互动用电的通信问题与对策 小组成员：陈丽霞、刘璐、崔毅、沈航、周自强 互动用电的通信问题与对策
互动用电的通信问题与对策 1 互动用电的通信问题与对策 小组成员：陈丽霞、刘璐、崔毅、沈航、周自强
●引言 智能电网是大势所趋，是社会经济发展的必然选择。未来家家户户的用电情况将会是 这么一幅景象：用户通过手机或智能电能表等多种渠道看到实时电价。根据电价挑选低电 价时段洗衣服、吸尘或者给电动汽车充电，高电价时段则减少大功率电器用电。同时通过 峰谷分时电价、阶梯电价的推行引导用户恰当安排用电，用户的用电行为有助于调节电力 负荷的峰谷差，同时提高了全社会电能利用效率。 用户根据智能电表观察实时的电价信息，并调整自己的用电行为，而电力运营商也能 通过智能电表等渠道观察到用户的用电行为并以此为依据来进行相应的调度。这里在一定 程度上就体现了“互动用电”，是一种信息的互动。 ●互动用电的概念 为满足电力用户与电力运营商之间的需求交互，通过信息和电能的双向流动，形成了互 动用电方式。互动用电是智能电网的基本特征之一。信息互动是互动用电的先决条件之一， 它是电力运营商与各类用户之间按一定的时间约束，通过必要的双向通信网络实现数据的 收集、处理和发布，以及控制指令的执行。 信息互动建立在高级量测体系(Advanced Metering Infrastructure,AMI)的基础上， AMI是一个用来测量、收集、存储、分析和运用用户用电信息，并实现对智能电表、智能 家电等设备远程控制的实时网络处理系统。它包括智能电表、家域网、用户网、通信网络 和AMⅡ前端系统，如图1所示。它是互动用电的核心环节，承担着信息互动的主要任务。 家域网 企业级总线 AMI 前端系统1 用户信息 计费系统 远程电表 控制 智能电表或 用户开关 器 AMI 量测数据 配电网 前端系统2 管理 量测资产 管理 自动化 家域网 图1基于AMI的信息基础架构 ●互动用电带来的问题 我们讨论的基于信息互动的互动用电带来的问题主要有以下3个： (1)AMI系统中需要安装数以百万计的新型智能电表，而用户侧终端设备和部分通信网 络都不可避免地以开放形式存在，这将导致接入点和可探测路径显著增加，给网络 互动用电的通信问题与对策
互动用电的通信问题与对策 2 引言 智能电网是大势所趋，是社会经济发展的必然选择。未来家家户户的用电情况将会是 这么一幅景象：用户通过手机或智能电能表等多种渠道看到实时电价。根据电价挑选低电 价时段洗衣服、吸尘或者给电动汽车充电，高电价时段则减少大功率电器用电。同时通过 峰谷分时电价、阶梯电价的推行引导用户恰当安排用电，用户的用电行为有助于调节电力 负荷的峰谷差，同时提高了全社会电能利用效率。 用户根据智能电表观察实时的电价信息，并调整自己的用电行为，而电力运营商也能 通过智能电表等渠道观察到用户的用电行为并以此为依据来进行相应的调度。这里在一定 程度上就体现了“互动用电”，是一种信息的互动。 互动用电的概念 为满足电力用户与电力运营商之间的需求交互，通过信息和电能的双向流动，形成了互 动用电方式。互动用电是智能电网的基本特征之一。信息互动是互动用电的先决条件之一， 它是电力运营商与各类用户之间按一定的时间约束，通过必要的双向通信网络实现数据的 收集、处理和发布，以及控制指令的执行。 信息互动建立在高级量测体系（Advanced Metering Infrastructure，AMI）的基础上， AMI 是一个用来测量、收集、存储、分析和运用用户用电信息，并实现对智能电表、智能 家电等设备远程控制的实时网络处理系统。它包括智能电表、家域网、用户网、通信网络 和 AMI 前端系统，如图 1 所示。它是互动用电的核心环节，承担着信息互动的主要任务。 图 1 基于 AMI 的信息基础架构 互动用电带来的问题 我们讨论的基于信息互动的互动用电带来的问题主要有以下 3 个： （1） AMI 系统中需要安装数以百万计的新型智能电表，而用户侧终端设备和部分通信网 络都不可避免地以开放形式存在，这将导致接入点和可探测路径显著增加，给网络
攻击提供了可探测的空间和可潜入的路径。开放性的信息技术和用户参与测特性将 导致信息安全事故发生的概率大大提高。 (2)随着智能电表的不断普及，用电负荷将采用网络化的方式统计，由于上一点提到的 终端和通信网络采用开放的方式，这可能会导致用户通过某些手段篡改计量值，达 到偷电的目的。 (3)由于数据量之大，通信速度可能会变慢，智能电表显示的实时信息可能会有所滞后， 而这可能会错误地引导用户的用电行为。 以上的问题将会带来经济性和安全性方面的影响，严重的话会影响电力系统的稳定 运行。 ●对策 (1)可以在通信过程中设计具体的认证和保密协议，对于智能电表和AMI的访问可以设置 权限；进行密钥管理。 (2)可以对用户进行用电过程中的异常行为检测。 (3)探究改善通信速度的方法。 ●思考 在智能电网的大环境下，对于互动用电方式下所产生的上述问题在传统的用电方式下 (控制系统和重要业务系统以物理隔离的方式封闭运行)都是不易于发生的。这也让我们 思考一个新事物虽然有其优势，但它的推行过程中会相应地带来各种问题，而我们认为这 些问题的出现并不是一件坏事，这会我们促使我们针对问题而思考，想解决对策，只有这 样才会不断完善。对于智能电网的建设亦如是，目前坚强的智能电网的建设还处于起步阶 段，在建设过程中必然会出现各种问题，而只要我们积极地去解决问题，我们相信智能电 网将会带给我们一个不一样的电网。 互动用电的通信问题与对策
互动用电的通信问题与对策 3 攻击提供了可探测的空间和可潜入的路径。开放性的信息技术和用户参与测特性将 导致信息安全事故发生的概率大大提高。 （2） 随着智能电表的不断普及，用电负荷将采用网络化的方式统计，由于上一点提到的 终端和通信网络采用开放的方式，这可能会导致用户通过某些手段篡改计量值，达 到偷电的目的。 （3） 由于数据量之大，通信速度可能会变慢，智能电表显示的实时信息可能会有所滞后， 而这可能会错误地引导用户的用电行为。 以上的问题将会带来经济性和安全性方面的影响，严重的话会影响电力系统的稳定 运行。 对策 （1）可以在通信过程中设计具体的认证和保密协议，对于智能电表和 AMI 的访问可以设置 权限；进行密钥管理。 （2）可以对用户进行用电过程中的异常行为检测。 （3）探究改善通信速度的方法。 思考 在智能电网的大环境下，对于互动用电方式下所产生的上述问题在传统的用电方式下 （控制系统和重要业务系统以物理隔离的方式封闭运行）都是不易于发生的。这也让我们 思考一个新事物虽然有其优势，但它的推行过程中会相应地带来各种问题，而我们认为这 些问题的出现并不是一件坏事，这会我们促使我们针对问题而思考，想解决对策，只有这 样才会不断完善。对于智能电网的建设亦如是，目前坚强的智能电网的建设还处于起步阶 段，在建设过程中必然会出现各种问题，而只要我们积极地去解决问题，我们相信智能电 网将会带给我们一个不一样的电网