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【施耐德白皮书】价值驱动的电网数据管理指南.pdf

几十年来，电力、天然气和供水公司通过手动抄表来测量其商品的使用情况。

自2000年代中期以来，许多电力公司安装了智能电表，通过通常位于附近电线杆上的中央数据收集器，将数 字化的使用信息自动传回电网。数据从中央数据收集器流入计算机化的计费系统。 除了近乎实时地测量用户的用电量外，智能电表还测量电压水平，以及电力服务的二元（开/关）状态。这些电 不可以远程连接和断连用户，检测数据算改，并测量双向电流，

配电电网的历史遗留信息和管理系统

电表数据管理系统（MDMS）为计费系统、网络门户和其他信息系统处理和存储间隔负载数据 用户信息系统（CIS）处理来自MDMS的数据，连接计费系统，并存储有关用户位置、人口统计情况、联系信息和账单历史 数据。 配电管理系统(DMS）处理有关停电和用户电压水平的数据，并实施程序来优化电压和无功伏安(VAR）水平。 地理信息系统（GIS）是一个基于地图的数据库，可将电网基础设施可视化。 停电管理系统（OMS）处理来自智能电表的开/关数据以识别和隔离停电位置，并与GIS连接以派遣维修人员和管理服务恢 复。

有了智能电表GB／T 8290-2021 胶乳 取样.pdf，电力用户可以更好地监测和管理其能源使用，而电力公司则可以直接从电表接收信息，从而更快 发现停电并恢复供电。电网和用户都会收到有关能源使用情况的更详细数据。智能电表通常每天多次记录和传 户的能源使用情况，间隔可为每5、15、30或60分钟。

有了智能电表，电力用户可以更好地监测和管理其能源使用， 而电力公司则可以直接从电表接收信息，从而更快地 发现停电并恢复供电。电网和用户都会收到有关能源使用情况的更详细数据。智能电表通常每天多次记录和传输用 户的能源使用情况，间隔可为每5、15、30或60分钟。 智能电表是高级计量基础设施（AMI）系统的一部分，该系统整合了智能电表、通信系统和电表数据管理系统 MDMS)。为了支持AMI，电力公司使用各种有线（如光纤电缆、电线通信[PLC)）和无线（如射频[RF]网、 RF蜂窝）技术。

通信系统将数据传送到前端软件系统，该系统管理智能电表与其他信息系统之间的通信，包括MDMS、CIS、DMS 和OMS（见侧边栏）。AMI使电力服务提供商能够与用户沟通，并提供分时电价和其他服务。通常，配网电力公 司首次体会到数字化数据的威力，便是通过智能电表

价值驱动的电网数据管理

更用智能电表超过15年后，电力行业和监管机构普遍认可其价值

·缩短停电时间，降低停电成本 ·通过远程读数降低计量和计费成本，减少卡车里程和劳动力使用 ·增强用户对电费的控制 ·通过用户激励措施和直接负载控制计划来减少高峰需求，降低资本支出 “为什么”要采用智能电表、实现数学化已成为无需提出的问题。但“如何”来实现这一切仍是一项艰巨任务。其 中的一项核心挑战便是整合多个信息和管理系统，以改善电网效率、态势感知、用电恢复和DER管理。 电力公司通常面临以下两大挑战中的一项，具体取决于其智能电表实施进度： ·整合。开始安装智能电表和AMI的配网电力公司需要整合计量数据与现有的遗留系统，这非常有助于 实现智能计量的价值主张。

才务交易的第一步一一计费功能一一始于电表。来自智能电表的数据量大大超过了现场工作人员以前收集的数据量 该数据应用于计费之外的其他功能，需要遵循一系列步骤： ：智能电表数据管理系统（MDMS）从智能电表收集数据，并将数据传输到计费和其他软件系统 ，MDMS的一项主要功能是检测和纠正电表数据中的错误或遗漏。这个过程被称为验证、估计和编辑（VEE)。 处理完数据后，与其他系统交换数据会带来新的技术挑战。如图23所示，电力数据管理系统通常是相互 孤立的，与智能电表也是相互孤立的。

价值驱动的电网数据管理

图23。整合智能电表数 据与其他孤立的信息系统 具有排战性

电力公司认识到，智能电表数据是一个有用的信息来源，但要从数据中提取价值，就需要将智能电表数据与遗留的 各种信息和数据管理系统整合起来。这项任务可能还需要挖掘大量的非结构化数据，以揭示日益分散的配电网络中 的模式。对这些数据的分析可以改善对能源使用的预测，并提供电力系统异常的证据。这有助于提高运营效率和用 满音度

电力公合将他的智能电表数据发送到所增的“数据湖” 以供人工智能/机器学习技术使用。如今，一些 商提供带内置算法的云服务，以检测异常的能源使用情况，或提供电表测得的断电数据。一些分析师推测，数据 沂可以帮助电力公司调整配电资产的规模，制定新的费率计划，或在日益复杂的DER环境中平衡能源资源。

