电力通信网络中的量子保密通信示范应用与测评

基于量子密钥分发的量子保密通信技术是未来提升信息安全防护能力的有效解决方案之一,近年来相关技术研究、设备研制和示范应用发展迅速,但量子保密通信系统测评的标准规范尚未完全建立。在回顾量子保密通信技术及其应用进展的基础上,介绍电力量子保密通信示范网络建设和设备应用情况,从量子密钥分发、管理和应用等不同方面提出综合测评方案,通过实际网络环境验证量子保密通信技术在电力通信网络中应用的可行性和技术效果,并对未来量子保密通信应用发展进行展望。     

基于变分量子算法的电力系统潮流计算EI北大核心CSCD

量子计算具有经典计算技术无法比拟的超强并行计算处理能力。因此,该文研究量子计算在电力系统潮流计算中的应用。针对电力系统未来的需求以及考虑到当下量子计算机的特点,采用变分量子算法来解决电力系统潮流问题。从目标函数的建立、基本量子测试电路的搭建以及变分电路的设计,构建适合于电力系统潮流计算的变分量子模型。最后,利用量子模拟器以及真实量子计算机在IEEE系统上测试变分量子算法的有效性。     

量子技术在通信网络安全方面的应用

为解决网络上层出不穷的病毒、木马和漏洞等问题,通过量子信道传输客户端发出和接收的数据,数据在传输过程中经过量子进行身份认证,确认用户的真实性,避免他人假冒。若认证合格则传输到下一阶段,大大提升用户信息的安全性。量子通信过程使用专门的量子信道来传输信息,使信息不受外界的干扰,防止他人窃听。试验结果表明,通过量子通信技术,提高了通信网络的安全性能。     

电力量子保密通信研究与应用进展

随着信息技术的不断进步,电网生产、运营业务的信息安全压力逐步增大,一旦发生信息安全事件,将造成大面积停电事故,给国家安全造成巨大的影响。量子保密通信由于其原理上的不可破译特性,为电网生产、运营安全传输提供了技术基础。重点介绍了量子保密通信在电力系统的主要应用进展,分析目前量子保密通信技术在电力系统应用中存在的问题并给出了相应的建议,为下一步业务应用提供技术支撑。     

面向电力场景的量子保密通信纠缠退化理论模型

基于纠缠态作为信息载体的量子保密通信技术中,纠缠是其中的核心资源。如何保证通信中双光子态的纠缠度是量子保密通信的主要问题之一。研究了基于单模光纤的量子保密通信过程中的环境噪声,特别是电力架空光缆所处恶劣环境引入的噪声,可能导致量子纠缠退化的模型。分别从折射率的各向异性和吸收系数的各向异性讨论了环境噪声引起的量子纠缠横向退相干和纵向退相干效应。研究结果将对基于纠缠技术的量子保密通信在电力系统及其他恶劣电磁环境中的应用提供一定的参考。     

光纤量子密钥分配技术在电网中的应用前景

光纤通信以其高速率、大容量等特点在电力系统通信中占有重要地位。随着光纤通信网络窃听技术的发展,光纤通信安全性面临着新的挑战。文章分析了光纤通信网络的脆弱性,介绍了光纤量子密钥分配技术的发展历程,介绍了3种量子密钥分配网络形式,并总结了其优缺点最后提出了基于光纤量子分配技术在电力系统的应用前景及未来的研究方向。     

基于后选择的连续变量量子密钥分发协议

连续变量量子密钥分发（CVQKD）是利用连续变化的物理量承载密钥的量子密钥分发协议,与电力系统普遍采用的离散变量量子密钥分发协议相比,其具有设备简单、探测效率高、兼容性好等优点,成为量子密钥分发的研究热点。然而,量子态在量子信道中的传输衰减严重限制CVQKD传输距离。提出了一种基于后选择方法的CVQKD协议,且不需要额外的单光子源。研究结果表明,该后选择方法中测量值越大的物理量被保留下的概率越高。该方法可以简化并降低连续量子密钥分发协议实现的成本,为探索出电力网络的量子保密通信方案提供研究思路。     

