1.2MSTP技术在电力通信中的应用广西某市地区电力通信网涵盖网内20多个变电站，每个变电站建立一个网元节点，组网采用产自UT斯达康公司的NetRing系列光传输设备，该系列设备均具有MSTP特性。其中NetRing10000-（IV2）系列设备主要针对大型网络的骨干网和城域核心层需求设计，是高集成STM-1/4/16/64（155M/622M/2.5G/10G）多业务传输平台，具有大容量高、低阶交叉连接矩阵，分插复用功能及Ethernet/ATM信元交换功能，最大交叉连接能力为512×512VC-4，4032×4032VC-12。此外该设备可按实际需要，灵活配置成2.5G或l0G，可平滑地由2.5G升级到10G。基于NetRing传输平台，该市地区电力通信网为电力系统提供了多条符合实际生产管理和管理信息需求的通道，如地区级综合数据网通道，承载的业务包括：综合信息化管理、电力统一通信、电视电话视频会议系统、营业所及变电站在线视频监控；地区调度数据网电力调度自动化、电能在线计费、电网一体化运行智能、VoIP（VoiceoverInternetProtocol）调度电话等。保障了该市地调与各变电站之间、发电厂之间及厂站间的各类专线信号；供电局与各下属二层机构之间的专线信号的信息传递与交互。
2MSTP设备的日常维护与故障分析
2.1MSTP设备的日常维护作为一项综合性较强的工作，MSTP光传输系统的日常维护项目很多，例如对光缆设备的定时巡视记录、设备电源清洁保养、配线架端子测试等。下面是MSTP设备日常维护的一些简单但值得注意的要求：1）供电电压不可超限。传输设备可正常工作的直流电压范围是-57.6～-38.4V，即MSTP设备的直流电压允许范围为-48±20%V。2）保证设备的运行环境。通常MSTP设备的允许机房温度是0～40℃，但根据实践经验，通信机房的建议保持温度约为25℃[7]。3）设备应按照行业规范采用三地联合接地，综合通信大楼的接地电阻要求小于1Ω，普通变电站内通信点接地电阻要求小于5Ω，否则雷击打坏设备的概率会大大增加；另外接地线的长度最好小于30m，并且尽可能短；两个接地体在最近点用导线短接。4）禁止小角度弯折尾纤，避免经常打开光连接器。5）网管、本地维护终端（LocalCraftTerminal，LCT）用电脑应专机专用，严禁挪作他用，以免电脑中毒瘫痪。6）插入单板时，先将单板的上下边沿与机框的左右导槽对齐，然后沿左右导槽慢慢推进单板，直至其刚好嵌入母板。更换单板时，在更换前要确认待换单板与在用单板型号一致。
2.2MSTP设备的故障分析高效地开展MSTP设备维护工作是电力通信网络安全稳定运行的保障。但由于网区内各个站点之间、厂站之间的距离较远，因此能否准确分析并定位故障，是MSTP设备故障处理中极为关键的切入点。与传统SDH故障定位方法一样，MSTP设备的故障定位也遵循“先系统，后单站；先线缆，后设备；先设备，后单板；先线路，后支路”的准则。通信检修人员可结合设备网管、光时域反射仪（OpticalTimeDomainReflectometer，OTDR）等测试仪表，充分利用性能事件、环回、在线检测帧等技术手段，分步、有计划地对MSTP设备故障定位。在故障出现初期，先分析告警的可能成因、相关业务流向及性能事件，初步判断后，再逐步缩小故障点的范围；然后通过分别对支路板和光板进行逐段环回（注意设备参照点）的方式，排除外部干扰，把故障点定位到单站，接着到单板。在MSTP设备故障处理过程中，首先应该排查SDH层面的问题，较为常用的SDH故障定位方法有告警性能分析法、仪表测试法、环回测试法及替换法等。1）告警性能分析法。该方法借助网管捕获有关的性能及告警信息，定位潜在故障。检修人员通过网管可以获得每一个站、每一块单板故障的详细情况；全网设备的故障状况，以及业务两端间的告警信号；告警信号的产生、结束时间和所有历史告警信息。例如检查网管时如果发现网管报TU-AIS和TU-LOP等SDH层告警，就可初步判定单板硬件有问题，需准备更换故障板件。2）仪表测试法。该方法需要采用各种仪表（如2M误码仪、万用表、光源、光功率计、以太网测试仪、SDH分析仪等）检查传输设备的故障点。如：用2M误码仪检测业务信号通断情况、误码数量；用光源、光功率计测试相关设备的收发光状况；用万用表检测设备的直流供电电压，判断是否存在电压越限影响设备运行的问题。用仪表定位故障的方法很有说服力，但前提是故障现场需要备有相关的仪器仪表。3）环回测试法。该方法使信号在网元的Tx、Rx端口间环回流转，藉此定位故障。环回测试法的两种典型方法：硬件环回和软件环回。硬件环回又分光接口、电接口两种，其中光接口的硬件环回，用尾纤或借助光纤配线架（OpticalDistributionFrame，ODF）配线端子，使光接口板的Tx端口和Rx端口互联；电接口的硬件环回，用电缆线或经由数字配线架（DigitalDistributionFrame，DDF）配线端子，将电接口板的Tx端口与Rx端口连在一起。软件环回则是指通过网管下发命令环回某一网元中的某一单板，又可分为内环回和外环回两种，如图2、图3所示。软环回的对象相对较多，包括电支路、光支路、光线路等。在分段自环设备的各种不同位置点后，便可将故障点从纷繁的信息中剥离出来，继而排除故障。值得注意的是，硬件环回光板时必须视具体情况在光板加入适当衰耗，以免损坏光板4）替换法。该方法是使用正常部件去替换疑似异常工作部件，以达到定位、排除故障的目的。这里的部件，是指与设备相关的物品，如线缆、单板、模块甚至于芯片等。这种方法在排除传输外部设备问题时应用较多，当故障被定位到单站后，替换法则更多地用于排除站内设备单板或模块的问题。通过上述方法排除SDH层面的问题后，检修人员可以转入以太网层面对故障进行定位。实践中一般采取环回手段+Ping和测试帧定位以太网层面的故障。例如在本端MSTP设备以太网单板端口Ping对端路由器或者交换机的IP地址，若能Ping通，则可基本确认本端设备以太网层无异常，Ping包的格式有很多种，常用的Ping包格式如下：pingxxx.xxx.xxx.xxx-11000-t11000表示数据包的包长是1000，-t即持续不断Ping包。其中的包长可视具体情况设定，在测试时不妨同时多开几个Ping窗口来尝试。如果Ping不通，则考虑检查线缆、网线、设备等硬件工作正常与否，在排除硬件方面的问题后，应在网管或LCT排查网元上的端口工作模式的设置、TAG属性、封装协议的匹配、虚容器（VisualContainer，VC）通道捆绑情况、端口VLANID的设置等，假如这些设置均被正确配置，但网络还是Ping不通，此时就应考虑检查两端站点路由器循环冗余校验码（CyclicRedundan⁃cyCheck，CRC）的配置情况。较常见的，如本端设CRC校验，对端不设CRC校验，也会造成Ping不通。但是即便Ping包正常也不可轻易认为本端MSTP设备以太网层无异常，因为当端口工作模式配置不正确时，也可能出现小流量Ping包能通过但大流量Ping包存在时延或丢包的现象。此时应考虑查验本端站点与对端站点设备的使能流控设置一致与否，两端设置不一致的情况下，大流量Ping包很可能存在丢包现象，故建议双方都关闭流控。此外这种现象也可能与带宽配置不够有关，带宽配置不够有用户业务量小但突发业务比较大或用户业务量大两种情况。带宽是否充足可通过多绑定几个2Mbit/s的方法来验证。针对基于多协议标记交换（Multi-ProtocolLa⁃belSwitching，MPLS）的报文类型或基于VLAN的报文类型的故障业务，最有效的手段是借助以太网性能分析仪辅助定位故障点，如果现场没有相关的测试仪表，则可借助“模拟发包”类的软件，使用计算机网卡模拟设备发送业务报文的办法来定位故障点。当涉及用户内网时，tracert也是一个非常实用的命令，其可用于圈定IP数据包访问目标所采取的路径。通过跟踪数据包的访问路径，检修人员可以了解数据走向，缩小故障范围，有助于故障信息的定位和处理。
