關鍵詞：熱電廠設備；熱工保護；可靠性意義
0、引言
熱工保護作為發電廠至關重要的核心技術之一，在近幾年得到快速提升，這在一定程度上為機組的安全穩定運行提供了保障，但是在機組的實際運行過程中，不可控的因素時常發生，使得熱工保護出現誤動，造成機組停機，這不僅給企業的運營帶來額外損失，還會因危脅電網穩定而產生負面影響。
1、提高熱工保護系統可靠性的意義
熱工保護系統是火力發電機組不可缺少的重要組成部分，熱工保護的可靠性對提高機組主輔設備的可靠性和安全性具有十分重要的作用。熱工保護系統的功能是當機組主輔設備在運行過程中參數超出正常可控制的範圍時，自動緊急聯動相關的設備，及時採取相應的措施加以保護，從而軟化機組或設備故障，避免出現重大設備損壞或其他嚴重的後果。但在主輔設備正常運行時，保護系統因自身故障而引起動作，造成主輔設備停運，稱為保護誤動，並因此造成不必要的經濟損失；在主輔設備發生故障時，保護系統也發生故障而不動作，稱為保護拒動，並因此造成事故的不可避免和擴大。
隨着發電機組容量的增大和參數的提高，熱工自動化程度越來越高，尤其是伴隨着DCS分散控制系統在電力過程中的廣泛應用和不斷髮展，DCS控制系統憑藉其強大的功能和優越性，使機組的可靠性、安全性、經濟性運行得到了很大的提高。但由於參與保護的熱工參數也隨着機組容量的增大而越來越多，發生機組或設備誤動或拒動的機率也越來越大，熱工保護誤動和拒動的情況時有發生。因此，提高熱工保護系統的可靠性，減少或消除DCS系統失靈和熱工保護誤動、拒動具有非常重要的意義。
2、熱工保護誤動和拒動的原因分析
熱工保護誤動、拒動的原因大致可以概括為：DCS軟、硬件故障；熱控元件故障；中間環節和二次表故障；電纜接線短路、斷路、虛接；熱控設備電源故障；人為因素；設計、安裝、調試存在缺陷。
2.1DCS軟、硬件故障隨着DCS控制系統的發展，為了確保機組的安全、可靠，熱工保護里加入了一些重要過程控制站（如：DEH、CCS、BMS等）兩個CPU均故障時的停機保護，由此，因DCS軟、硬件故障而引起的保護誤動也時有發生。主要原因是信號處理卡、輸出模塊、設定值模塊、網絡通訊等故障引起。
2.2熱控元件故障因熱工元件故障（包括温度、壓力、液位、流量、閥門位置元件、電磁閥等）誤發信號而造成的主機、輔機保護誤動、拒動佔的比例也比較大，有些電廠因熱工元件故障引起熱工保護誤動、拒動甚至佔到了一半。主要原因是元件老化和質量不可靠，單元件工作，無宂餘設置和識別。
2.3電纜接線短路、斷路、虛接電纜接線斷路、斷路、虛接引起的保護誤動主要原因是電纜老化絕緣破壞、接線柱進水、空氣潮濕腐蝕等引起。
2.4設備電源故障隨着熱控系統自動化程度的提高，熱工保護中加入了DCS系統一些過程控制站電源故障停機保護。因熱控設備電源故障引起的熱工保護誤動、拒動的次數也有上升的趨勢。主要原因是熱控設備電源接插件接觸不良、電源系統設計不可靠導致。
2.5人為因素因人為因素引起的保護誤動大多是由於熱工人員走錯間隔、看錯端子排接線、錯強制或漏強制信號、萬用表使用不當等誤操作等引起燒損。
2.6設計、安裝、調試存在缺陷許多機組因熱控設備系統設計、安裝、調試存在質量缺陷導致機組熱工保護誤動或拒動。
3、完善熱工保護的原則與措施
3.1尊重原熱工保護設計原有的熱工保護項目是設備廠家經多年的研究和實踐設計出來的，較為成熟，電廠作為設備的使用者在徵得廠家同意前不應隨意對其進行更改、更不能進行刪減，只能進行補漏和完善。
3.2建立設備試運記錄對重要熱工保護系統所用的硬件設備實行跟蹤記錄制度。熱工保護系統的可靠性與系統硬件設備的可靠性直接相關，所以必須保證系統硬件設備的可靠性，尤其是保護出口卡件的可靠性，常規的做法是每次保護投入運行前對檢測元件及卡件進行校驗，確認合格就可以使用。但是實際應用中還是會出現校驗合格的檢測元件或卡件在運行中故障造成設備誤動的事件。這是因為熱控設備尤其是電子設備對環境和安裝要求比較苛刻，不認真的安裝以及無有效的產品保護都會造成故障的出現，有些特殊的故障還會很隱祕的存在，所以很可能將事故隱患忽視。基於此類情況出現的可能，在調試運行中只有做好記錄，嚴格跟蹤保護系統校驗的每一個過程，才能有效避免事故的發生。
