計算機網絡在電力系統的應用

劉成海

摘 要：在新的時代，科學技術的不斷進步促進了社會經濟的快速發展。同時，社會生產和生活用電需求不斷增加，電力生產設備的經濟性日益提高。為了保證電力設備的安全、穩定、經濟運行，有必要提高對其主要運行參數的實時、智能監控。隨著電力系統在線監測技術的不斷發展和完善，計量技術的應用逐漸取代了電力設備的定期維護，成為國家智能維護的一部分。電力設備維修體制的優化已成為電力領域的一個重要研究方向。目前，我國電力系統正經歷著從數字化向智能化的逐步轉變和發展過程。物聯網技術在智能電網中的應用研究不斷深入。物聯網技術是一門綜合優勢和高度感知優勢的交叉學科，在動力傳輸和變電設備的監控方面具有廣闊的應用前景。目前，利用物聯網開展動力傳輸變電設備智能監控應用系統已成為深入研究和實踐的重點。

關鍵詞：計算機網絡技術;電力系統;應用研究

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）06-0037-02

0 引言

計算機技術作為電力自動化系統發展的基礎，可以有效地提高電力自動化系統的運行效率，降低故障率。客觀地說，計算機技術在電力系統中的應用還存在一些不足，如系統存在漏洞，無人值守系統尚未完全實現。因此，今后將進一步加強計算機技術的應用研究，全面提升電力系統的整體性能。

1計算機網絡在電力系統的應用要點

（1）傳感層主要負責接收系統運行過程中一定距離內傳輸的各種網絡信息，通過短距離無線通信網絡實現與通信設備的連接;（2）網絡層負責網絡數據信息的傳輸，即保證信息有效傳輸的關鍵;（3）應用層面向最終用戶，主要負責確保用戶與計算機之間的連接。交互的實現保證了系統的合理運行和功能的實現。關鍵硬件設備主要包括路由器、協調器和終端設備。在基于網格的物聯網設計中，主控芯片和網關接口通過網絡連接，然后通過路由器連接到網絡終端設備。根據實際需要，路由器的兼容性不斷提高，應用范圍不斷擴大。結合協調器的使用，有效地滿足了數據傳輸的需求，并將邏輯電平轉換后的傳輸信號傳輸到網絡平臺。隨著智能電網的不斷發展，對電力設備運行參數的檢測提出了更高的要求。為了提高偵查過程的智能化水平，滿足大規模電網信息分發和處理的需要，分散物聯網的信息采集點，完成了基于物聯網技術的設備檢測系統的構建，極大地提高了信息采集的功能，并利用其強大的交互和感知能力對電力設備參數進行智能監測提供了有效支持，提高了輸變電設備的監控效率，保證了通信網絡的控制和管理能力[1]。

2網絡技術在電力系統中應用的優點

2.1并行性

計算機網絡技術具有很強的并行性。這是因為在計算機網絡系統內部中存在著許多相對比較簡單的處理單元，盡管這些小單元很簡單，但其處理能力卻非常高。另外，這些小單元通過相互組合的方法，能夠參與或完成并行活動，其信息處理效率及能力異常驚人。

2.2記憶性

計算機網絡技術存在著高度的記憶性，是因為計算機網絡技術可以很好地記憶各種信息，并將這些記憶信息進行存儲，讓記憶信息存在于權值中。而通過對權值中相關信息的觀察可以窺見出電力系統的運行信息。不僅如此，通過計算機網絡技術還可以廣泛提取信息的特征并進行特殊處理，為電力系統相關工作帶來極大的便利性。

2.3非線性全局作用

計算機網絡技術中存在著諸多簡單的神經元，這些神經元可以接收其他的神經元信息，且在并行網絡條件下完成輸出，從而影響到其他神經元的運行狀態及工作效果。將計算機網絡技術應用于電力系統中，其可以制約或影響電力系統的運行功能及狀態，從而產生非線性映射的效果，呈現出很強的集體性效應。