l电力线载波通信电磁兼容问题分析
1．1电磁兼容分析模型
一个电子系统如果能与其他电子系统相兼容的工作，也就是不产生干扰又能忍受外界的干扰则称为该电子系统与区环境电磁兼容。对于一般的电磁兼容问题的基本分析模型如图1所示。
对于PLC系统来说，干扰源要整体考虑。不仅包括PLC设备，而且要考虑当信号加到电力线上时，由于电力线是一种非屏蔽的线路，有可能作为发射天线对无线通信和广播产生不利影响。此外还要考虑多种PLC设备间的相互影响。PLC的耦合途径是非常复杂的，是不同的途径相互作用的结果。总体上分为两种，一种是空间的辐射，对应的扰设备是无线通信和广播信号；另一种是沿电力线的传导骚扰，主要造成对电能质量的影响。因此PLC系统的电磁兼容问题涉及多个PLC系统的共存，以及与无线网络的共存等。
1．2PLC系统电磁干扰产生机理
由于电力线的特性和结构是按照输送电能的损失最小并保证安全可靠地传输低频(50Hz)电流来设计的，不具备电信网的对称性、均匀性，因而基本上不具备通信网所必须具备的通信线路电气特性。而PLC系统所产生的电磁干扰问题正是由于电力线的这种对地不对称性产生的。
电力线产生干扰的机理有两种(如图2)，一种是电力线中的信号电流Id(差模电流)回路产生的差模干扰，另一种是电力线上的共模电流Ic产生的共模干扰。差模电流大小相等方向相反，因此一般近似认为由其产生的电磁场相互抵消。而共模电流的方向是一致的，其产生的电磁场相互叠加，所以电力线的干扰主要来自共模干扰。
1．3改善PLC系统电磁兼容性的主要措施
(1)充分利用或改善PLC系统电力线的对称性
PLC系统的辐射强度取决于PLC网络或其电缆的对称性。高度对称线路的特征是异模电流与共模电流的比值很大，故辐射非常小。可以选择对称性好的导线，例如4芯电缆，但此法不适用于室内网络，而且成本较高。
(2)减小PLC系统中高频信号的功率谱密度
减小PLC信号的功率谱密度(PSD)能降低辐射电平，但不影响总的发送功率。因此，PLC系统适宜采用宽带调制技术，但其扩频效率受电力线低通特性的限制。
(3)合理选择调制技术
OFDM是一种高效的调制技术，其基本原理是将发送的数据流分散到许多个子载波上，使各子载波的信号速率大为降低，从而提高抗多径和抗衰落能力。
(4)合理设计EMI滤波网络
将滤波器安装在紧邻变压器和紧邻家庭用户的连接点上，或者直接在电力线调制解调器内部引入滤波器。这样既可以保持PLC信号的异模传播，又可以阻止PLC信号进入辐射效率高的导线或其他附接设备。本文将主要对EMI滤波网络进行研究设计。
2滤波电路设计
基于以上对于电力线通信电磁兼容性的分析，可以在电力线通信系统的收端接一个EMI滤波器，用以抑制系统所产生的共模干扰。由于两根电力线不可能完全重合，也就是说差模电流所产生的电磁场不能完全抵消，所以在设计滤波电路时，也应考虑到差模干扰的抑制。
EMI滤波电路基本网络结构如图3所示。
图3中，差模抑制电容为Cl和C2，共模抑制电容为C3和C4，共模电感为L，并将共模电感缠绕在铁氧体磁芯圆环上，构成共模扼流圈。共模扼流圈对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。由于干扰信号有差模和共模两种，因此滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。其基本原理为：
(1)利用电容通高频隔低频的特性，将电源正极，电源负极高频干扰电流导入地线(共模)，或将电源正极高频干扰电流导入电源负极(差模)。
(2)利用电感线圈的阻抗特性，将高频干扰电流反射回干扰源。
3实验结果
在图3滤波电路中取差模电容C1，C2为7000pF，共模电容C3，C4为0．015μF，共模扼流圈磁芯采用锰一锌铁氧体，每路绕30匝，电感量为3．7mH。
3．1EMI滤波网络滤波性能仿真
图4为干扰噪声随频率关系的模拟仿真，由此可见干扰信号的频率越高，则干扰信号通过该滤波网络后衰减越大。共模干扰的频率一般在2MHz以上，所以说该滤波电路能对共模干扰起到良好的抑制作用。
3．2EMI滤波网络输出结果分析
2检修工作单管理系统
在电力通信系统中，检修工作涉及范围很广——在输电线路改造、改接等工作中，需要加固、移动、更换或中断通信光缆，中断相关业务的办理；在电网基建、技改、检修时，可能会影响通信电路的相关工作；凡影响到电力通信机构所辖、许可范围的通信设备（设施）、通信电路的工作；无法提前申请的重大缺陷处理的临时检修工作；由于特殊情况（市政工作等）引起的通信光缆、设备临时检修工作等，这些都需要提前填写检修工作票。填写检修工作票时，必须要严格按照电网通信检修工作票的格式填报，要根据不同工作内容的检修工作选择正确的检修单填报。要详细填报检修工作的类型、范围、申请单位、申请人、现场联系人、申请工作时间、申请完工时间、检修设备、检修工作内容、影响业务范围和安全措施等内容，以便于在检修工作开始后实时监控管理现场，规避风险。在提请检修工作单后，要层层审核、审批，之后才能下达相关通知，所以，检修工作单的上报要及早、准确，信息要真实、可靠。在此过程中要注意的是，凡属于省级及以上通信机构所辖、许可设备的检修都需要在国网T-MIS系统的通信检修工作票栏目中按照相关要求填写具体信息，不具备条件的部门或单位需要通过打印、手写等方式提出申请，并传真至省级通调核批。如果检修工作未能在规定时间开工，要在第一时间内申请延期；如果涉及到上级业务时，要及早上报审批。在检修工作结束后，现场施工人员要及时汇报现场的工作情况，在相关专业人员确认业务恢复正常后方可将此工作单结票归档。一般情况下，通信检修工作流程如图2所示。统一的检修票管理系统是整个电力通信网业务运行维护中的重要组成部分，它能够实现电力通信检修工作的规范化运作和管理，能真正做到检修工作有据可依、有单可查，从而确保电网的安全、稳定运行。
3其余台账管理系统
在电力通信系统中，还有一项重要的业务，即春、秋检工作。一年一度的春、秋检工作是保证电网安全运行的必要环节，而春、秋检的目的在于做好设备的清扫、检查、消缺工作，测试评估光缆、设备的运行状态。根据监测结果，可以及早发现其中存在的问题，采取适当的检修措施排除故障，防止过犹不及的情况发生，确保生产安全。在春、秋检工作结束后，要将检测数据存档备份，尤其是光缆测试情况。在统计、分析了光缆纤芯的工作状况后，能及时发现光缆运行过程中的薄弱环节，同时，资源紧张的情况也一目了然。这为今后运行检修工作的开展提供了必要、可靠的参考依据。通信系统中的光缆路由图、设备网络拓扑图也是资源管理系统中不可或缺的组成部分。绘制准确、完整、标准的系统图册，是进行网络建设规划的必要依据，对网络的可持续性、有序性发展具有重要意义。而前面所提到的运行方式管理系统的建立又成为了绘制各项图形的基础性资料，利用方式系统中的纤芯方式可以绘制光缆路由图，利用方式系统中的业务开通情况可以绘制不同业务的网络拓扑图。通过对光缆路由图、设备网络拓扑图的逐年绘制对比，可以很清楚地反映出通信系统的网络建设、业务类型和业务组成情况，为今后网络的优化、资源结构的调整提供参考依据。由于通信系统资源管理平台中包含的内容多而复杂，涉及范围广，所以，这里只介绍系统中几种常见的资源体系，不足之处请指正。