3.3在熱控系統中，儘可能地採用宂餘設計過程控制站的電源和CPU宂餘設計已成為普遍，對一些保護執行設備(如跳閘電磁閥)的動作電源也應該監控起來。對一些重要熱工信號也應進行宂餘設置，並且對來自同一取樣的測點信號進行有效的監控和判斷，同一參數的多個重要測點的測量通道應佈置在不同的卡件以分散由於某一卡件異常而發生危險，從而提高其可靠性。重要測點就地取樣孔也應該儘量採用多點並相互獨立的方法取樣，以提高其可靠性，並方便故障處理。一個取樣，多點並列的方法有待考慮改進。總之，宂餘設計對故障查找、軟化和排除十分快捷和方便。
3.4儘量採用技術成熟、可靠的熱控元件隨着熱控自動化程度的提高，對熱控元件的可靠性要求也越來越高，所以，採用技術成熟、可靠的熱控元件對提高DCS系統整體可靠性有着十分重要的作用。根據熱控自動化的要求，熱控設備的投資也在不斷地增加，切不可為了節省投資而“因小失大”。在合理投資的情況下，一定要選用品質好、運行業績佳的就地熱控設備，以提高DCS系統的整體可靠性和保護系統的安全性。
3.5對保護邏輯組態進行優化在電廠中，温度高保護是主輔機設備保護的必不可少的一項重要保護。由於温度元件受產品質量、接線端子鬆動、現場環境等各種因素的影響，在運行一定週期後極其容易導致信號波動，從而引起保護誤動現象的發生。針對此，可在温度保護中增加加速度限制(壞質量判斷)，具體措施為：對温度保護增加速率限制功能，當系統檢測到温度以≥20℃/s的速率上升時，即閉鎖該温度保護的動作，並且在DCS系統畫面上報警，同時通知檢修人員進行排查故障。這樣通過優化保護邏輯組態，對提高保護系統的可靠性、安全性，降低熱控保護系統的誤動、拒動率具有十分重要的意義。
3.6提高DCS硬件質量和軟件的自診斷能力。
3.7對設計、施工、調試、檢修質量嚴格把關。
3.8嚴格控制電子間的環境條件。
3.9提高和改善熱控就地設備的工作環境條件。
如：就地設備接線盒儘量密封防雨、防潮、防腐蝕；就地設備儘量遠離熱源、輻射、干擾；就地設備應儘量安裝在儀表櫃內，必要時還應對取樣管和櫃內採取防凍伴熱等措施。超級祕書網
3.10嚴格執行定期維護制度做好機組的大、小修設備檢修管理，及時發現設備隱患，使設備處於良好的工作狀態。做好日常維護和試驗。停機時，對保護系統檢修徹底檢修、檢查，並進行嚴格的保護試驗。
4、結語
隨着電力事業和高新技術的快速發展，發電設備日趨高度自動化和智能化，系統的安全性、可靠性變得日益重要。雖然，無論多麼先進的設備，都不可能做到絕對可靠。但對熱工保護系統在技術上、管理制度上應採取相應的措施後，可以極大地提高熱工保護的可靠性，從而提高機組的安全性和經濟性。
參考文獻：
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理論聯繫實際，在實踐工作中檢驗理論、提升理論，是企業對畢業生的要求。理論指導實踐，在實踐工作中運用科學的理論指導實踐，是企業對工程技術人員的要求。作者曾在電力系統就職，體會比較深刻。對於變電站而言變壓器檢修經常要做空載和短路試驗，工程上變壓器空載試驗方法採用調壓器在低壓側加壓，空載容量應小於調壓器容量的50％，試驗電流為額定電流的1‰～1%,以測量變壓器的鐵損。一般電力變壓器在額定電壓時，空載損耗約為額定容量的0.1%~1%。變壓器短路試驗用自耦變壓器調節原邊電壓，原邊電流達到額定值時，測量變壓器銅損。通常電力變壓器在額定電流下的短路損耗約為額定容量的0.4%~4%。通過親自動手做壓器空載、短路試驗及觀察實驗現象，聯繫《電路》、《電機學》中關於變壓器的相關知識，加深了對變壓器的學習與理解。發電廠自動化控制是電力系統的發展趨勢與要求，已投產和在建的大型發電廠的自動化控制水平非常高，已達到“無人值守，少人值班”管理模式。發電機組的自動開停機、自動同期併網技術驗證了《自動控制理論》、《繼電保護》等相關理論知識。在電力系統工作的4年中，筆者的理論知識在工作實踐中不斷得到深化和提升。
2電力系統工作經歷對電氣工程本科教學起到的積極作用
2.1教材選用目的更加明確
教材是高校實施培養計劃的重要介質，直接影響着教學質量和人才。高質量、合理化的教材是提高教學質量與水平、完成人才培養計劃與目標的保證。作者在施教時參照自身的工作經驗，選用更具有方向性與實踐性的教材，提高畢業生與企業之間的契合度。智能電網、數字化電站是電力系統的發展趨勢，其要求電網信息化、自動化程度更高。因為這一目的，可編程控制器（ProgrammableLogicController，PLC）被廣泛應用到電力系統中，目前國內應用的PLC有西門子（SIEMENS）公司生產的S7系列、施耐德公司生產的Quantum等系列、三菱公司生產的FX3G系列等。隨着日系PLC退出中國市場，西門子PLC被普遍應用於電力系統自動化控制。例如三峽電廠、葛洲壩電廠、溪洛渡電廠等大型水電站使用PLC對發電機組、輔助設備系統等設備進行控制。因此在向電氣工程與自動化專業教授《電器與可編程控制器》這門課程時，應該選用以西門子PLC為基礎講述電廠及電網自動化控制的教材，教學內容更接近電力系統工作實踐，使電氣工程及自動化專業畢業生在走上工作崗位時具有更強的適應能力。