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低压通信技术包括智能电表，以及各种传感器和物联网设备，

这些设备涌入的数据造成了一种颇具挑战性的情况：电力行业需要将正确的数据引入正确的软件系统，从而为 确的业务流程提供信息。但今天，在许多电网统中，智能电表和其他数据被手动分类并发送到各种IT和OT 以下推荐措施有助于在电网复杂的遗留系统中进行数据管理 将电网数据接口数字化。电力公司管理着多个遗留平台，这些平台为不同的流程导入和导出不同类型的数 据，也可能驻留在不同部门的“孤岛”中。任何剩余的手动有纸化流程都应数字化。 实现复杂的IT和OT基础设施的自动化。今天，在许多电力公司中，智能电表数据被传输给电表数据管理 员，管理员验证数据并将相关部分发送至监管机构、供应商和其他各方，以执行各种任务。复杂的IT和 基础设施减缓了这些数据的传输和使用。实现这一过程的自动化将为配网电力公司带来巨大的好处。 实现电网影响分析的自动化。通过自动化流程来摄取、分析和可视化来自智能电表、GIS、CRM和其他来 源的数据，是改善低压网络运行的最佳方式。

制定互操作性规范。为可互操作、不依赖于电表的前端、MDM或低压分析系统制定规范，以确保这些系统 面向未来,并可与 ADMS、GIS 和计费系统轻松整合。

提高成本效益。智能电表已证实能够降低抄表 数据和其他低压数据进行有效的自动化和 整合，还可以降低向各种电力公司运营和信息 数据的劳动强度

整合，还可以降低向各种电力公司运营和信息系统提供数据的劳动强度。 增强弹性/可靠性。电力公司可以通过提高可见性、改善对低压网络的分析和控制来提高弹性和可靠性。 提高可持续性。智能电表消除了人员并车上门抄表的需求，从而显著提高了可持续性。对低压网络进行更有 效的数据管理使电力公司能够整合更多的DER并优化其使用，这同样会对可持续性产生巨大的潜在影响。 更大的柔性。整合智能电表数据与电网信息系统，可以提高低压电网数据的粒度，从而改善电网分析（如潮 流、状态估计），优化系统性能，并为运营商提供更大的柔性

价值驱动的电网数据管理

施耐德电气在智能计量领域提供三款产品，通过数据分析以及运营数据存储和管理功能， 改进传统的高级计量基础设施（AMI）和电表数据管理（MDM）功能

EcoStruxureTM电网计量运营是一个前端系统或电表运营中心。施耐德电气的前端系统可以对接多种电表技术 办议，具有高度的互操作性。该系统还提供设备管理功能。它接收来自智能电表的数据，并向智能电表发送操价 号，同时存储来自智能电表的负载数据，以便为用户计费。

EcoStruxureM电网计量运营是一个前端系统或电表运营中心。施耐德电气的前端系统可以对接多种电表技术和 办议，具有高度的互操作性。该系统还提供设备管理功能。它接收来自智能电表的数据，并向智能电表发送操作 号，同时存储来自智能电表的负载数据，以便为用户计费。 EcoStruxureTM电网计量顾问是一个覆盖整个数据管理生命周期的MDMS。除了简化计费和改善收费流程 外，施耐德电气的解决方案还支持整合多个不同的数据源，包括大多数AMI前端系统、远程终端单元（RTU）和 智能电子设备（IED）。施耐德电气的解决方案作为一个以安全为中心的单一平台，可以丰富电表数据并应用分析 技术，它提供

EcoStruxureTM电网计量顾问是一个覆盖整个数据管理生命周期的MDMS。除了简化计费和改善收费流程 外，施耐德电气的解决方案还支持整合多个不同的数据源，包括大多数AMI前端系统、远程终端单元（RTU）和 智能电子设备（IED）。施耐德电气的解决方案作为一个以安全为中心的单一平台，可以丰富电表数据并应用分析 技术，它提供

·数据聚合 ·纳入多个不同的数据源 ·可视化工具 ·智能电表、AMI网络和配电网络的可见性 ·CIM整合模型 EcoStruxureTM电网计量专家提供低压电网分析。作为一种基于云的软件即服务，它提供DER分析、损耗

EcoStruxureTM电网计量专家提供低压电网分析。作为一种基于云的软件即服务，它提供DER分析、损耗 计算、负载平衡、电气拓扑等

价值驱动的电网数据管理

网络安全挑战和实践远不止本指南中涵盖的数据管理的各个方面。 ·数据是新型数字化电网的命脉，是数据管理的基石，也是价值的终极驱动因素。 ·数据管理是电力公司实现可持续性、弹性、成本效益、柔性等目标的重要方式。 网络安全是一道必不可少的基本保障，必须渗透到数据管理的各个方面