2.电力系统通信电源的日常维护
2.1通信电源设备的日常维护为通信系统电源建立起一套完善可行的运行维护制度是很必要的，这样就可以保证做到定期对设备进行检测，及时发现潜在的隐患，防患于未然。要定期检查设备的电器连接情况，尤其是重要负载与空气开关的连接和蓄电池连接，空气开关之间的连接，这些都极为重要。同时也应该定期检查交流配电设备的继电器开关、电表指示等。除了每次的定期检查，平时的日常巡查也是必要的。每次巡查的时候，应该仔细检查接地电缆和机架的连接是否牢固，检查电机房的接地电阻是否符合规定要求。除此之外，还要检查各模块的负载情况，在现场就要测量整个电力系统通信电源的电压，负载电流，交流电的电压和蓄电池的温度，环境温度和湿度以及检查告警功能等等。
2.2通信电源蓄电池的日常维护蓄电池是保证直流系统或者是交流系统能够不间断供电重要设备，是整个系统中最为关键的重要组成部分。日常对蓄电池的维护同样也是不能松懈的。对于蓄电池的日常维护，应该要先测出电池的电压，以此为主，用来发现各个电池间的电压是否均匀，并检查出有没有落后的电池。为了保证电池能够安全使用，要使电池在浮充状态下保持满容量，如果电池失去了容量，即使对前端的交流高低压系统、整流系统等配置管理得再好，都可能造成失电而引致通信故障。所以，我们在日常的维护工作中应改注意以下事项。蓄电池不能够过分放电，即使放电后也要及时的充电，同时也应该注意不能经常性的出现充电不足的现象，也不可以经常性的过分充电，这些行为都会使蓄电池受到损坏。对于阀控的密封电池，日常检测时则要注意检测极柱及周围安全阀是否有酸雾出现，连接情况是否松动和腐蚀，壳体是不是发生渗漏和变形。除了上述所提到了注意事项外，蓄电池也应该要保持清洁干净，室内外要保持干燥，通风情况良好，最好能够避免阳光直接照射到蓄电池本身。同时，值得注意的是，在存放蓄电池的室内不可以存放易燃，易爆和容易腐蚀的物品，更加不能将明火带入室内，以免造成不必要的伤害，甚至是引起火灾。在做好以上注意事项的基础上，平时注意不再蓄电池上放置任何金属物品，避免发生短路现象。并且还要做好日常维护，维修的记录。只有做到每个细节都层层把关，一丝不苟，才能保证电力系统通信电源能正常工作，提供高效的服务，带来可观的经济效益。
电力系统主要是由发电厂、输变电系统、配电系统等共同组成。而在系统中，信息的采集和传输是其正常运行的关键因素，因此光纤通信技术在电力系统中扮演着越来越重要的角色。双光纤通信的组网方式极其灵活，大致分为树形、星型、链型、网状、环状等。按照智能电网配电自动化系统的特点，光纤网通常采用环型网或者树型环型相结合的网络，并通过与计算机的连接实现数据资源共享。由于环路节点较多，为防止光缆设备故障、通讯中断等通信事故出现，大多数企业采用双光纤环路自愈网，并配置具有自愈功能和自动切换的光纤收发器。当光缆出现故障时，断点两侧的光纤设备通过双环路切换器构成新的光纤路径，实现自愈功能，为电网的运行调度和继电保护系统保驾护航。
2光纤通信有利于保护输电线路
供电单位作为一个特殊的部门，对电网可靠性的要求极高，因此对继电保护的要求也越来越高。当系统发生故障时要求必须做出及时高效的反应，快速切除，及时解决故障，绝不允许出现任何纰漏，继电保护发生拒动的现象更是不被允许的。另一保护电网的有效方法是全线速动的纵联保护，其保护作用的发挥程度直接关系到高压电网的稳定运行。当出现故障时，高压线路纵联保护两端的保护装置通过故障信息的交换，可以甄别出是本线路故障还是区外故障，并根据不同的故障采取不同的方法。在遇到区外故障时不动作，在甄别出是区内故障时，快速反应及时切除故障以达到保护的作用。光纤抗干扰性，容量大的特点为电流差动保护的应用提供了强大的技术支持。
3光纤通信在电网中的发展前景
随着经济、技术的发展，光纤通信技术、计算机技术也越来越多的应用到了现代生产生活中。光纤通信讯技术在电力系统中的应用也越来越深入广泛，电力系统调度自动化已经成为了一种必然发展趋势。通过数字传输手段传递电量讯号、用光纤作为传输媒介取代金属电缆共同构成了网络通信的二次系统，这种网络二次系统成为电力系统的未来发展趋势。自动化技术的发展是智能化电力系统的基础。而智能化电力系统则是对信息传输全程实现数字化，这对光纤通信技术提出了更高的要求。光纤通信技术也应积极创新，与时俱进，实现应用上的平稳发展，并对重点技术及科技难题进行逐一突破、逐步完善。电网现代化要求调度自动化进一步加强，要求人力从繁复的劳动中解放出来。调度自动化有利于优化配电网络结构，简化保护和运营程序，提高供电的可靠性和电能质量。作为新的传输媒介，将光纤运用到电力通信系统中，并依据电力系统自身特点对其进行科学的改进，可以提高电力系统各个组成部分的运转能力，也可以提高电力系统运转的稳定性、安全性和可靠性。随着光纤的不断发展进步，电力通信会越来越完善，光纤在电力系统中的应用也会越来越深化。
2光纤通信技术在电力系统中的应用
随着经济的发展，电网规模不断扩大。当前电力传输正向着大容量和长距离方向高速发展。电力企业不断加强电力通信传输网络的研究力度，以期尽可能地保障信息传输安全和通信网络的高效运行，降低投资成本，提高经济效益。和其他公共通信网络相比，电力系统的通信系统有着突出的特点，业务总量巨大，业务单体容量偏小，信息传递可靠性要求极高，杆路资源丰富等。在使用光纤技术组建电力系统通信网络时必须从电力通信自身的实际特点出发，尽可能地运用已有的优势的基础开展通信网络建设工作。现阶段电力系统通信网络中常见的通信光缆有三种类型，分别是架空地线复合光缆(OPGW）、无金属自撑式光缆(ADSS)、金属自撑式架空光缆(AD-Lash)。
2.1架空地线复合光缆
架空地线复合光缆简称OPGW（OpticalFiberVompositeOver－headGroundWire），该种光缆是专门为电力系统通信而设计开发的，同时具有通信光缆和普通地线两种特性。架空地线复合光缆具有三层结构，由外至内分别是铝线、钢芯和光纤。三层结构采取不同的方式进行组合，从而使OPGW分为层绞式、中心束管式、骨架式3种类型。它具有通信容量大、抗强电干扰能力强、温度特性好、导电性能佳、机械强度高、安全可靠等特点。以该种光缆架设的架空地线复合光缆通信通道能够有效节约光缆工程对空间和土地的占用。目前架空地线复合光缆普遍应用于110kV以上高压线路中。
2.2无金属自承式架空光缆
无金属自承式架空光缆以芳纶纤维为抗张元件。芳纶纤维是一种极具弹性的轻质高强度纤维，同时还具有较好的防弹能力和负膨胀系数。芳纶纤维是通过松套层绞填充方式进行套装而成，里层还有PE内护套、高强度、耐电痕护套等，从而具有很强的整体抗电腐蚀能力。另外，无金属加强材料的使用，使纤维对于雷电和高温等恶劣环境有很强的防护能力，电力线运行可靠性好。无金属自承式架空光缆一般与高压电力线路同塔架设，在电力系统中应用较多。
2.3金属自承式架空光缆
金属自承式架空光缆由多模或单模光纤、搞模量塑料、防水化合物、金属加强芯、涂塑钢铝待、钢绞线和聚乙烯护套组成。防水化合物能有效提高光缆的耐水解性，聚乙烯护套降低了光缆与其他接触物体的摩擦，便于安装施工，同时给光缆提供了良好的抗紫外线辐射能力。
3电力系统光纤通信组网技术
光纤通信组网方式是影响光纤传输速率的最主要因素。科学高效的通信组网方式对于对信息传输速度要求很高的电力系统通信网络来说至关重要。当前，在电力系统通信中常用的组网方式是SDH技术、OTN技术、PTN技术和EPON技术有机结合的方式。
3.1SDH技术
