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量子通信技术与其在电力系统中的应用分析

【摘要】：量子通信技术具备无条件安全性和被窃听可检测性两大优势,该类优势是传统通信技术无法企及的,在这一基础上,开展电力系统中量子通信技术的应用分析工作,对于提升电力系统的工作效率具有很大的促进作用.鉴于此,笔者对量子通信技术及其在电力系统中的应用展开研究,旨在帮助电力电网行业提升通信速度与通信安全.

【关键词】：量子通信技术；电力系统

【前言】：电力行业的发展,与国民的日常生活息息相关.在现代社会中,电力系统、信息系统以及通信系统三方已经逐渐融合为一体,在一定程度上为国民高质量生活提供了保障.随着电力系统发展规模的增大,信息化已经成为电力行业中各项业务运转的发展趋势,此时,通信过程中敏感数据的安全加密工作质量就逐渐成为社会关注重点.由于量子通信技术是迄今为止工公认的安全性保障技术,所以,针对量子通信技术及其在电力系统中的应用进行深入分析具有一定现实意义.

1.量子通信技术概述

1.1量子通信的技术原理

一般来讲,量子通信技术的基础是量子密钥分配技术,其可以通过利用单光子不可分割、量子态不能复制的特点完成通信两者之间的安全密钥分配任务,进而实现无条件、不可破译的安全加密通信管理.与传统的数字光通信方法不同,量子通信能够直接在单光子的振动方向上加载并完成信息的编码,该种量子状态无法实现精确复制[1].除此之外,经过量子通信技术加密完成后的数据传输过程中,所有的窃听行为都会对量子状态产生干扰,使得通信双方对于数据传输情况进行实时监视,继而避免被窃听问题出现.在这一基础上,如果文件在传输的过程中被窃取,窃取者也不能计算出随机生成的加密密钥并,在很大程度上提升了通信数据的安全性能.

1.2量子通信加密系统

在量子通信加密系统中,需要使用两种信道维持业务传输工作顺利进行,一是业务数据固有传输信道,二是量子密钥传输所使用的单独信道,为裸纤直连.当通信双方的密钥生成器判断单光量子态的工作完成后,会根据判断结果将量子态转化为二进制码[2].在这一过程中,由于单光子的状态是随机发送的,并且在传输到过程中无法被窃取,所以两者能够生成同一种二进制秘钥.最后,通过量子加密机的加工,将数据内容与密钥进行“一次一密”加工,该流程完成后,由发送机在原始信道上进行数据传输,当通信对方接收时,只需要使用相同的密钥完成解密就能够获取到通信信息内容.

2、量子通信技术在电力系统中的应用

在电力系统中,量子通信技术的应用,主要是为了保护电力生产和管理业务的数据信息传输.一般来讲,针对电网生产业务进行数据的加密传输工作,主要是为了提升电网生产的安全性,主要涉及到电网的生产、安装、调度自动等,此类数据网的存在,是电力生产安全的基础,不但承载着电网运行安全的状态监控,也对电网的安全运行提供了重要的保障.

2.1建立远距离国际量子通信互联网

通过对量子通信技术的研究,可以将其应用在量子科学实验卫星上,于全球范围内构建起远距离、跨洲际的国际量子通信互联网.依据我国当前已经布置的量子卫星地面接收状况来讲,可以在原有基础上把诸如新疆地区南山位置与河北地区兴隆位置的接收站视作跨省量子通信网络的互联网试点,完成中国东西两方面的电力信息传输工作,该试点也能够作为我国东部地区和西部地区周边区域的城域网接入的最终聚集点[3].与此同时,还应该积极利用政府部门构建完成的京沪干线,将其有效接入电力系统中,达到南北通信贯通目的.除此之外,还应该将京沪沿线的周边城市的通信网以量子通信的方式接入,有效拓展量子通信网络各点的纵度.

2.2对电力业务进行验证和应用

为了有效验证电力业务的运行效果,首先应该针对国内重要城市开展量子通信电网构建工作,将量子通信技术应用到电力电网构建系统中去,奠定量子通信在电力行业中的试点应用基础.通过对政府部门建设完成的城市量子信息通信实验的分析,最大程度将实验电网的资源利用起来,在实验点的选择上,可以从北京、深圳、上海等政治、经济发达城市布建区域性量子通信网络[4].另外一方面,该类城际电网的组建,不仅对电力系统东西步互联、南北城市的贯通具有积极的促进作用,也对干线网“点替代面”的通信的扩散起到了较大的推动作用,最终提升了国内现有电网的组网模式的规模和密度.

2.3根据电力通信特征进行应用量子通信技术

在电力系统中应用量子通信技术时,应该根据电力通信的本质特征合理应用量子通信技术.首先,技术应用人员需要针对市场电力通信业务进行实地调查,填写出完成的量子通信系统安全生态数据报表,然后开展现代社多样化应用系统的信息安全生态调研,依照安全级别量化现有安全优先级,明确电网建设的相关要求并满足.其次,按照电力业务的应用要求以及满足条件展开业务的应用示范及验证工作,之后将部分具有重要、独立特征的信息通信系统采用量子通信技术进行安全加固.在量子通信技术的研发更新过程中,应该积极与先进的专业团队建立合作关系,提升量子通信相关领域的人才培养数量.最后,根据凝炼完成的验证成果,制定出量子通信设备的入网规范,扩大量子通信技术的应用范围,进而形成完善的电力量子通信集运行和维护为一体的管理系统.

总结

综上所述,随着科学技术的不断更新以及电力系统信息化程度的不断加深,电网的安全运行愈加依赖电力通信技术保护.在这一前提下,本篇对量子通信技术及其在电力系统中的应用进行了分析,从量子通信技术概述着手,阐述了量子通信的技术原理以及量子通信的加密系统,然后开展了量子通信技术在电力系统中的应用研究,分别从建立远距离国际量子通信互联网、对电力业务进行验证和应用等多个角度进行了具体描述,希望此次的研究可以为电力电网通信质量提升提供参考.

【参考文献】:

[1]吴渲.量子通信技术在电力通信方面的应用[J].信息与电脑：理论版2017：8(17)：57-58.

[2]陈智雨,高德荃,王栋,等.面向能源互联网的电力量子保密通信系统性能评估[J].计算机研究与发展,2017,54(4)：711-719.

[3]王矿岩.量子通信技术发展现状及面临的问题研究[J].通讯世界,2017,6(1)：110-111.

电力系统论文范文结:

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