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基于5G的电力工程远程运维安全与效率协同策略

张学
  
工程技术探索
2024年35期
库伦旗电投新能源有限公司 内蒙古 通辽 028200

摘要:随着科技的飞速发展,5G技术在众多领域得到了广泛应用,电力工程领域也不例外。电力工程的运维对于保障电力供应的稳定性和可靠性至关重要。在传统的运维模式下,存在着诸多局限性,如响应速度慢、运维成本高、安全风险难以精准管控等。而5G技术的低时延、高带宽、广连接特性为电力工程远程运维带来了新的机遇,如何在确保安全的前提下提高远程运维的效率,实现两者的协同发展,是当前电力工程领域面临的重要课题。

关键词:5G;电力工程;运维安全;效率

一、5G技术在电力工程远程运维中的应用优势

低时延特性

5G技术的低时延特性能够使电力工程远程运维中的指令传输几乎实时进行。在电力系统中,许多操作需要及时响应,例如对突发故障的处理。传统的远程运维可能会因为网络时延导致操作指令延迟到达设备端,从而延误故障处理时间,可能会造成电力供应中断时间延长,影响用户用电体验,甚至可能对电力设备造成更大的损害。而5G网络下,运维人员的操作指令可以快速到达电力设备,大大缩短故障处理时间,提高电力系统的稳定性。

高带宽支持

电力工程中的设备运行数据量庞大,包括设备状态监测数据、运行参数、故障报警信息等。5G的高带宽能够满足大量数据的快速传输需求。这使得运维人员能够获取更全面、更详细的设备信息,从而更精准地判断设备的运行状态。例如,通过高分辨率的视频监控设备传输的实时画面,运维人员可以直观地查看设备外观是否有损坏、是否存在异常的发热现象等,这对于提前发现潜在故障风险具有重要意义。

广连接能力

电力工程包含众多的设备节点,从发电设备、输电设备到配电设备等。5G的广连接能力可以将这些设备全部接入到远程运维网络中。无论是偏远地区的小型变电站,还是大型的发电站设备,都能够实现稳定的网络连接。这有助于构建一个全面覆盖的电力工程远程运维体系,实现对整个电力工程系统的统一监控和管理。

二、电力工程远程运维中的安全问题

(一)网络安全风险

1.数据泄露风险

在远程运维过程中,电力设备的大量敏感数据需要通过网络进行传输,包括设备的运行参数、控制指令等。如果网络安全防护不到位,这些数据可能会被黑客窃取。黑客一旦获取这些数据,可能会对电力系统进行恶意操作,例如篡改设备运行参数,导致电力设备故障甚至电网瘫痪。

2.网络攻击风险

5G网络虽然具有较高的安全性,但仍然面临着网络攻击的威胁。例如,分布式拒绝服务(DDoS)攻击可能会使远程运维网络瘫痪,导致运维人员无法正常获取设备信息和发送操作指令。恶意攻击者还可能利用网络漏洞入侵远程运维系统,获取系统控制权,从而对电力工程的安全运行造成严重威胁。

(二)设备安全风险

1远程操作失误风险

由于远程运维是通过网络对电力设备进行操作,运维人员可能无法像在现场那样直接感知设备的实际情况。这就可能导致在远程操作过程中出现失误,例如误操作断路器等关键设备,从而引发电力系统故障。

2.设备兼容性风险

在引入5G技术进行远程运维时,部分老旧电力设备可能存在兼容性问题。如果设备不能很好地与5G网络及远程运维系统兼容,可能会出现数据传输错误、设备控制失灵等情况,影响电力工程的安全运行。

三、电力工程远程运维中的效率问题

(一)运维流程繁琐

目前的电力工程远程运维流程较为繁琐,从设备数据采集到故障诊断再到操作指令下达,涉及多个环节和部门的协作。每个环节都需要进行数据的审核、分析和传递,这就导致整个运维过程耗时较长,降低了运维效率。例如,在故障诊断环节,可能需要运维人员在不同的系统中查询设备历史数据、运行日志等信息,然后进行综合分析,这一过程可能会因为数据分散、查询不便而浪费大量时间。

运维资源分配不合理

在电力工程远程运维中,运维资源包括人力资源、技术资源等。目前存在着运维资源分配不合理的情况,一些地区或设备可能因为运维人员不足或技术资源缺乏,导致运维响应速度慢;部分地区或设备可能存在运维资源过剩的情况,造成资源浪费。例如,在偏远地区的小型变电站,可能由于运维人员数量有限,当设备出现故障时,无法及时进行维修和维护,而在城市中心的大型变电站,可能存在过多的运维人员和技术设备,导致资源闲置。

数据利用效率低

虽然电力工程设备在运行过程中会产生大量的数据,但目前在远程运维中,这些数据的利用效率较低。许多数据仅仅被简单存储,没有进行深入的挖掘和分析。例如,设备的运行参数数据中可能蕴含着设备故障的早期预警信息,但由于缺乏有效的数据分析手段,这些信息没有被及时发现和利用,从而影响了运维效率的提高。