同步数字体系（SynchronousDigitalHierarchy，SDH）是一种综合信息传送网络，以网管系统为操作中枢，具有复接、线路传输及交换多种功能。在同步数字体系中，不同速度的数位信号具有不同的等级，通过标准的复用方法和映射方法，将低等级的SDH信号复用为高等级的，实现了网络传输的同步，使局部网络与核心网之间的接入问题获得有效缓解，大幅提高了网络带宽的利用率。同时，SDH系统自我保护能力较好，能够适应电力通信复杂苛刻的使用环境。
3.2OTN技术
OTN（OpticalTransmissionNet，光传送网）结合了ASON与DWDM两种技术的特点，不仅充分发挥了原有DWDM（DenseWavelengthDivisionMultiplexing，密集波分复用）技术的优势，并在此基础之上赋予组网和电路调度工作灵活多变的特性。作为针对SDH与WDM网络的缺陷所开发出来的新型光传输技术，OTN全面继承了SDH和WDM网络的优点，不仅具有WDM网络超大容量的带宽，更具有SDH网络的运行管理性。同时，它还具有路由功能与信令功能，能够为业务提供更为安全的保护策略和更高的传输效率。OTN的传送带宽大颗粒业务最为突出，从而受到广大用户欢迎，发展空间极为广大。从现在电力通信的集中管理模式来看，未来电力通信网业务传输特点主要是汇聚，各地区供电局汇聚大量IP业务至省公司可采用OTN方式承载。
3.3PTN技术
PTN（分组传送网，PacketTransportNetwork）最主要的特征是针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求在底层光传输媒质和IP业务之间设置一个层面，以分组业务为主，其他多种业务为辅开展工作，从而在保证光传输原有特点的基础上有效降低整体成本。它所具有的光传输特点包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、可扩展、较高的安全性等。数据业务是PTN的发展重点，可以实现数据业务的无缝对接，具有高效的带宽管理机制和流量工程。
3.4EPON技术
EPON是一种采用点到多点结构的单纤双向光接入网络。它综合了千兆以太网技术与无源光网络（PON）的特点，具有树型、星型、总线型等拓扑结构等多种拓扑结构，可以划分为网络侧的光线路终端（OLT）、用户侧的光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）三个部分。随着电网智能化程度的提高，配网自动化趋势日渐明显。针对配电终端分布分散、通信节点数量众多、单个节点的通信数据量小，数据实时性要求和配电网停电区故障处理能力的要求高的特点，E－PON采取无源光网络机制，有效应对上述问题，保障通信质量。另外，使用EPON技术，可以提高配网自动化水平，从而提高整个配电系统的管理水平和工作效率，进一步保障供电安全和供电质量。
一、引言
电力系统是目前所知的最大最复杂的人造物理系统，包括发电、输电、变电、配电、用电六大环节。电网将各种不同的发电电源所产生的电能通过输电通道输送到用户侧，为人类发展提供动力支持。随着经济的发展、社会的进步、科技和信息化水平的提高以及全球资源和环境问题的日益突出，电网对于通信技术的需求越来越强，通信对于我国坚强智能电网的建设有很强的支撑能力。
电力通信网负责为电网提供信息传输和交换，电网实现实时信息和电力交换的重要的支撑系统，其安全性已经成为智能电网安全、可靠、经济运行的重要保障。光纤通信技术作为电力通信网中的一种主要通信技术，在电力系统发电、输电、配电领域广泛应用。因此建立电力通信网光纤线路的安全风险评估系统，对电力通信网光纤线路的安全风险进行实时评估，具有显著的社会效益和经济效益。
二、电力通信网光纤线路安全风险评估方法
电力通信网对电网的安全、稳定运行意义重大。电力通信网经过几十年的发展，现在已经形成了非常完整的网络。在电力通信网中，使用的通信技术非常全面，包括微波通信、无线通信、光纤通信、卫星通信、电力专网等通信手段。这些通信技术相辅相成，共同完场电力系统对于通信的需求。光纤通信技术由于其高带宽、高传输速率及低损耗等特点，在电力系统中广泛应用，在电力系统的发电、输电、配电领域中应用非常广泛，所以电力通信网中的光纤线路的安全稳定对电力通信网及电力系统来说意义重大。通过对电力通信网光纤线路的安全风险评估，可以提早发现风险，防止在电力通信网上传输、交换的电力调度、安稳等业务受到影响。
电力系统运行中的安全风险评估开展较早，国内外也有很多学者从事相关的工作，也有很多成果。电力通信网中的安全风险评估相对开展较晚，这方面的成果还较少，本文提出了一种新的电力电力通信网光纤线路安全风险评估方法。
电力通信网光纤线路安全风险评估方法分如下几步：
2.1确定评估对象范围
本文主要研究电力通信网光线线路的安全风险分析，所以评估对象是电力通信网光纤通信系统，主要是电力系统OPGW、ADSS光纤传输系统。
2.2确定评估对象中所包含的网元设备
电力通信网光纤系统主要包含光纤通信设备、OPGW光缆、ADSS光缆、网管系统、通信机房、通信电源等。
2.3确定影响评估对象包含的网元设备安全运行的指标因素
通过分析电力光纤通信系统运行特性，确定影响评估对象包含的网元设备安全运行的各指标因素，这些指标对电力通信网运行安全有一定的的影响。一些重要的指标。
2.4确定指标权重
电力通信网运行安全指标对于电力通信网安全稳定运行有影响，但这些指标中，有些指标相对重要一些，有些指标影响相对小一些。根据电力通信网中网元设备及业务重要度，由电力通信领域相关人员确定影响评估对象包含的网元设备安全风险因素并确定其对网元设备影响所占的权重
2.5利用D-S证据理论修正专家的权重确定
由于专家受理论知识及从事工作的限制，其给出的权重设定可能不符合客观规律，本文引入D-S证据理论修正专家的权重设定。通过修正，可以更客观的给出各个指标因素在电力通信网光纤线路安全风险的权重，使评价结果更加客观、公正。
2.6电力通信网光纤线路安全级别的给出
通过运用证据理论合成规则融合各条证据，根据融合的基本信度分配函数对各个风险因素的安全有效性进行分级，最终给出电力通信网光纤线路的安全风险级别。
三、总结
电力通信网对于电力系统安全稳定运行有至关重要的作用，本文提出了一种电力通信网光纤线路安全风险评估方法。通过应用此方法，可以评估电力通信网光纤线路的安全性，对光纤线路的安全风险可以做到早发现、早预防、早处理，保证电力系统的安全、稳定运行。
一、引言
伴随着科学技术水平的不断提高，社会经济的快速发展，电工和电气工程各技术领域均获得了突飞猛进的发展，特别是各种新微型电子器件的出现，信息的渗透以及扩展，再加上电子计算机的快速发展，使得电工程理论也发生了相应的变革。在这种形势下，加强电路与系统理论的研究也变得尤为重要。
二、经典电路和近代电路理论研究
在电路和系统理论的发展以及形成阶段经历了自经典到近代这一过程。电路最早出现于物理学中的电磁学，控制系统、电力系统以及通信系统在形成与发展过程中，其共同基础均为电路理论。从方法论来看，电路理论主要经历了频域分析与时域分析交替发展阶段，在早期电路理论倾向于时域分析，但因遇到较复杂的高阶段微分方程或者输入时，于时域进行求解的话比较困难，对此，到后期开始转向于频域分析。而随着计算机的普及以及广泛应用，在微分方程的求解过程中所遇到的难题可借助于计算机得到有效的解决，此时时域分析也重新得到了关注以及重视，频域和时域相结合的这一理论也日渐完善。