2.2培養學生更具有方向性
現代電力企業對高校畢業生有着嚴格的職業要求。紮實的專業能力、較強的實踐動手能力以及必要的公文寫作能力是畢業生就職於電力企業所必須具有的素質。電力系統設備分為一次設備、二次設備兩大類。就發電廠而言，從事電氣一次設備的檢修、維護及管理工作需要畢業生熟練掌握《發電廠電氣主系統》、《電力系統繼電保護》、《電機學》等專業課程的內容，熟悉電機、開關電器、載流導體、電抗器、補償設備、避雷器、繼電保護系統相關知識，這些是為適應發電廠工作而儲備的理論知識。從事電氣二次系統工作的畢業生則必須重點掌握《自動控制理論》、《電力系統繼電保護》、《電子技術》、《電器與可編程控制器》的相應內容。因此擁有紮實、豐富的專業知識來服務電力企業，是電氣工程及自動化專業的培養目標。實踐動手能力在促使畢業生快速融入到企業生產工作中扮演着積極、重要的作用。發電廠電氣設備維修工作需要畢業生有較強的電氣二次配線、佈線及PLC編程能力。發電廠中大量佈置電氣二次控制盤櫃，實際的檢修與維護工作需要高強度的控制迴路佈線與配線工作，電力系統高度自動化則需要畢業生具備基於PLC的自動化程序讀寫能力。公文寫作能力是現代化大型企業對職工的基本要求。我國各級電力系統的運營、管理、維護已經實現了規範化、制度化、標準化。實際的工作中需要職工撰寫大量的公文，例如對發電廠而言，每個月要寫電廠運營報告、機組檢修報告、技術改造方案等，特別是實行工作票制度後，每天都要寫設備缺陷處理報告及巡檢報告。這些工作要求職工具有一定的公文寫作能力。對於畢業生而言，必要的公文寫作能力在求職及就職中有着不可替代的優越性。
2.3將工作經驗融入教學
將寶貴的工作經歷融於課堂教學，可極大地豐富教學內容，提高學生的學習興趣。作者講述《電路》第十一章時，結合自己的工作經歷深入淺出地講述了變壓器的原理、空載和短路實驗，使學生更好地理解和掌握課堂內容。在講述《電器與可編程控制器》時，以發電廠開停機控制流程、輔助設備自動化控制流程為例，將專業課程學習與電廠實際工作緊密結合起來，以培養更適合企業要求的應用型人才。
2.4將企業中應用的前沿技術帶進課堂
隨着數字化電站、智能電網的建設，大型發電機組實現併網發電，狀態檢測技術投入使用，開始對1000KV特高壓技術進行實驗研究。電力系統的發展日新月異，設備更新速度非常快。電氣工程自動化專業的教學應當將當前電力系統的先進技術、發展趨勢帶進課堂，在豐富教學內容的同時，增加學生對前沿技術的求知興趣。筆者從事過175MW、770MW水電機組的自動化控制系統改造及維修工作，巨型水電廠廠用電系統運行及維護工作，水電機組狀態檢測與故障診斷系統的組建與維護工作。其中770MW發電機組自動化控制技術、巨型水電組狀態檢測與故障診斷技術都是當前電力系統的前沿技術。將這些知識帶進課堂，有利於學生充分認識本專業的發展動向與趨勢，積極地規劃自己的職業發展方向。
3結語
加強電氣工程及自動化專業實踐教學是電力系統企業對高校的要求，是培養應用型電力人才的核心內容。專業教師（特別是具有工作經驗的專業教師）在實踐教學中起着極其重要的作用。對於筆者而言，如何將工作經驗轉化為教學能力，特別是實踐教學能力，如何將工作經驗與電氣工程及自動化專業人才培養完美結合，培養更具適應性的應用型人才，以滿足電力系統企業的要求，還有很多工作需要做，還需要很長時間的摸索。
[論文摘要]簡單回顧模糊控制、神經網絡控制、專家系統控制、線性最優控制、綜合智能控制等典型智能技術在電力系統自動化中的運用。
電力系統是一個巨維數的典型動態大系統，它具有強非線性、時變性且參數不確切可知，並含有大量未建模動態部分。電力系統地域分佈廣闊，大部分元件具有延遲、磁滯、飽和等等複雜的物理特性，對這樣的系統實現有效控制是極為困難的。另一方面，由於公眾對新建高壓線路的不滿情緒日益增加，線路造價，特別是走廊使用權的費用日益昂貴等客觀條件的限制，以及電力網的不斷增大，使得人們對電力系統的控制提出了越來越高的要求。正是由於電力系統具有這樣的特徵，一些先進的控制手段不斷地引入電力系統。本文回顧了模糊控制、神經網絡控制、專家系統控制、線性最優控制、綜合智能控制等五種典型智能技術在電力系統中的運用。