四、安全与效率协同策略

(一)构建安全高效的网络架构

1.网络安全防护体系建设

建立多层级的网络安全防护体系,包括防火墙、入侵检测系统、加密技术等。防火墙可以阻止未经授权的网络访问,入侵检测系统能够实时监测网络中的异常活动并及时报警,加密技术则可以对传输的数据进行加密,防止数据泄露。例如,在电力设备与远程运维中心之间的通信链路中,采用高级加密标准(AES)算法对传输的设备数据和操作指令进行加密,确保数据的保密性和完整性。

2.网络优化

优化5G网络布局,提高网络覆盖的稳定性和可靠性。在电力工程远程运维中,确保网络在任何时候都能够稳定运行至关重要。通过增加基站数量、优化基站选址等方式,减少网络盲区,降低网络时延,提高数据传输的速度和稳定性,从而为安全高效的远程运维提供保障。

(二)完善远程运维管理机制

1.简化运维流程

对现有的远程运维流程进行系统梳理与优化,从多个维度减少不必要的环节和部门间的重复工作。首先,通过建立统一的运维数据平台,将设备数据采集、故障诊断、操作指令下达等功能集成到一个高效平台上,确保数据的实时共享与快速传递。其次,明确各部门及人员在远程运维中的具体职责,细化任务分工,避免因职责不清导致的推诿扯皮现象。例如,制定清晰的责任清单,规定每个岗位需完成的核心任务及时限要求,从而提高整体流程的顺畅性。此外,引入自动化工具辅助人工操作,如利用脚本程序自动完成数据校验或报告生成,进一步降低人为干预带来的效率损失。

2.合理分配运维资源

根据电力工程设备的实际分布情况、重要性等级以及运行环境特点,科学规划运维资源配置。对于偏远地区,考虑到交通不便可能延迟响应时间,应适当增加驻点运维人员数量,并配备必要的便携式检测设备和技术支持工具,以确保故障能够被迅速定位和处理。而对于关键设备,则需优先投入高水平技术人员和先进的监测仪器,保障其稳定运行。同时,通过建立区域间的资源共享机制,实现运维资源的动态调配。

(三)提高运维人员素质

1.安全意识培训

加强对运维人员的网络安全意识培训,使他们充分认识到远程运维中的安全风险。培训内容包括网络安全法律法规、网络攻击防范知识、数据安全保护等。通过定期的培训和考核,确保运维人员在远程运维过程中能够严格遵守安全操作规程,避免因人为因素导致的安全事故。

2.技术能力提升

提高运维人员的5G技术应用能力和电力工程专业技术能力。随着5G技术在电力工程远程运维中的应用,运维人员需要掌握5G网络设备的操作、故障排除等技术,同时也要深入了解电力工程设备的原理、运行特性等。通过技术培训、技术交流等方式,提升运维人员的综合素质,从而提高远程运维的安全与效率。

(四)加强数据管理与利用

1.数据整合与存储

建立统一的数据整合与存储平台,将电力工程设备的各类数据进行集中存储。在数据整合过程中,对数据进行清洗、分类,去除无用数据,提高数据的质量。通过合理的数据存储结构,方便运维人员快速查询和获取所需数据,提高数据利用效率。

2.数据分析与挖掘

利用先进的数据分析技术,如大数据分析、人工智能算法等,对电力工程设备数据进行深入的分析和挖掘。通过分析设备运行参数的变化趋势、设备故障之间的关联关系等,提前发现设备的潜在故障风险,为远程运维提供决策支持。例如,利用机器学习算法建立设备故障预测模型,根据设备的历史运行数据预测设备可能出现故障的时间和类型,从而提前采取运维措施,提高运维效率和设备运行的安全性。

五、结论

5G技术为电力工程远程运维带来了巨大的机遇,但同时也面临着安全与效率方面的挑战。通过构建安全高效的网络架构、完善远程运维管理机制、提高运维人员素质以及加强数据管理与利用等协同策略,可以在确保电力工程远程运维安全的前提下,显著提高运维效率。这对于保障电力系统的稳定运行、提高电力供应的可靠性和质量具有重要意义。在未来的发展中,随着5G技术的不断完善和电力工程的不断发展,还需要持续探索和优化安全与效率协同策略,以适应不断变化的需求。

参考文献:

张旭杰,赵龙,吴彤浩,等.基于5G应用的变电站管理模式创新研究[J].物联网技术, 2024(12).

黄威.钢铁行业中"5G+工业互联网"网络安全问题研究[J].移动信息, 2024, 46(8):208-210.

李磊.5G移动通信与物联网技术在电力系统中应用[J].中国宽带, 2023, 19(7):46-48.

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