战后年代控制系统、电力系统以及通信系统均获得很大突飞猛进的发展，尤其是控制系统与通信系统发展特别迅速，已上升成为了新理论体系，分别为控制论与信息论。在控制系统与通信系统中所运动的信息为时间序列，其带有一定的随机性，具备统计分布特征，而这些特征也为电路理论的研究提供了一些新的课题，再加上计算机的广泛应用，不同新微型电子设备器件的相继出现，产生了一种新的电路理论，即近代电路理论，该理论所含内容非常多，比如非互易电路理论、非线性电路理论、多端电路理论、时变电路理论以及有源电路理论等，其特点主要如下：
第一，在时域分析上，将δ（t）引入至此起到了一定的革命性作用;在变换域分析上，自频域向复频域发展，接着再发展至Z域，拓宽了信号分析领域。
第二，时域分析和频域分析之间的有机结合，小波变换分析法的应用;计算方法的改变，系统步骤解法的应用，该方法满足计算机程序求解需求。
第三，动力学体系以及代数拓扑等的引入，不仅为计算机应用于电路提供了相应的理论参考依据，同时在此基础上还提出了相关的研究方式，即时变系统研究与非线性系统研究。
近代电路理论就电路规律性方面的相关内容提出了新见解，即认为电荷守恒定律与能量守恒定律为基本电路定律，只有基于集中化这一条件下才可将电压定律以及电流定律表现出来，因电路现象物理实质为电磁场，对此这一观点在某种意义上更能将电路中所产生的这一电磁过程阐明，同时有利于和经典电力学理论中能量守恒定律以及质量守恒定律进行对比，构建统一且科学的电路和系统理论。
三、电路和系统理论研究分析
所谓系统就是指由不同互相作用以及联系的事物所构成的一个具备某种作用的整体，其中动物神经组织与太阳系等为自然系统，计算机网与供电网等为人工技术系统，此外还包含有思维意识系统以及社会系统等，于电工程范围内，当前现有的系统有控制系统、电力系统以及通信系统。
和系统定义联系密切的有信号，信号这一概念最早提出于通信这一学科中，何谓信号，简单地讲就是信号其实就是消息存在形式，而信号的内容则为消息，从某种意义上来讲，信号具有随机性和统计分布特征，结合近代观点来看，信息将系统所包括的能量以及物质在时间与空间中分布不均匀程度反映了出来，由此可见，信号为形式，消息为内容，而信息则为内涵。除此之外，和系统还存在联系的有网络以及电路，电路作为电工设备所构成的一个总体，为电流通过提供了相关途径。若电路具备复杂结构，则这种电路叫做网络，于现代电路学理论中网络或者电路被看作是实际电路科学抽象。电路和系统之间除了存在某种联系以外，二者还各有特色，但是不管是系统，还是电路，均由元件组合所构成。电路这种结构为具体性，即对信号实施某一种加工处理;而系统则为信号通过的所有线路。在系统理论中所强调的是于特定条件下必须要具备某一种功能，即传输特性;而电路所强调的则是系统自身特性的实现应该有的参数以及结构。对此，从某种意义上来讲，系统涉及到的问题为全局性，而电路涉及到的问题为局部性，信号、系统以及电路之间关系就如同火车车厢、铁路以及铁轨间的关系。近几年，随着社会经济发展速度的加快，信息技术水平的额提高，电路与系统理论在问题科学思想的研究上互相递馈以及渗透;于问题方法论上互相统一以及协调，微电子工业的快速发展已使电系统、电器件以及电路融为了一体。
四、结束语
综上所述，随着社会的进步和科学的发展，电路与系统理论这门学科已成为了一门具备深厚理论基础以及广泛实践基础的学科，该学科和其他领域学科相同，所引用的研究方式、概念以及理论内容等均在不断更新，该学科已经在电子工程以及电气工程各技术部门获得了明显的应用价值，且也在自身各发展阶段融合了当前关于自然科学理论中的优秀成果。电路与系统理论兼有两个方面的渊源，即理论与实践;同时还兼有两个方面的背景，即学术与工业。除此之外，电路与系统理论还和国民经济、社会进步等学科领域存在着密切的联系。
参考文献
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[2]韩东，董博，马立元等.复杂电路虚拟维修的建模与仿真技术[J].计算机工程与设计，2010，31（7）：1595-1598.
众所周知，项目管理既是一种管理活动，更是一种管理科学，我们通过有步骤的计划、组织、管理和控制，能够有效的提升企业效率，实现项目目标与项目过程的综合优化。电力企业借鉴现代化的工程管理方法，将电力工程项目中所涉及的包含合同管理、施工计划管理、过程控制管理、物资采购管理、仓库管理、成本核算管理、事务管理以及系统管理等模块在内的管理项目以系统软件开发的形式通过计算机编程手段开发出管理系统，既有利于提升电力企业的科学化管理水平，同时也有利于更加精确且方便的定位电力项目管理中各个环节的控制进程。
一、电力工程项目管理软件系统开发的意义
电力工程项目管理软件系统开发对于促进电力公司的基建业务信息化水平，提升基建管理效能具有十分重要的意义。其中原因既有大环境的变化使然，也有内部系统当中共享资源等诉求的需要。一方面，现代社会的电力工程项目日趋大型复杂，并且有着国际融合的趋势，信息的交流与传递十分频繁，项目管理信息化已经引起企业管理层的高度重视，通过信息网络载体开发出能够进行项目信息交流的平台，有利于提升信息交互的速度（包括信息反馈速度和系统的反应速度等），减轻项目工作人员日常管理的负担，使得用户能够及时查询电力工程进展情况的信息，方便及时发现问题，解决问题，最终提高工作效率；另一方面，电力工程项目管理借助信息化的手段能够更好的借用系统工程的观点、理论和方法对工程建设项目生命周期内的所有工作进行计划、组织、指挥、协调和控制，更加确保工程质量、缩短工期、提高投资效益，促进建设工程项目管理水平的不断提高；第三，相较于电力公司内的个体元素，比如公司的经营者和员工，电力工程项目管理软件系统的开发既有利于公司决策者对企业的成本要素做到了如指掌，又有利于公司下属员工通过岗位设置，实现工作的信息化，脱离纸张办公，提高工作效率。可以说，只需一套系统，一次性花费较小的成本，就可以帮助实现企业的信息化，摆脱企业内部数据间无法共享相互独立的管理难题。
二、电力工程项目管理软件系统开发的具体做法
基于电力工程项目管理软件系统开发对于电力企业自身发展来说具有十分重要的意义，本文尝试运用信息化的技术手段来开发电力工程项目管理软件系统。该系统将主要围绕施工成本、工程进度、合同管理三个中心的项目组织架构来进行设计，通过用户权限、职务权限、项目权限、操作权限等模块进行必要的分工协作；同时通过工作流程对企业的业务进行必要的审批工。
以实施效果而论，通过以上的系统模块，用户企业可以实现实时的、动态的项目流程追踪，包括公司管理层在内的系统用户可以随时通过系统了解到各项目的资金使用情况和成本情况，同时也可以实时的查询每笔费用的发生情况、供应商付款情况、分包商情况、员工情况等。该系统可以支持多点的同时监控，包括参建单位，施工企业以及工程项目等；以系统构架来说，施工成本、工程进度、合同管理三个中心的项目组织架构将会通过进度管理子系统（比如施工过程管理子系统）、文档管理子系统（比如各类的数据库）以及成本管理子系统（比如施工计划成本核算子系统）等系统来实现，通过子系统与子系统之间的串并联来实现信息的交互。
在这些系统模块当中，其中进度管理子系统主要负责包括项目标段设置、用户标段分配、详细施工进度图表、项目产值数据汇总、计划与实际进度曲线分析等在内的功能；文档管理系统主要负责包括文档管理、文档导入、文档备份、文档统计等在内的功能；质量管理子系统主要负责包括预算数据管理、预算控制、成本数据统计分析等在内的功能。
三、结论
电力企业的发展是日新月异的，电力工程项目管理软件的开发只是较好的适应了时代的发展规律，通过自定义的信息化系统设计，最终受益的企业能够快速进入全新的项目管理时代，开创企业自身高速成长的未来。
参考文献：
[1]浅谈电力工程项目管理流程与实施[J].中国新技术新产品，2012.