一、模糊控制
模糊方法使控制十分簡單而易於掌握，所以在家用電器中也顯示出優越性。建立模型來實現控制是現代比較先進的方法，但建立常規的數學模型，有時十分困難，而建立模糊關係模型十分簡易，實踐證明它有巨大的優越性。模糊控制理論的應用非常廣泛。例如我們日常所用的電熱爐、電風扇等電器。這裏介紹斯洛文尼亞學者用模糊邏輯控制器改進常規恆温器的例子。電熱爐一般用恆温器（thermostat）來保持幾擋温度，以供烹飪者選用，如60，80，100，140℃。斯洛文尼亞現有的恆温器在100℃以下的靈敏度為±7℃，即控制器對±7℃以內的温度變化不反應；在100℃以上，靈敏度為±15℃。因此在實際應用中，有兩個問題：①冷態啟動時有一個越過恆温值的躍升現象；②在恆温應用中有圍繞恆温擺動振盪的問題。改用模糊控制器後，這些現象基本上都沒有了。模糊控制的方法很簡單，輸入量為温度及温度變化兩個語言變量。每個語言的論域用5組語言變量互相跨接來描述。因此輸出量可以用一張二維的查詢表來表示，即5×5=25條規則，每條規則為一個輸出量，即控制量。應用這樣一個簡單的模糊控制器後，冷態加熱時躍升超過恆温值的現象消失了，熱態中圍繞恆温值的擺動也沒有了，還得到了節電的效果。在熱態控制保持100℃的情況下，33min內，若用恆温器則耗電0.1530kW·h，若用模糊邏輯控制，則耗電0.1285kW·h，節電約16.3%，是一個不小的數目。在冷態加熱情況下，若用恆温器加熱，則能很快到達100℃，只耗電0.2144kW·h，若用模糊邏輯控制，達到100℃時需耗電0.2425kW·h。但恆温器振盪穩定到100℃的過程，耗電0.1719kW·h，而模糊邏輯控制略有微小的擺動，達到穩定值只耗電0.083kW·h。總計達100℃恆温的耗電量，恆温器需用0.3863kW·h，模糊邏輯控制需用0.3555kW·h，節電約15.7%。
二、神經網絡控制
人工神經網絡從1943年出現，經歷了六、七十年代的研究低潮發展到現在，在模型結構、學習算法等方面取得了大量的研究成果。神經網絡之所以受到人們的普遍關注，是由於它具有本質的非線性特性、並行處理能力、強魯棒性以及自組織自學習的能力。神經網絡是由大量簡單的神經元以一定的方式連接而成的。神經網絡將大量的信息隱含在其連接權值上，根據一定的學習算法調節權值，使神經網絡實現從m維空間到n維空間複雜的非線性映射。目前神經網絡理論研究主要集中在神經網絡模型及結構的研究、神經網絡學習算法的研究、神經網絡的硬件實現問題等。
三、專家系統控制
專家系統在電力系統中的應用範圍很廣，包括對電力系統處於警告狀態或緊急狀態的辨識，提供緊急處理，系統恢復控制，非常慢的狀態轉換分析，切負荷，系統規劃，電壓無功控制，故障點的隔離，配電系統自動化，調度員培訓，電力系統的短期負荷預報，靜態與動態安全分析，以及先進的人機接口等方面。雖然專家系統在電力系統中得到了廣泛的應用，但仍存在一定的侷限性，如難以模仿電力專家的創造性；只採用了淺層知識而缺乏功能理解的深層適應；缺乏有效的學習機構，對付新情況的能力有限；知識庫的驗證困難；對複雜的問題缺少好的分析和組織工具等。因此，在開發專家系統方面應注意專家系統的代價/效益分析方法問題，專家系統軟件的有效性和試驗問題，知識獲取問題，專家系統與其他常規計算工具相結合等問題。
四、線性最優控制
最優控制是現代控制理論的一個重要組成部分，也是將最優化理論用於控制問題的一種體現。線性最優控制是目前諸多現代控制理論中應用最多，最成熟的一個分支。盧強等人提出了利用最優勵磁控制手段提高遠距離輸電線路輸電能力和改善動態品質的問題，取得了一系列重要的研究成果。該研究指出了在大型機組方面應直接利用最優勵磁控制方式代替古典勵磁方式。目前最優勵磁控制的控制效果。另外，最優控制理論在水輪發電機制動電阻的最優時間控制方面也獲得了成功的應用。電力系統線性最優控制器目前已在電力生產中獲得了廣泛的應用，發揮着重要的作用。但應當指出，由於這種控制器是針對電力系統的局部線性化模型來設計的，在強非線性的電力系統中對大幹擾的控制效果不理想。
五、綜合智能系統
綜合智能控制一方面包含了智能控制與現代控制方法的結合，