这些以及其他网络安全攻击促使美国总统拜登发布了关于网络安全的行政命令3 。该命令中的安全保障范围包括处 理数据的系统（IT系统），确保我们安全的重要机器（运营技术OT】系统），以及关键软件的安全性和完整性

xTrend Micro, “乌克兰报告了首次由恶意软件造成的停电 2016年1月6日 Business Insider, I. Jibilian 和 K. Canales, "美国正在讨论针对SolarWinds网络攻击对俄罗斯实施制裁。这篇文章简明拒要地解释了这场大规模黑客攻 击是如何发生的，以及它为什么关系重大，2021年4月15日。 Bloomberg，W.Turton和K.Mehrotra，“黑客窃取密码入侵Colonial Pipeline”，2021年6月4日. 白宫，“情况说明：总统签署行政命令，为改善国家网络安全和保护联邦政府网络制定新方针，”2021年5月12日

价值驱动的电网数据管理

2020年12月，欧盟委员会公布了欧盟网络安全战略。该战略“旨在建立网络威胁抵御能力，确保公民和企业从值 得信赖的数字技术中受益。“40该提案加强了对公司的安全要求，规定了一种必须实行的风险管理办法，包括必须 应用最低基本安全要素清单。此外，欧盟委员会还提议，要求个别公司解决供应链和供应商关系中的网络安全风 险。在能源领域，欧盟能源监管机构合作署（ACER）于2021年7月发布了一份不具约束力的《特定行业跨境电力 流动网络安全规则框架指南》41。该框架指南“为制定具有约束力的网络安全守则提供了高层次的原则，将有助 王维护整个欧洲电力系统的安全性和弹性。”

关于敏感数据的政府法规

关于敏感数据的政府法规

世界各地的政府法规均要求敏感数据保持“隐私性”。数据不能出境，也不能在互联网上公开。例如，在北美， 美电力可靠性公司（NERC）的关键基础设施保护（CIP）条例不允许将这些数据接入互联网43。 在欧洲，“欧洲数据战略”将能源数据空间确定为“以用户为中心，以安全可信的方式促进更大的数据可用性和路 部门共享”所需的九个数据空间之一44。该战略概述了通用的数据治理机制。此外，《非个人数据自由流动条例 （欧盟）2018/1807》45和《通用数据保护条例（欧盟）2016/679》46建立了一个透明且运作良好的数据保护框 架。《欧洲数据治理条例》提案47规定了数据交换和数据空间的原则

世界各地的政府法规均要求敏感数据保持“隐私性”。数据不能出境，也不能在互联网上公开。例如，在北美， 美电力可靠性公司（NERC）的关键基础设施保护（CIP）条例不允许将这些数据接入互联网43。

·宏观层面（如变电站层面）的利用情况数据，如容量、用电量、成本、燃料组合、一次能源等。

哪些电网资源在用，哪些信

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系统开发过程中的数据保护和安全

国此，在解决方案和系统开发过程中，需要一个基础设施，以： ·确保这些数据（以及会话本身）被加密 ：确保这些数据来源于使用虚拟专用网络（VPN）的机器，VPN可以防止分裂隧道并防止接入互联网 ，无论这些数据是在电网还是在区域解决方案中心(RSC）内运行，都要确保数据保护到位 包括使用哪些机器（安全控制）、谁可以访问这些机器（访问控制）、谁可以查看和操作数据、使用什么存 储机制、使用什么复制机制等。

电网应用程序中的数据保护和安全

然后，当电力公司使用需要在中央系统之间以及在运营和现场（如ADMS、SCADA、OMS和现场系统）之间 通信的解决方案和系统访问这些数据时，必须为访问这些数据提供安全保障，同时充许正当的数据使用。这需要

·正确配置防火墙，打开适当的端口，实现适当的通信，并进行深度数据包检查，以过滤掉恶意软件和不需 要的流 ：确保数据访问的方向总是从安全性相对较高的区域到安全性较低的区域；不能从安全性较低的区域访问安全 性较高区域的数据 在智能电网领域，各种标准（例如，IEC62443，见下文；以及来自“数据和通信安全”第15工作组的IEC 62351，见本指南中的标准部分）可以帮助系统集成商和解决方案提供商建立防御方法某河道整治工程施工组织设计方案，保护OT应用程序

智能现场设备的数据安全

价值驱动的电网数据管理

着云计算越来越普遍（如云端的大型GS数据系统），云安全模型也越来越成熟，它们需要具备各种能力 ，静止状态下（例如，在存储中的数据）的云端数据，必须使用得到妥善保管的加密密钥进行保护。 ·数据需要能够安全地与开发人员和电网本地系统来回通信。

IEC61400-3 英语版海上风力发电机组设计要求.pdf安全开发生命周期（SDL)

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