电力系统网络传输灵活性及其评价综述EI北大核心CSCD

大规模新能源并网,增加了电力系统运行不确定性,新型电力系统在运行和规划过程中对灵活性的需求更为迫切。随着新能源并网比例增加,网络传输灵活性在系统灵活性供需中的限制作用更加显著。网络传输灵活性研究及其量化评估是保证系统灵活性资源的可用性,提升新型电力系统灵活性的关键。论文对电力系统网络传输灵活性及其评价研究进行评述和展望。首先,介绍电力系统网络传输灵活性的定义,并概况其特征为时序性、无方向性和固有性;其次,论述现阶段网络传输灵活性的研究场景及方法;再次,从网络可用输电容量、网络安全传输裕度及网络传输灵活性指标3方面,对现阶段网络传输灵活性评估指标进行梳理;最后,对电力系统网络传输灵活性的研究进行总结与展望。     

基于量子密钥分发的新型城镇电力业务安全交互架构

电力系统规模庞大、微电网众多、网络边界模糊且运行环境复杂多样,使得传统城镇电网的安全威胁日益尖锐。为适应新型城镇化的发展需求,弥补电力设备加密密钥在线更新及时性不足的问题,对电力量子保密通信实用化技术和核心业务特征进行研究,提出了新一代高安全等级保护的电力量子保密通信架构,用以提升电力信息加密传输的安全级别。基于实际城镇电网线路和试验环境开展所提方案的性能测试,结果表明所提方法满足电力业务的运营需求,可有效提升电网的安全防护能力。     

云计算:构建未来电力系统的核心计算平台

针对传统电力系统计算平台在计算、存储、信息集成和分析等方面的不足,提出建立基于云计算的电力系统计算平台。首先概述了云计算的基本概念和主要特征,并比较了云计算和另一种大规模分布式计算模式——网格计算的不同。从物理组成、系统架构、软件技术等方面详细讨论了电力系统云计算平台的实现。之后,展望了云计算在电力系统安全分析、潮流与优化潮流计算、系统恢复、监控、调度、可靠性分析等领域的应用前景。最后,讨论了电力系统云计算研究中有待解决的几个重要问题。     

量子通信技术在变电站领域的应用展望

量子通信技术作为量子信息技术的一个分支,对于未来变电站通信安全提升具有重要价值。介绍了几种量子通信技术的发展现状及工程实施可行性,进行了传统非对称密钥加密体系与量子密钥分发加密体系的密码学对比,分析了三种通信架构的技术特点和工程应用的可推广性,展望了量子通信技术在变电站领域可能的应用场景,并对量子通信技术在变电站领域应用遇到的问题提出了建议。     

电力系统中的多媒体传输技术

随着多煤体应用在电力系统中的普及，针对电力系统通信系统的特点．选择合适的多媒体传输方案成为电力信息化中的研究热点之一。对比分析了在电力系统中现存几种通信方式下的多媒体传输技术，在此基础上提出了基于嵌入式视频服务器的多媒体传输方案，并分析了该方案中涉及的几个关键技术和在电力系统中的应用前景。     

电力系统中基于信息量损失最小的决策原理

作为电力信息学的基础理论之一，将电力系统的分析决策过程看成是一个广义的信息重建过程。针对电力系统中普遍的概率型信息，从传统的信息理论出发，建立了广义的信道模型，提出了基于信息量损失最小的决策原理，推导了信息量及信息损失量的计算方法。介绍了在能量管理系统（EMS）的网络拓扑错误辨识中的原理性应用实例，通过科学的量化，将网络拓扑错误辨识问题转变成新颖的优化决策模型的求解问题。研究表明，信息理论在提高电力系统的信息可靠性和决策智能性方面有着非常诱人的应用前景。     

连续变量量子通信的研究与展望

基于量子力学原理的量子通信具有绝对安全特性,能够满足信息时代的要求,因此,受到了学术界、信息产业界以及各国政府的广泛关注。连续变量量子通信是针对离散变量量子通信中所面临的探测困难、密钥率低、缺乏简单可靠的单光子源等瓶颈而提出的一种新的量子保密通信方案。在介绍连续变量量子通信的基本原理基础上,分别介绍近年来基于压缩态、相干态以及纠缠态的连续变量量子密钥分配(CVQKD)的研究现状,讨论了目前的几类QKD协议中存在的问题以及面临的挑战。     