如模糊變結構控制，自適應或自組織模糊控制，自適應神經網絡控制，神經網絡變結構控制等。另一方面包含了各種智能控制方法之間的交叉結合，對電力系統這樣一個複雜的大系統來講，綜合智能控制更有巨大的應用潛力。現在，在電力系統中研究得較多的有神經網絡與專家系統的結合，專家系統與模糊控制的結合，神經網絡與模糊控制的結合，神經網絡、模糊控制與自適應控制的結合等方面。神經網絡適合於處理非結構化信息，而模糊系統對處理結構化的知識更有效。因此，模糊邏輯和人工神經網絡的結合有良好的技術基礎。這兩種技術從不同角度服務於智能系統，人工神經網絡主要應用在低層的計算方法上，模糊邏輯則用以處理非統計性的不確定性問題，是高層次（語義層或語言層）的推理，這兩種技術正好起互補作用。神經網絡把感知器送來的大量數據進行安排和解釋，而模糊邏輯則提供應用和挖掘潛力的框架。因此將二者結合起來的研究成果較多。
由於信息技術具有的各種優勢，信息技術在各行各業不斷滲透和展開應用，在各個行業扮演着越來越重要的角色。然而，在信息技術為各行業帶來各種便利的同時，也逐漸暴露出一些問題。就拿2013年美國爆出的“稜鏡門”醜聞，驚動了全世界。“稜鏡門”事件讓人以另一種眼光審視信息技術。在“稜鏡門”事件中，美國依靠其在信息技術領域的強大優勢，繞過各國的信息安全防護系統，對各國進行電子監聽和網絡監控。“稜鏡門”事件展示了信息技術所帶來的安全隱患，同時也體現了強大的信息安全產業對一個國家安全的重要意義。因此，面對信息技術這把雙刃劍，要在利用好它優勢的基礎上，做好安全防範措施。面對各類未知的信息安全隱患，只有建立良好的信息安全評估與風險處理體系，才能在一定程度上保障信息安全。信息評估和風險處理的實施，對於信息安全體系的建設和運行非常關鍵。在信息安全體系建設運行過程中，一般需要完成下列流程：
1)診斷和評估階段，要對系統進行初步的診斷，確定需要進行信息安全評估的方面和信息安全風險評估的方法；
2)識別階段，識別系統存在的信息安全風險和隱患；
3)分析和評價階段，對系統潛在的信息安全風險和隱患，進行具體分析和評價；
4)生成處理方案階段，在分析和評價的基礎上，確定風險處理的多種可選的控制策略和處理措施；
5)策略選擇階段，為處理風險選擇最佳的控制策略和處理措施；
6)實施階段，實施風險處理，以達到對已識別的風險的處理和控制；
7)評審階段，按照計劃對實施風險處理之後的系統進行風險評估的評審，確定是否已經將風險和隱患消除。
2艦船電力系統信息安全
2.1船舶電力系統信息化
隨着新一代信息技術大力發展與普及，以及電力系統智能化發展與多樣化需求，使電力系統行業對信息技術的依賴性和需求大大增加。對於艦船電力系統也是如此，現在幾乎所有大中型艦船的電力系統安裝配備了相應的信息處理系統，幾乎都實現了船舶電力系統信息化。艦船電力系統信息化是指計算機技術、通信技術、軟件技術等多種現代科學技術在艦船電力系統應用全過程的統稱。在船舶電力系統信息化建設和智慧船舶建設的雙重推動下，我國船舶行業的電力系統管理水平得到了大幅度提高。艦船電力系統信息化建設主要完成艦船電力系統信息管理系統和艦船辦公管理的管理信息系統的建設。船舶電力系統信息化實現的應用主要包括一些基礎的和另外一些拓展的應用。其中基礎應用主要是艦船電力系統信息管理系統集成的應用，包括船舶電網調度自動化系統、電力負荷管理系統、船舶ERP、管理信息系統(MIS)等；另外一些拓展的應用，主要是艦船辦公管理信息系統集成的應用，包括辦公自動化系統、財務管理信息系統等應用。船舶電力系統無論從規模還是從複雜程度上，雖然都不能和國家電網相提並論。但一個船舶就是一個小的社會，一個船舶的電力系統就相當於一個微型的國家電網，船舶電力系統仍然是一個比較複雜的網絡系統。雖然新一代信息技術給艦船電力系統帶來了很大的方便與快捷，但是同時也帶來了信息安全方面的新挑戰和新危險，艦船電力系統信息安全問題已經成為大家必須要進行高度重視的問題。艦船電力系統的安全系統可靠運行不僅可以保障船舶電力系統的正常運行，更加可以保障船舶的安全行駛，避免安全隱患所造成的重大的經濟損失，更關係到船舶上人員的生命安全。隨着我國信息技術和電力系統建設的不斷深化，國家以及各部門對於電力系統信息安全問題都給予了高度重視，都紛紛出台各種文件和政策保障電力系統信息安全。2003年開始，國家電網便將信息安全管理開始納入電力安全生產體系，實施了信息網絡安全運行報表制度和監督管理制度。2004年，國家電監會專門出台了《電力安全生產監管辦法》，其中明確對電力安全生產的信息報送做了規定。之後，科技部也將電力系統信息安全列入國家信息安全的範疇，大力推進電力系統領域信息安全示範工程和工程技術研究中心的建設。在政策和技術雙重驅動下，很多船舶相關的企業已經開始意識到船舶電力系統信息安全的重要性和必要性。開始採取各種措施，加強對船舶信息系統的安全評估，通過採取一系列措施來加強船舶電力系統信息安全。主要通過採用船舶電力系統信息網絡身份認證機制，建設網絡安全系統和網絡安全管理制度，構建防病毒和防攻擊的安全屏障系統。通過這些舉措，可以有效防止有害信息和惡意攻擊對船舶電力系統的干擾和攻擊而引發的事故，保證調度自動化系統的安全運行，保證船舶電力系統的安全、穩定運行，同時確保信息系統安全運行。