3計算機網絡在電力系統運行中的應用分析

3.1人工神經網絡在繼電保護中的應用

保護繼電器并維護電力系統運行性功能，一直以來都是電力系統發展中比較關鍵的問題。在社會科學技術的日益成熟和不斷助推下，大眾對電力系統的運行要求與過去相比呈現出越來越高的特征。而保護繼電器的相關工作也在不斷發展和進步，從最初的保護普通計算機到應用人工神經網絡，高度體現出了電力系統相關工作人員對繼電器的保護。將人工神經網絡廣泛應用于電力系統的繼電器保護中，可以更好地完善繼電器運行功能，降低繼電器不良事故的發生率。人工神經網絡與人類的思維與行為比較相似，其在電力系統的繼電器保護中可產生非常良好的效果，對整個繼電器系統的運行過程起到一種動態監控的作用，可以及時發現各種繼電器運行問題。在當下的許多電力系統運作中都應用了人工神經網絡，其具有良好的價值。

3.2網絡算法在電力系統運行中的應用

計算機網絡算法的基本原理為無功優化，在電力系統的運行和發展中應用無功優化可促進運行效率的提升，讓提升電力傳輸達到效果，將電力傳輸維持在一個相對良好的狀態中。而人工智能算法在應用中也應用了記憶指導搜索功能，通過該過程提升信息搜索速度，讓電力系統的全局處于最優狀態下。另外，在計算機網絡算法的應用中其搜索方法也存在著許多禁忌，對于局部跳出產生積極的影響。將計算機網絡算法應用于電力系統發展中，可以有效解決各種多變量和非線性問題，對電力離散性問題的優化產生良好效果。通常情況下，計算機網絡算法的手法相對比較簡單，在使用中也比較容易。在傳統環境下對電力系統中的非線性問題進行處理時，往往需要采取大量復雜的算法，而在人工智能算法的應用下許多流程和程序都得到了優化，這對于電力系統的正常運行和發展尤為重要[2]。

3.3模糊理論在電力系統運行中的應用

眾所周知，模糊理論不同于一般的人工智能技術，在應用模糊理論的過程中，其有效突破經典集合內部的部分特殊概念。在應用模糊理論的環節中主要采取了模糊搜索基本原理，對電力系統中一些相對不明確、不科學、不精準的現象實施分析和整合。首先，在模糊理論中引進一些與推理非常相似的模糊邏輯與諸多語言變量，從而對電力系統中的各種事情與現象完成準確地描述與分析。現如今，模糊理論的技術與過去相比較，已經比較成熟，其應用范圍也非常的廣泛，常常涉及到許多行業及其領域。電力系統中存在著明顯的非線性，而當線路在穿過非線性時會形成一些分量，這些分量通過重疊操作可以呈現在故障上，且不容易被消除。而通過應用模糊理論的相關技術可以有效消除電力系統中的各種輸電線路故障因素，降低互相影響效應，讓各個因素處于相互獨立狀態，從而提升電力系統運作和發展的穩定性、安全性。

3.4專家系統在電力系統運行中的應用

專家系統作為人工智能技術的重要內容，也是人工智能系統的關鍵性構成元素。早在許多年前，我國學者就在電力系統中引進了專家系統。近年來，專家系統更是得到了廣泛應用。應用專家系統可以有效解決諸多電力系統問題，且對于電力系統中的故障產生很強的處理作用，對電力系統的可持續發展提供了優質條件。通過對專家系統的應用還可以提升電力系統運作的基本效率，對優化電力系統中的線路運行計劃產生重要意義。關于專家系統在電力系統中的應用主要是體現在故障的診斷與檢修方面。許多人都知道，在電力系統的日常運作中偶爾會出現一些故障問題，而如果通過傳統人工排查與檢修的方法，很難在短時間內迅速檢查出故障。所以可充分應用專家系統，來輔助電力系統的故障檢查，發現電力系統運行中的一些不良問題，從而迅速地處理各種故障。

