落差，但是学习还是比较用功的。上海生源计算机基础一般较好，但在最近计算机普及率增大的情况下，上海生源的计算机优势就不太明显了。
生源的特点决定了信息安全专业学生在班级里面两极分化严重。想学的学生主要是对信息安全有浓厚兴趣，或者打算考验或者考证。一般考研的学生在研究生考试的压力下，专业技术能力又不会特别突出。
5.就业形势带来的机遇与挑战
信息安全专业2013年是第一年毕业，正赶上我国设立国家安全委员会，对信息安全的重视程度上升到国家安全层面。这在宏观上促进了就业。信息安全的运营维护需求在知名企事业单位中有重要需求，但是由于这样的岗位流动性不强，岗位数量并不多，在客观上说明市场并不大。
信息安全技术开发类工作集中在国内很少的几家信息安全企业，或者是大型企业的研发部门，对信息安全的编程技术和理论水平均有较高要求。在当前就业形势下，上海电力学院培养的信息安全专业人才的就业将会面临考验。有机遇也有挑战，而且就业的好坏会直接影响到信息安全招生工作。
三、信息安全专业创新人才培养模式
当前信息安全专业创新人才培养还面临许多难题，这些难题存在有其客观的外部因素，也有学生自身原因，在当前机遇和挑战并存的形式下，我们探索了一套信息安全专业创新人才培养模式。
1.优化实践教学体系
上海电力学院2014年了建立实践教学体系的通知，让我们这两年努力做的实践教学工作有了更大的发展空间。其中包括“打破集中实践教学的固定期末两周的限制，实现集中实践教学贯穿全学期。以本专业主干课程链内容为依托的，结合理论教学和现场实际的6-8周的大型综合课程设计”。
现阶段集中实践是32学分，平时大学生科创工作并没有计算学生的学分。但是信息安全系把科创题目作为毕业设计题目，很大程度上提高了学生参加科创的积极性。
专业比较突出的学生有的开始有创业打算。有的是因为家庭的创业经历，或是被当前创业政策的吸引。为了促进就业，我们在日常科创指导中，鼓励有潜力的学生申请专利，申请创业启动资金，开创公司。但是学生对于创业还有诸多顾虑，还有学分和考勤方面的约束，真正创业的学生却很少。不过这样的思想传输给了学生，对于其将来毕业就业会产生积极影响。
2.电力特色实践培养
在电力特色的专业定位下开展了电力特色实践培养。利用电力信息安全实验室的软硬件环境，让学生对电力系统通信安全设备有了初步认识。在科创和毕业设计环境增加了电力信息安全的相关内容，在大学生暑假实习期间，教师推荐动手能力强的学生到电力公司从事电力信息安全设备的安装和配置工作，让学生对电力信息安全有深刻的现场经验。由于电力信息安全还设计到许多工业控制系统安全内容，根据我校特点，在科创和毕业设计环节中也增加了工业控制系统安全的相关内容，让部分学生了解了工业控制系统中基本的西门子PLC控制系统的设计方法，了解了Stuxnet工业控制病毒的工作原理和防御措施。
3.自学能力培养方法
增加一定数量考查课的大作业的比例，要求学生每个学期完成一份综合性报告，根据老师的大作业要求，查阅文献，学习知识，分析问题，解决问题。增加平时作业中的需要查阅资料才能解决的内容，让学生不仅学会利用课堂知识解决问题，而且还需要到图书馆和网络上查找资料，相互讨论后才能解决，通过这样的过程锻炼学生的自学能力。
4.创新能力培养方法
在实验过程中，要求学生实验报告中，必须有实验总结内容。这样可以记录验证类的实验过程中出现的问题及解决的问题过程，为论文中实验结果的分析奠定基础。增加英文论文摘要撰写的基本要求，培养学生写好英语摘要，理解摘要主要内容包括论文的研究意义、采用的方法、解决的问题、结论的分析等内容。
在毕业设计环节中，对学生论文撰写能力提出更高要求，要求严格按照上海电力学院论文格式规范撰写论文，对论文中的图表编号、参考文献的引用格式、综述的撰写、方案的描述、实验结果的分析等诸多方面进行规范要求。
四、结果与分析
通过创新人才培养模式中的诸多措施，在提高学生创新能力方面产生了积极影响，不仅将理论紧密联系实际，更培养了学生的创新精神和实践能力。有8人次参加了ACM程序设计大赛并获得二等奖和三等奖。学生潘佳亮在中国核心期刊（遴选）《现代计算机》《较高安全性能信息系统的构建》，陈正卿的论文《HTTP拆分攻击及相关组合攻击》已被中文核心期刊《计算机应用研究》录用。李中平的论文《Android手机远程控制关键技术分析》在中文核心期刊《计算机应用与软件》上发表。
虽然创新人才培养模式取得了一定的成绩，但是还没有孵化出一个科技型企业，学生英文论文水平还有待进一步提升。
五、结语
通过对信息安全专业的创新人才培养教改，提高了信息安全专业学生自学能力、创新能力、论文撰写能力。在取得一定成绩的同时，也发现创新人才培养，不仅是教育方式的改革，传统学习方式的改变，更需要从教学体系上促进以创新教育为目的实践教学体系建设。
参考文献：
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