2.2船舶電力系統信息安全問題
船舶電力系統信息安全是一項綜合性的系統工程，設計的環節很多，其技術和管理十分複雜，船舶電力系統信息安全涉及到船舶從發電、輸電、配電到用電的各個環節。整個系統包括：首先是對電力系統信息安全體系總體架構的構建，然後要對系統信息安全的評估機制和評估方法進行研究，然後要對信息安全補救措施進行研究以及系統信息安全管理策略的研究等多種技術與管理。因此如此龐大複雜的系統，會有很多的環節存在一定的漏洞，為電力系統的安全運行帶來一定的安全隱患，主要的一些信息安全問題如下：
1)信息採集環節的安全性。隨着智慧船舶的發展，越來越多的智能化裝備被廣泛用在船舶上，這些各類智能化設備在保障這個船舶的安全可靠運行過程中扮演着重要的角色。它們都是電力系統的一個個終端，都需要進行實時的信息採集與監控管理，這樣就涉及到大量的數據採集。在船舶電網中，各類數據採集儀器被用於對整個電力系統以及各個用電設備狀態的實時監測。出於對整個系統成本的考慮，系統所採用的多數信息採集儀器都是一些基本的傳感器和測量儀，一般不會加入高端複雜的加密技術，這樣會導致這些信息採集儀器很容易被入侵方破解和控制。一旦這些設備被侵入，入侵者就可以隨意的控制和修改各個數據信息，影響整個船舶電力系統的正常工作。極端情況下，還可以控制這些採集儀器與整個電力系統斷開，使電網控制系統無法實時監控各個設備的運行情況，無法估計系統目前的運行狀況，從而造成更大事故。
2)信息傳輸環節的安全性。信息經過信息採集儀器之後，需要通過網絡對數據進行傳輸，傳輸給控制系統進行下一步的處理和分析。船舶電力系統雖説是一個相對比較封閉的系統，採用的是內部的專網實現對數據的傳輸，但是在航行過程中，船舶需要與岸上的控制枱進行實時的連接，而這種連接一般都是通過各種公用網絡來進行，大量的數據需要通過高速的公用通信網絡進行傳輸。公用網路是不乾淨的網絡，有很多的危險性，為各類病毒木馬和惡意攻擊提供了很多的入口，這將為船舶的電力系統內網帶來很大的安全隱患。
3)智能控制的安全性。船舶電力系統會有統一的智能控制系統，通過智能控制系統可以實現電力的智能、負荷的智能分配等很多的智能控制功能。智能控制系統是通過利用實時採集到的各類信息，對船舶整個電力系統的狀態進行診斷和分析，然後得出診斷結果，並及時採取對應的處理措施，對船舶電力系統的運行狀態進行智能的控制和調節，使之運行在安全、可靠和經濟的狀態。所以，需要保障電力系統智能控制的安全性，需要取得電力系統的絕對智能控制權，實現各個電氣設備之間良好的信息交互機制，否則如果缺乏相應的保障措施，很有可能被入侵者攻擊利用，獲取控制權，不僅各種設備不能正常工作，極有可能造成整個電力系統的癱瘓。
3船舶電力系統信息安全評估
3.1船舶電力系統信息安全評估
正如第2節所提到的，船舶電力系統存在諸多的信息安全問題。所需對船舶電力系統信息安全進行評估，發現安全隱患，然後針對安全隱患進行處理，形成一個基於時間的動態安全防護體系。船舶電力系統需要重點進行信息安全評估主要在以下幾個方面：
1)網絡風險評估船舶電力系統一般採用的是內部專網，但由於要實時和陸上的不乾淨的公用網絡進行連接和通信，所以存在一定的網絡風險，需要對網絡風險進行評估。首先需要定期對電力系統包括服務器、網絡設備在內的一些硬件的性能以及防火牆等軟件的設置進行評估，對網絡系統存在的安全漏洞進行檢測和分析，進行綜合的評估，形成網絡風險評估報告，利於網絡系統管理人員及時更新完善安全措施，動態地調整艦船電力系統網絡的安全水平。
2)管理系統安全評估信息管理系統包括多個方面，其中管理系統是頂層，其安全至關重要。許多船舶電力系統的管理系統只是安裝了外層的防病毒軟件和防火牆，而未對整個系統的安全設計進行統籌規劃，所以需要對整個管理系統進行系統級的安全評估。因此，需要對系統定期的進行安全漏洞掃描，發現不符合規定的安全配置，檢查系統內部是否有木馬或病毒，形成系統安全評估報告。安全管理人員可參考生成的報告中，對系統中不符合規定的安全配置及時進行修改，完成系統安全加固與升級，保護系統中數據不被破壞。