《电路》和《信号与系统》课程是电气工程及其自动化本科专业的重要专业基础课，所涉及的基本概念和研究方法已逐渐应用于电气技术中的各个领域。《电路》课程研究电路的基础知识，《信号与系统》课程研究信号与系统的基本概念、基本理论和基本分析方法，应用现代数学的方法和结论阐述和解决物理问题，将物理意义与数学论证紧密结合。由于该课程理论性较强，公式和理论推导证明较多，在教学上具有一定的难度，并且该课程的教学质量关系到后续课程的教学质量。本文结合笔者对上海电力学院电气工程及其自动化专业本科大学二年级和大学三年级学生的《电路》和《信号与系统》教学过程中的实践和体会，在教学内容、教学方法和实验教学等方面进行了一些探索和研究。
一、教学内容的选择
针对上海电力学院电气工程及其自动化专业本科的学生，选择由我院教师编写的中国电力出版社出版的《电路》和由我院教师编写的清华大学出版社出版的《信号处理原理与应用》作为教材，教材介绍了电路的基本原理和连续时间信号及离散时间信号与系统的分析[1-2]。我院电气工程及其自动化专业大学二年级的《电路》课程包含正弦交流电路频域分析（相量法）、非正弦电流电路分析（傅里叶级数展开分析方法）、电路的复频域分析（拉普拉斯变换的方法）、系统的网络函数、状态方程等内容，这些内容在传统的《信号与系统》课程中也是授课内容。对于这部分内容，《信号与系统》课程重点从“系统”的角度进行讲授。由于电气工程及其自动化专业后续课程中不再开设《数字信号处理》课程，在《信号与系统》课程中加入了离散傅里叶变换、滤波器的原理与设计等相关知识，让学生能够更多了解数字信号处理的相关技术。
二、教学方法和教学手段的改革
为了提高《电路》和《信号与系统》课程的教学质量，培养学生实践能力及创新能力，对教学方法和教学手段进行改革。
（一）将《电路》课程和《信号与系统》课程的内容有机结合
《信号与系统》课程的核心是几种变换域方法的原理和应用[3]，通过建立“电路、信号与系统”的概念，帮助学生理解各种变换方法。对于连续时间信号与系统，“电路”课程从“路”的角度分析电路的电压、电流和功率；《信号与系统》课程从“系统”的角度分析电路，将该电路看作系统，研究该系统的输入与输出的关系。“时域分析”用数学的方法求解电路，阐述信号与系统的物理意义；“频域分析”研究是系统的幅度频率响应和相位频率响应；“复频域分析”通过拉普拉斯变换的方法，将时域变换到复频域，以较简便的数学方法求解电路。
在《电路》课程中，用相量法对正弦交流电路进行分析，其实质就是采用变换域的方法，将时域变换到频域下进行研究，在讲授“电路”课程的时候，强调变换域的思想；在后续章节讲授拉普拉斯变换，继续阐述变换域的方法，并说明两种变换之间的关系。学生在《电路》课程中较早接触到变换域的思想，学习《信号与系统》课程中连续时间与系统的傅立叶变换，离散时间与系统的Z变换和傅里叶变换，教学方法上突出了承上启下、循序渐进的教学理念，学生容易掌握，教学效果良好。
（二）用类比的方法授课
《信号与系统》课程学习过程中，大部分学生对连续时间信号与系统能够较好的理解和掌握，但是学习离散时间信号与系统存在一定的困难。针对课程中的连续时间信号与系统和离散时间信号与系统具有平行相似的特点，采用类比法讲授两类信号与系统的基本概念、基本理论和基本分析方法，学生在了解数学基础较好的连续时间信号与系统理论的同时，通过联想举一反三的充分理解数学基础比较薄弱的离散时间信号与系统理论。《电路》课程中介绍一阶电路的时域分析方法，总结出来三要素法，直观清楚。二阶电路的时域分析方法比较复杂，引入了复频域的拉普拉斯变换，分析高阶电路非常有效，学生直观的意识到通过变换域的方法带来很大的方便。对于《信号与系统》课程中的z域变换的方法可以采用类似的方法授课，让学生较好的理解离散系统[4]。
（三）理论与实际相结合
课堂教学内容要与实际生活联系，让学生保持学习的热情和兴趣。《电路》和《信号与系统》课程的理论性比较强，内容相对比较枯燥。要激发学生的学习兴趣，选取一些生动的实例融入到课堂教学中。电力系统中的谐波分析，通过快速傅里叶变换的方法进行分析。学阶电路的放电过程时，从时钟的钟摆入手。推动钟摆开始摆动，它将以某种频率振荡，控制频率的主要是钟摆的长度。在钟摆中，能量在势能和动能之间转换，这两种形态间的能量的转换就是导致振荡的原因。最后由于摩擦的作用，任何物理振荡都会停止。将电容器和电感器连接在一起组成的二阶电路， 电容器储存电场能量，而电感器储存磁场能量，电容器将通过电感器进行充放电，直到金属导线中的电阻耗完能量振荡结束，振荡频率取决于电感器和电容器的大小。理论联系实际的教学有利于增强学生创新意识和实践能力，提高学生的综合素质。
三、加强实验教学
结合我院的实际情况，将Matlab软件引入《电路》和《信号与系统》教学中，坚持结合工程应用需要，培训学生实验能力。Matlab软件具有完备的图形处理功能，实现计算结果和编程的可视化，为该课程的实验体系提供了强大的支持。结合科技界、产业界的应用要求，课程组明确将MATLAB运用技术，并作为实验考核的内容。经过这样训练的学生，既能掌握基本理论和主要算法，又能将它作为工程实现，实践能力得到培养。
四、结束语
前文结合我院“信号与系统”课程教学改革的实践，从学生评教和督导听课来看，学生和督导认可教师的授课方式，大部分学生增强了学习热情，考试成绩也有很大的提高。结合教学要求，科学编排教学内容；结合学生能力培养需要，科学设计实验；结合教学效果需要，推动教学互动，促进教学相长。教学改革有助于提高教学质量，增强学生的实践能力及创新能力。
参考文献：
[1]杨欢红，杨尔滨，刘蓉晖.电路[M].北京：中国电力出版社，2007.
[2]靳希，杨尔滨，赵玲.信号处理原理与应用[M].北京：清华大学出版社，2008.
[3]许波等.“信号与系统”课程教学改革思考与实践[J] .南京：电气电子教学学报， 2008， 30（1）：8-10.
[4]郭荣艳，刘晓青.“电路”与“信号与系统”课程优化整合与改革实践[J].中国电力教育，2011， 16（16）：80-82.