量子信息学的理论基础与研究进展

量子信息学是物理学与信息学交叉而形成的一门新兴学科。论述了其建立的理论基础——量子态的纠缠现象,介绍了量子计算机、量子密钥、量子隐形传态等相关高新技术,分析了今后的研究方向,以期对该学科有全面的了解。     

面向电力通信接入网的量子密钥交互机制

随着网络攻击手段的增强,信息泄露、篡改伪造、旁路控制等风险加剧,攻击者能够通过终端迂回攻击主站,造成更大范围的安全威胁。量子加密与传统密码体制相比,具有更高级别的安全性。提出一种适用于电力通信接入网的量子加密系统,设计了各类实用化量子通信设备;提出业务终端与量子密钥移动存储设备之间的密钥读取模式、业务终端设备与量子密钥移动存储设备之间的接口协议,以及适用于配用电业务终端的密钥管理方法。将量子通信技术应用到电力系统中,在保证电网安全、稳定、高效运行方面,发挥至关重要的作用。     

支撑新能源电力系统灵活性需求的用户侧资源应用与关键技术

伴随着传统电力系统向以新能源为主体的新型电力系统转型升级,高比例新能源的接入和传统机组占比下降导致电力系统灵活性产生缺额。电动汽车、数据中心、P2X(power-to-X)等需求侧资源可以在多时间尺度为电力系统提供灵活性,是新型电力系统灵活性的重要组成部分。该文首先描述高比例新能源背景下输电网和配电网在不同时间尺度的灵活性需求,然后对比总结了典型需求侧资源的调节特性与应用实践,研究了需求侧资源在支撑高比例新能源输电网和配电网中运行、规划2个层面多时间尺度灵活性需求的应用场景。最后针对未来需求侧资源的研究重点,从聚合技术、电碳协同优化调控策略、可信调节能力量化和通信与信息交换标准等角度,对支撑新型电力系统需求侧资源应用的关键技术进行了总结与展望。     

基于5G通信的继电保护技术研究

为应对电力系统现有通信信道故障定位困难和长距离通信可靠性不足等难题,基于继电保护通信性能要求,从报文格式、带宽需求、传输延时、通信架构、安全性和数据同步技术等方面探讨了5G通信在继电保护中应用的可行性。进一步地,明确基于5G通信的纵联保护在配电系统中应用的优越性和在中高压电力系统中应用时基于网络结构和转发协议的优化方向。最后,针对误码、丢帧、通信中断、延时异常、授时异常等异常情况,提出了基于5G通信的纵联保护的保护策略,为5G通信技术在电力系统继电保护领域的工程应用提供参考。     

新型直流输电数学模型和控制方式研究综述

随着我国电网的不断发展,HVDC在电力系统中的作用越来越显著.但传统HVDC存在换相失败和在运行中对系统无功需求量大等缺点.新型直流输电作为一种新技术能弥补传统直流输电的部分缺陷,其应用和发展潜力得到了研究人员的广泛关注.为了进一步推动VSC-HVDC在电力系统中的研究和应用,该文从数学模型和控制方式两方面综述了新型直流输电研究的主要成果,总结了其应用研究现状,并对存在问题和进一步研究方向进行了展望.     

智能化变电站内量子通信纠错编解码的量子逻辑线路

智能化变电站、换流站内复杂多变的电磁环境会使其中的量子通信系统产生量子比特差错问题。为了解决该问题,提出一种量子通信纠错编解码方法,并用量子逻辑给出相应的量子线路实现方式。通过引入8个量子比特的冗余,通过量子逻辑哈达玛(Hadamard)门和异或门及量子逻辑操作X、Z、?Z和ZX,实现了4种不同差错情况的量子比特纠错,从而保证全双工量子通信系统的正常工作。为了实现信息传输时兼顾高效性与安全性,提供一种新的技术体制和技术方案,对未来变电站、换流站的智能化发展提供了一种新的建设思路。