3)數據庫安全評估船舶電力系統是一個龐大的系統，會涉及到大量的數據信息，目前一般都採用數據庫來對這些重要的數據進行存儲。數據庫中存放着幾乎船舶所有重要的數據，因此數據庫的安全十分重要，需要進行系統的數據庫進行安全評估。需要定期地掃描各個數據庫，檢查各類數據庫的安全漏洞，評估各個數據庫的安全風險，對數據庫的安全漏洞進行評級和控制，從而實現持續改善電力系統各個數據庫的安全狀況，保障數據安全。
4)系統實時監控性能評估船舶在海面上正常航行，需要時刻保障電力系統及各個設備的正常工作。因此需要對電力系統和各個設備的運行狀態進行實時監控，實時監控系統和各個設備的活動請求和訪問請求，分析可疑的訪問請求，識別系統中的可疑危險事件。
5)網絡入侵抵抗力評估船舶在與外界進行通信時，經常會發生網路入侵行為。所以艦船電力系統信息系統需要有強大的網絡入侵抵抗力，所以需要對網絡入侵的抵抗性進行系統的評估。可以通過升級防火牆，在網絡的接口和入口處安裝網絡入侵傳感器，實時監控網絡進出的數據流、分析可疑數據、切斷可疑連接，動態地保障網絡信息的安全，提高網絡入侵抵抗力。
3.2船舶電力系統信息安全對策
1)加強信息安全技術研究。船舶電力系統的信息安全涉及信息的採集、傳輸、處理和交互等各個環節，所以需要對各個環節加強保障。開展數據加密、數據安全存儲、數據安全傳輸等方面的技術研究；開展對網絡安全傳輸協議以防火牆技術和安全認證技術的相關研究；完善信息安全管理系統，形成有效的安全技術防護體系。
2)制定信息安全標準體系。目前，關於信息安全的標準還沒有正式的，尤其是艦船電力系統領域的信息安全標準。需要在對國外相關安全標準的借鑑學習的同時，結合艦船特殊的應用領域，制定艦船電力系統信息安全標準體系。同時，還要研究如何有效的推進信息安全標準在船舶電力行業內的合理部署和實施。
3)完善相關的政策法規。船舶電力系統信息化的建設牽涉到造船廠、電力公司、信息科技公司和設備製造商等眾多的參與方。政府部門或相關行業協會需要根據各方所扮演的不同角色，對其進行定位，制定合理的信息安全政策。通過出台相關政策，規定各方的權利、責任和義務，規範各方的具體行為，切實做好艦船電力系統的信息安全。
4)建立信息安全培訓體系。對於大多數在艦船上工作人員以及乘客而言，信息安全是一個十分複雜而遙遠的概念，而他們為船舶電力系統信息安全系統中的一個重要角色，其安全意識的薄弱，會直接影響到艦船電力系統信息安全的整體水平。因此，需要完善的信息安全培訓體系，對艦船上工作人員以及乘客進行信息安全培訓和知識普及，保障艦船電力系統信息安全。
4結語
信息技術是一把雙刃劍，在為各行業帶來便利的同時，也為其帶來一定的信息安全隱患。船舶電力系統的信息安全對於艦船十分重要，是保障船舶的安全行駛、穩定運行的基礎。本文首先闡明瞭信息安全對船舶電力系統的重要性，然後從艦船電力系統信息的採集、傳輸和應用等各個環節分析了船舶電力系統存在的信息安全問題，以及需要進行的一些必要的信息安全評估。進一步提出了提高船舶電力系統信息安全的幾點建議和對策。
論文關鍵詞：無功補償技術；作用；現狀；發展趨勢
無功功率補償裝置的主要作用是：提高負載和系統的功率因數，減少設備的功率損耗，穩定電壓，提高供電質量。在長距離輸電中，提高系統輸電穩定性和輸電能力，平衡三相負載的有功和無功功率等。
一、無功功率補償的作用
1、改善功率因數及相應地減少電費
根據國家水電部，物價局頒佈的“功率因數調整電費辦法”規定三種功率因數標準值，相應減少電費：
(1)高壓供電的用電單位，功率因數為0.9以上。
(2)低壓供電的用電單位，功率因數為0.85以上。
(3)低壓供電的農業用户，功率因數為0.8以上。
2、降低系統的能耗
功率因數的提高，能減少線路損耗及變壓器的銅耗。
設R為線路電阻，ΔP1為原線路損耗，ΔP2為功率因數提高後線路損耗，則線損減少
ΔP=ΔP1-ΔP2=3R(I12-I22)(1)
比原來損失減少的百分數為
(ΔP/ΔP1)×100%=1-(I2/I1)2.100%(2)
式中，I1=P/(3U1cosφ1),I2=P/(3U2cosφ2)補償後，由於功率因數提高，U2>U1,為分析方便，可認為U2≈U1,則
θ=[1-(cosφ1/cosφ2)2].100%(3)