基金项目：
从近年电力系统科技发展的脉络上看，广义而言，可以认为智能电网有两大起源：文提出的数字电力系统理念，其重点在于输电网的智能调度与控制文提出的“友好电网”，其重点在于建设互动型配电网。尤其是文工作的提出，揭开了数字电网乃至智能电网研究工作序幕；2006年国家电网公司实施SG186工程，开始进行数字化电网和数字化变电站的框架研究和示范工程建设，南方电网公司委托清华大学开展数字南方电网研究;2009年，国家电网公司提出了建设我国“坚强智能电网”的宏伟蓝图。国际上，欧美等国纷纷出台了各自的智能电网发展计划。与此同时，国内外学者从各个方面对智能电网基础理论和关键技术进行了深人研究，取得了一大批重要成果，其中多指标自趋优运营能力被认为是智能电网与传统电网的最大区别。
毋庸置疑，智能电网的建设进程伴随着电力系统中数字化和信息化程度的不断提高，系统中的能量流和信息流的交换与互动亦日益频繁，最终使得未来智能电网在很大程度上将发展成一类由信息网和物理（电力）网构成的相互依存的二元复合网络(cyber-physicalpowergrid，CPPG)。在此背景下，研究信息网和物理网相互依存的新一代电力网络的拓扑结构特征、连锁故障传播机理、安全水平和生存能力以及相应的预防控制措施在理论和工程两方面均具有重要意义，这主要缘于以下3方面的因素。
（1)智能电网在规模和动态上的复杂特性对复杂网络理论本身的发展提出了更高的要求。随着智能电网建设的深人，CPPG的网络规模不断扩大、网络动态的新特性日益增多，从而导致CPPG的网络复杂性持续增强，主要体现在如下两个方面：
(2) CPPG是由信息网/物理网耦合而成的超大规模二元复杂网络，它对复杂网络理论研究提出了新的重大挑战。
1998年发表于Nature上的题为《“小世界”网络的集体动力学》（collectivedynamicsof‘small-world，networks)和1999年在Science上发表的题为《随机网络中标度的涌现Kemergenceofscal¬inginrandomnetworks)的文章分别揭示了复杂网络理论的小世界和无标度特性，开创了复杂网络理论研究的新纪元。基于统计特性与结构模型，研究者对网络性能进行了详细的分析，并在网络的社团结构、脆弱度评估和传播动力学等方面取得了较大的进展。2009年7月Scence杂志出专栏介绍复杂网络理论的新发展，例如将其用于预测种族冲突1和识别恐怖组织中的关键人物等问题。特别需要指出的是，复杂网络理论在电力系统巳得到成功应用，文基于该理论建立了电力系统自组织临界一般理论，包括电网演化机制模型、连锁故障模拟方法、电网脆弱度及风险评估方法和电力系统应急管理平台4项创新。
(3) 未来电网若干关键功能，如对分布式发电的接纳、需求侧管理等，无疑加大了CPPG在动态特性上的复杂度。
在资源和环保的压力下，以新能源发电为主体的分布式发电（distributedgeneration,DG)成为电力系统发电的一个重要方向。通常位于近负荷侧的分布式发电改变了传统电力系统中功率单向流动的特点，也使得电力系统的负荷预测、规划和运行与过去相比具有更大的不确定性;同时分布式发电的加人，必然需要增加大量通信装置以实现分布式发电的自身控制以及与传统电网的协调。
此外，借助于先进的测量和通讯系统，基于政策和电价激励的需求侧响应技术被认为是提高系统可靠性和实现节能环保的有效方法，如通过推广电动汽车平抑负荷峰谷差和减少系统备用，即是一种用户参与需求侧响应的有效方式。
综上所述，现有工作的研究对象无论其规模和结构多么复杂，大多针对单一复杂网络，或者信息网，或者物理（电力）网，而对于CPPG这类二元网络的复杂网络特性研究则鲜有先例可循，因此，迫切需要发展现有的复杂网络理论，以满足未来智能电网发展的需要。
（4)智能电网主要目标的实现需要信息技术的发展来提供保障。
信息化在实现智能电网主要目标（灵活、高效、可持续、节能环保、高可靠性和高安全性等）的过程中起着举足轻重的作用。然而，目前大多数的研究和实践更加侧重于信息化引人新功能的实现和挖掘，而对信息化背景下智能电网的安全性问题则缺乏足够的重视。信息化程度的提高给电网带来诸多安全隐患，如信息采集环节、传输环节、智能控制和电网与用户互动环境下均存在不同程度的安全风险。
信息化带来的种种安全隐患或危害，均可视为对信息网的有意或无意攻击，其影响一般表现为信息网的相继故障从而可能引发信息网瘫痪，严重时故障可能穿越信息网边界波及物理网，进而导致物理网连锁故障。极端情况下，相继或连锁故障在信息网和物理网之间交替传播，严重威胁电力系统安全运行。
（5)对信息安全问题的关注应贯穿智能电网重大工程实践的全过程。
在智能电网重大工程建设过程中，评估系统运行风险、辨识系统薄弱环节并制定相应的预防控制措施贯穿全程，需要充分考虑CPPG中信息网与物理（电力）网紧密融合后带来的新变化。
(1) 信息网比物理（电力）网的运行风险更高。
文中指出，广义电力系统是由电力系统(EPS)、信息通信系统（ICS)和监测控制系统（MCS)融合而成的3S系统：这里的ICS/MCS即为本文所指的信息网，它是安全供电不可或缺的工具；由于ICS/MCS存在的潜在漏洞、缺陷和故障，使其成为3S系统安全风险的主要来源。如果信息网遭到攻击，则可能给物理（电力）网造成严重的故障，使得电力系统出现大面积停电事故或重要电力设备损坏。例如，2010年9月，伊朗布什尔核电站的计算机系统遭Stuxnet蠕虫病毒攻击，大大延迟了伊朗的核进程[27]。由此可见，智能电网的安全性不容忽视，而信息网的安全性则是重中之重，主要原因有：从网络本身受攻击的容易程度来看，信息网更容易受到攻击从网络的相互依赖程度来看，物理网对信息网的依赖程度更大从网络故障影响的范围来看，信息网故障的可影响范围更广。
(2) 保障CPPG中的信息网安全是全面建设智能电网的前提和必要环节。
建立信息/物理网一体化的新一代电力系统是未来电网发展的一个重要趋势，而保障其中的信息网安全则是全面建设智能电网的前提和必要环节，主要体现在两个方面：一方面，在建设CPPG之前考虑系统的安全问题，有利于清晰认识系统建成后可能面临的各种风险;一方面，在认知系统安全水平以及可能面临的各种攻击的基础上，从制定系统安全标准和政策法规等方面做好事先的安全预防，以保证系统的安全运行。
综上，可以得出以下结论：
信息化在提升电力自动化水平、提高社会生产效率和改善用户体验的同时也给智能电网的安全性带来了诸多隐患。一方面，信息网本身存在许多尚未解决的安全性问题，当电力系统高度信息化后，将在电力系统中埋下许多安全隐患[28—31]’另一方面，信息网和物理网作为未来智能电网的两大主要组成网络，其相互影响和相互作用机理尚不明确，该复合网络的脆弱性有可能被攻击者加以利用从而造成更大的危害。因此，有必要对智能电网中存在的信息安全隐患及其对全系统存活性的影响加以讨论并思考相应的解决方案。
1国内外研究现状
目前国内外对CPPG的研究尚处于起步阶段，主要集中在电力系统信息安全标准的制定、CPPG基本框架的建立以及可靠性等几个方面，详述如下：
(1) 电力系统信息安全标准制定
国外在电力系统信息安全标准的制定方面起步较早：2006年，北美电力可靠性委员会(NERC)为保证电力系统中所有实体均对北美大电网的可靠性承担部分职责，同时保护可能影响到大电网可靠性的重要信息资产，制订了信息安全标准CIP-002-1〜CIP-009-1;国际电工委员会针对数字和通讯安全提出了IEC62351标准。
国内目前尚未明确制定信息安全的相关标准，只是为保障信息安全提供了一系列原则。文[5]提出智能电网信息安全工作一定要坚持安全分区、网络专用、横向隔离和纵向认证的原则；同时对大量分散用户的信息介人，也要采取类似方法，将其影响范围局限在变电站甚至更低的等级，以防止对整个电网产生灾难性的后果。文[36-38]强调在智能电网的研究中，应特别关注建立电网信息支撑平台的必要性，这是因为开放的信息系统和共享的信息模式是智能电网的基础，开发与建造一个能够覆盖电网全域的、统一的信息系统是智能电网发展的关键所在，而要消除信息共享障碍就必须对信息进行标准化和规范化。
(2) 信息/物理网安全性研究框架
文中将智能电网的信息安全相关问题分解为如何保障智能电表(AMI)和无线网络的安全，以及如何制定政策奖励维护网络安全的电力生产运营商等。