4 計算機網絡信息對電力系統的影響

計算機網絡信息技術可以提升信息資源的利用效率，提高資源的共享能力，提升信息數據的傳輸效率。將計算機網絡信息技術應用在電力系統之中，就能利用網絡信息技術的優勢，提高電力系統的輸電、用電效率，有利于降低輸電過程中的電能消耗。但是，基于計算機網絡信息技術建立起的管理系統，很容易受到來自網絡的黑客攻擊或病毒侵害，如果不能給予相應的防護措施，電力系統中的相關數據就會受到嚴重損害，系統故障也會造成電力系統的運行故障。因此，電力系統利用計算機網絡信息技術提高工作效率的同時，還必須重視起計算機網絡信息安全問題，建立相應的防護系統，這樣才能避免對電力系統造成的損害。

為了確保電力系統的正常運行，必須做好計算機網絡信息安全工程，加強對控制系統的防護。針對目前計算機網絡信息安全問題，在電力系統中加入相關的防護技術，利用殺毒軟件實現對病毒的查殺、隔離，利用防火墻防止黑客入侵，通過相關網絡安全技術提高對信息資料的加密防護水平，提高操作者的安全用網意識與知識，這樣就能最大限度的提升電力系統中的數據信息安全水平，更好的為人們提供電力服務。

5 我國電力系統網絡化發展方向

5.1智能保護與變電站綜合自動化

我國電力行業技術專家對電力系統保護的新原理進行了研究，國內外最新的綜合自動化控制理論、模糊理論、人工智能、自適應理論、網絡通信、計算機應用等新技術在新型繼電保護裝置中的應用，新型繼電保護裝置具有智能控制的特點，大大提高了電力系統的安全水平。此外，對變電站自動化也進行了多年的研究，研制的分層分布式變電站綜合自動化裝置適用于35～500kV不同電壓等級的變電站，研究水平已達到國際先進水平，微機保護領域也處于國際領先地位[3]。

5.2電力系統仿真系統

通過對電力負荷動態特性監測和電力系統實時仿真建模的研究，建立了電力系統實時仿真系統，介紹了加拿大 teqcompany生產的電力系統數字模擬實時仿真系統，并在國立大學建立了第一個混合實時仿真環境的實驗室。該仿真系統不僅可以進行各種電力系統的穩態和暫態實驗，為我們提供大量的實驗數據，而且還可以與各種控制裝置形成閉環，幫助研究人員測試新裝置，為研究智能保護和柔性輸電系統控制策略提供一流的實驗條件。

5.3運行人員培訓仿真系統

操作人員培訓仿真系統是將計算機、網絡和多媒體技術的最新成果與傳統電力系統分析理論相結合的知識教學和培訓的有力工具。系統設計新穎，軟件資源配置合理，教學平臺中軟件結構耦合性較小，系統硬件擴展簡單方便。

5.4配電網自動化

在低壓電網數字載波通信、配電網模型及先進應用軟件、地理信息、配電網SC-SCDA一體化等方面取得了重大突破，包括：采用了DSP數字信號處理技術，提高了載波接收靈敏度，解決了載波在配電網衰減、干擾、路由等技術問題;先進的應用軟件pas將輸電網自動化管理系統的理論算法與實際配電網相結合，采用最新的國際標準IEC61850和IEC61970CIM公共信息模型;潮流計算采用配電網的遞歸虛擬潮流算法。將人工智能灰色神經元算法應用于負荷預測。

6 結語

綜上所述，隨著我國計算機技術的不斷發展，自動化技術逐漸興起，有效地解放了體力勞動者。電力自動化是電力工業發展的必然趨勢。進一步推動電力自動化發展需要計算機技術。

參考文獻

[1] 李柏青，劉道偉，秦曉輝，等.信息驅動的大電網全景安全防御概念及理論框架[J].中國電機工程學報，2016（21）：5796-5805.

[2] 祝錦舟，張焰，梁文舉，等.面向規劃的電網全壽命周期安全效能成本評估方法[J].中國電機工程學報，2017（23）：6768-6779.

[3] 周麗，筠楊洋.電力系統電力設備在線監測技術的相關研究[J].科技創新與應用，2018（16）：139-140.