當功率因數從0.8提高至0.9時，通過上式計算，可求得有功損耗降低21%左右。在輸送功率P=3UIcosφ不變情況下，cosφ提高，I相對降低，設I1為補償前變壓器的電流，I2為補償後變壓器的電流，銅耗分別為ΔP1,ΔP2;銅耗與電流的平方成正比，即
ΔP1/ΔP2=I22/I12
由於P1=P2,認為U2≈U1時，即
I2/I1=cosφ1/cosφ2
可知，功率因數從0.8提高至0.9時，銅耗相當於原來的80%。
3、減少了線路的壓降
由於線路傳送電流小了，系統的線路電壓損失相應減小，有利於系統電壓的穩定(輕載時要防止超前電流使電壓上升過高),有利於大電機起動。
二、我國電力系統無功補償的現狀
近年來，隨着國民經濟的跨越式發展，電力行業也得到快速發展，特別是電網建設，負荷的快速增長對無功的需求也大幅上升，也使電網中無功功率不平衡，導致無功功率大量的存在。目前，我國電力系統無功功率補償主要採用以下幾種方式：
1.同步調相機：同步調相機屬於早期無功補償裝置的典型代表，它雖能進行動態補償，但響應慢，運行維護複雜，多為高壓側集中補償，目前很少使用。
2.並補裝置：並聯電容器是無功補償領域中應用最廣泛的無功補償裝置，但電容補償只能補償固定的無功，儘管採用電容分組投切相比固定電容器補償方式能更有效適應負載無功的動態變化，但是電容器補償方式仍然屬於一種有級的無功調節，不能實現無功的平滑無級的調節。
3.並聯電抗器：目前所用電抗器的容量是固定的，除吸收系統容性負荷外，用以抑制過電壓。
以上幾種補償方式在運行中取得一定的效果，但在實際的無功補償工作中也存在一些問題：
1.補償方式問題：目前很多電力部門對無功補償的出發點就地補償，不向系統倒送無功，即只注意補償功率因素，不是立足於降低系統網的損耗。
2.諧波問題：電容器具有一定的抗諧波能力，但諧波含量過大時會對電容器的壽命產生影響，甚至造成電容器的過早損壞；並且由於電容器對諧波有放大作用，因而使系統的諧波干擾更嚴重。
3.無功倒送問題：無功倒送在電力系統中是不允許的，特別是在負荷低谷時，無功倒送造成電壓偏高。
4.電壓調節方式的補償設備帶來的問題：有些無功補償設備是依據電壓來確定無功投切量的，線路電壓的波動主要由無功量變化引起的，但線路的電壓水平是由系統情況決定的，這就可能出現無功過補或欠補。
三、無功功率補償技術的發展趨勢
根據上述我國無功功率補償的情況及出現的問題，今後我國的無功功率補償的發展方向是：無功功率動態自動無級調節，諧波抑制。
1.基於智能控制策略的晶閘管投切電容器(TSC)補償裝置
將微處理器用於TSC,可以完成複雜的檢測和控制任務，從而使動態補償無功功率成為可能。基於智能控制策略的TSC補償裝置的核心部件是控制器，由它完成無功功率(功率因數)的測量及分析，進而控制無觸點開關的投切，同時還可完成過壓、欠壓、功率因數等參數的存貯和顯示。TSC補償裝置操作無湧流，跟蹤響應快，並具有各種保護功能，值得大力推廣。
2.靜止無功發生器(SVG)
靜止無功發生器(SVG)又稱靜止同步補償器(STATCOM),是採用GTO構成的自換相變流器，通過電壓電源逆變技術提供超前和滯後的無功，進行無功補償，若控制方法得當，SVG在補償無功功率的同時還可以對諧波電流進行補償。其調節速度更快且不需要大容量的電容、電感等儲能元件，諧波含量小，同容量佔地面積小，在系統欠壓條件下無功調節能力強，是新一代無功補償裝置的代表，有很大的發展前途。
3.電力有源濾波器
電力有源濾波器是運用瞬時濾波形成技術，對包含諧波和無功分量的非正弦波進行“矯正”。因此，電力有源濾波器有很快的響應速度，對變化的諧波和無功功率都能實施動態補償，並且其補償特性受電網阻抗參數影響較小。
電力有源濾波器的交流電路分為電壓型和電流型。目前實用的裝置90%以上為電壓型。從與補償對象的連接方式來看，電力有源濾波器可分為並聯型和串聯型。並聯型中有單獨使用、LC濾波器混合使用及注入電路方式，目前並聯型佔實用裝置的大多數。
4.綜合潮流控制器
綜合潮流控制器(unifiedpowerflowcontroller,UPFC)將一個由晶閘管換流器產生的交流電壓串入併疊加在輸電線相電壓上，使其幅值和相角皆可連續變化，從而實現線路有功和無功功率的準確調節，並可提高輸送能力以及阻尼系統振盪。UPFC注入系統的無功是其本身裝置控制和產生的，並不大量消耗或提供有功功率。UPFC技術是目前電力系統輸配電技術的最新發展方向，對電網規劃建設和運行將帶來重要的影響。
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