文中提出采用由安全管理、安全策略和安全技术组成的电力信息系统安全防护总体框架，其中安全管理包括组织保证体系、安全管理制度及安全培训机制；安全策略分为分区防护和强化隔离；安全技术则涵盖身份认证、访问控制、内容安全、审计和跟踪及响应和恢复等。
文[1]提出统一信息系统必须包括以下4个独立存在又相互依赖的信息处理子系统：用于存储和管理电网中的所有信息数据的分布和分层的数据库群子系统；分布和分层的用于电网控制与管理的任务处理应用子系统；分布和分层的电网状态检查和监视应用子系统；分布和分层的电网全域可达的人机信息交互子系统。
基于信息物理系统（cyberphysicalsystem，CPS)的概念和电力系统的特点，文[42]构建了电力CPS的思路和框架并提出建设电力CPS面临的挑战，认为电力CPS主要由大量的计算设备（服务器、计算机、嵌人式计算设备等）、数据采集设备（传感器、PMU、嵌人式数据采集设备等）和物理设备（大型发电机组、分布式电源、负荷等）组成，其中前者通过信息网络互联，后者则构成物理的电力网络。具体地，电力CPS包括控制中心、分布式计算设备、通信网络、输配电网络、电源和负荷。同时，电力CPS可以与其他的CPS子系统通过网络连接协同工作。该文进一步提出发展电力CPS的关键技术涉及全局优化与局部控制的协同技术、大规模分布式计算技术、CPS通信协议、动态网络和延迟/终端容忍网络、集群智能和虚实空间的自动映射一致性等。
(3)信息/物理网安全性建模分析
在一般信息-物理二元网络的建模方面，采用如下的两个步骤进行建模：首先通过物理和信息的输人输出信号、内部动态和局部传感信息等要素对各个(或组）元件建立状态空间模块；进一步在网络拓扑的基础上将各模块整合在一'起以建立系统的信息,理二元复合网络模型。
在网络攻击对电力系统系统的可靠性影响方面，目前巳有初步进展。文章构建了系统性评估信息物理依存网络脆弱度的基本框架，进一步该文研究了网络攻击对电力系统的数据采集和监控(SCADA)系统的影响。文章通过信息-物理的连接桥建立信息攻击与物理元件之间的通道，以此表征由于某处信息攻击所导致的电力设备的意外故障，进而在巳知信息攻击概率的基础上，评估系统遭受信息攻击时的可靠性。
更有意义的是，文章提出研究相互依存网络灾变的重要性，并基于意大利的电力网和信息网的网络关系图（如图1所示）模拟了该网络上由于一个变电站故障退出运行后，故障在物理（电力）网络与信息网络之间的交替传播及整个网络的崩溃过程。其基本思路是某个网络中一个节点的故障可能会造成与其耦合的网络中相关联节点的故障，通过建立连锁故障传播模型，分析指出某个网络中小部分节点的故障可能导致整个耦合系统的崩溃。
(4)其他方面
文章指出新一代电力系统的SCADA采用越来越多的无线通信可能面临的信息安全方面的6个障碍和挑战，涵盖量测的机密性、测量环境的模糊化、数据的安全聚集、拓扑模糊化、可扩展的信任管理以及数据聚集的隐私性等。文[1]指出目前电力系统的信息系统存在信息难以综合和深化利用、信息处理及控制管理设备和系统上的重叠以及开发基于信息综合的高级控制管理功能（如自适应性、自组织和智能决策等）受限等问题。
2 CPPG信息安全性研究关键课题
CPPG作为一类信息/物理网高度依存的二元复合网络，分析其连锁故障机理及脆弱度评估方法是保障CPPG信息安全乃至全系统安全的重要前提。为此，本节从复杂网络视角提出以下4个前瞻性课题。
2.1 CPPG中信息网和物理网异构特性及相互依存关系分析、一体化网络模型建立及拓扑结构特征提取
一般而言，CPPG中信息、物理两个网络往往呈现截然不同的结构特性，如有研究表明，信息网呈现无标度特性，而很多实际电网具有小世界特性。在此背景下，CPPG将是由信息/物理网相互依存演化成的二元异构网络(如无标度信息网与小世界物理网），如图2所示。
对该网络的拓扑结构特征提取有助于从本质上揭示其功能特性，具体可以开展如下研究：
(1) 分析并揭示CPPG中信息网与物理网的异构特性，建立连接信息/物理网的联络线网络化数学表述模型，研究不同类型信息网与物理网（如无标度网与小世界网）中信息流和能量流的输送特性。基于电力系统动态特性（如潮流）建立物理网功能有效性模型，基于信息系统静态特性（如网络拓扑结构和元件级联失效等）建立信息网功能有效性模型。这里的功能有效性是指网络节点和边的动态均受到一定的容量限制，在限制值之内称为有效。
(2) 深人分析CPPG中信息网和物理网的耦合
机理，研究信息过程和物理过程的相互影响。
(3) 研究信息网和物理网内部以及二者之间的拓扑连接或者信号传送关系，进一步将上述信息/物理功能有效性模型集成，以建立能够反映CPPG中信息网和物理网交互过程的一体化网络模型。
(4) 基于复杂网络理论中网络结构影响网络功能的基本思路，选用适当的指标，提取并分析CPPG拓扑结构特征，即从统计的角度考察CPPG中大规模节点及其连接之间的性质，这些性质的不同意味着网络内部结构的不同，进而将导致系统功能有所差异。因此，对CPPG拓扑结构特征的描述和分析是进行CPPG研究的必要步骤。
2.2CPPG的连锁故障研究
到目前为止，巳有较多针对信息网或物理网连锁故障建模分析的研究成果[16—17]，尽管人们对单一网络（信息网或物理网）的连锁故障过程有了一定程度的认识，但连锁故障在CPPG上的发生和传播过程可能与单一信息网或物理网情形大不相同。研究
CPPG的连锁故障发生过程需要根据信息网和物理网的依存关系，将两个网络中的故障传播过程进行合理的对接。
在上述CPPG—体化网络模型的基础上，同时考虑物理设备和数据采集计算设备等对系统连锁故障发生、发展过程的影响，分析CPPG的连锁故障特性，具体包括以下几个方面：
(1) 构建CPPG连锁故障模型。具体地，根据信息流的传输特性，建立CPPG中信息网连锁故障模型，同时提出适当的指标分析其连锁故障影响后果;考虑未来智能电网中高渗透率的分布式发电以及广泛的用户侧响应，分析CPPG中物理网的连锁故障发生、发展过程，并采用适当的指标（如负荷损失量)表征其连锁故障规模;在信息网与物理网耦合机理分析的基础上，将信息网与物理网连锁故障模型进行合理对接，构建CPPG连锁故障模型并模拟其连锁故障传播过程。
(2) 辨识影响连锁故障发生的关键因素，既要包含物理网上的关键发电和输电设备，又需计及信息网上的关键计算机和信号传输单元。
(3) 定量分析CPPG上发生的连锁故障，借鉴风险价值和条件风险价值指标[16—17]，分析其灾变风险；对比CPPG和传统物理电力系统连锁故障的异同，重点分析信息网对CPPG连锁故障的影响。
2.3 CPPG的脆弱度评估研究
CPPG的脆弱度水平指其遭受攻击时造成的性能下降程度，下降程度越大则系统越脆弱。此处CPPG遭受的攻击既可能来自物理网，又可能来自信息网（如图3)，而对物理网的攻击可以等效为设备故障（包括退出运行），而对信息网的攻击形式多种多样（常见信息攻击和防守形式见图4)，包括信息的窃取、篡改等。
在综合评估CPPG脆弱度水平的同时，可寻找对其脆弱度水平影响较大的攻击模式和最坏干扰信息激励。具体研究内容如下：
(1) 建立CPPG的脆弱度评估指标体系，同时从结构和状态角度评价CPPG的性能水平。这里，所提脆弱度指标应兼顾物理网的安全、可靠和经济性以及信息网对数据机密性、完整性、可用性、可控性和可审查性的要求。
(2) 基于连锁故障模型，模拟CPPG遭受随机攻击和蓄意攻击后可能引发的连锁故障发生、发展过程，评估不同攻击模式下系统性能的变化，同时辨识出严重恶化CPPG性能的攻击模式以及系统脆弱环节。
此外，信息攻击形式需要考虑如下因素：
图4信息网安全的攻击与防守
①信息攻击的影响范围；
②信息攻击源与受影响位置的距离；
③信息攻击带来的后果多样性，例如有些攻击损害信息的机密性，而有些攻击损害信息的完整性和可用性，可以等效为相关服务的中断。
(3)通过对比CPPG和传统物理电力系统面临节点或者线路攻击时的脆弱度水平异同，明晰信息网对CPPG脆弱度的影响。
2.4灵活协调的优化控制方法
在脆弱度评估的基础上，针对系统的薄弱环节，可以从物理和信息网两方面设计有针对性的灵活协调优化控制方法，具体可以研究：
(1) 根据脆弱度评估辨识出的物理网薄弱环节，如关键发电机、线路和负载节点信息，采取适当的措施，例如建设新的电厂或者输电线路，以保证CPPG在面临攻击时依然能够运行在满意的状态。
