電工電子與網絡化技術在電力系統的應用

魏尚杰

摘要：電力系統是當今世界上最大的人造動態物理系統，電力系統數字化本質上是以物理電力系統為基礎，以社會公共需求為導向，以信息技術為主 要溝通手段構建高度融合的信息-物理-社會-電力系統（cyber-physical-social-power system，CPSPS）的過程。CPSPS 包含了信息系統（cyber system）、物 理系統（physical system） 和社會系統（social system），以信息系統促進電力系統與社會系統之間建立更深入、廣泛的聯系，電力數據與社會數據高度融合互 動，構成具備特大規模數字化服務能力的融合型社會公共基礎設施。

關鍵詞：電工電子;網絡化技術;電力系統;應用

引言

經濟的發展，社會的進步，人們對于用電需求逐漸擴大，對電力系統 的平穩性也提出了更高標準。但由于外在因素的影響，電力系統經常出現 故障，對人們的生活產生了巨大的影響。人工智能技術的出現順應時代的 發展需求，通過電力系統故障診斷系統有力的改變這一情況，達到科學預 防及處理電力故障的顯著效果，對我國電力系統的發展具有重要意義。

1 電力信息物理系統具有以下特點。

1） 設備自動化水平不斷提升，部分設備通過數字化升級改造，工作性?能明顯提升。例如，電網繼電保護裝置的核心元器件不斷更新迭代，從電?磁式、晶體管、集成電路到微機保護，逐步達到高可靠、高性能、高集成。信息系統從離線系統逐步發展為在線系統，如，20 世紀 70 年代，調度自?動化以電話通信等方式傳遞系統狀態，隨著互聯網等數字技術的發展，逐?步實現了調控一體化。2） 管理信息化水平不斷提升，從單體軟件應用發展?為信息集成應用，逐步實現了企業日常經營管理核心業務全面覆蓋，實現?從分散建設到集中建設、從局部應用到企業級應用的轉變，有效提升了企?業規范化管理水平，并積累了寶貴的數據資源。

2 電力系統繼電保護設備的隱患。

從我國當前電力系統繼電保護裝置運行的實際情況來看，仍存在很多 問題，但首要問題仍是繼電保護設備的陳舊問題，從而給各種故障的發生 埋下了隱患。目前，在科學技術不斷發展的整體背景下，包括高端微機型?繼電保護和裝置在內的各種新型設備逐漸被研發出來，并受到了很多企業 的關注和認可。針對我國當前的電力發展局勢具有十分重要的意義。但是，在技術和設備不斷發展的過程中，卻也仍存在著部分企業的認知問題，并 為能夠認識到繼電保護的作用和價值。在實際工作中，對設備和技術的投 入不積極，仍在使用者傳統的電磁型繼電保護裝置。與當下先進的繼電保 護設備相對于，電磁型繼電保護裝置在功耗、占地、靈敏度以及反應速度 等方面都具有明顯的劣勢，并極容易受到一些客觀因素的干擾，從而加大 了故障的發生概率。

3 應對措施的優化

3.1 在繼電保護中應用網絡化技術，提高系統整體安全性。

在當前電力系統繼電保護裝置運行的過程中，為切實解決故障問題，科學的網絡化技術應用是必不可少的。同時，就當前的社會經濟發展局勢 而言，網絡化技術也在不斷投入到人們的日常生活中，在人們的日常生活 中發揮出至關重要的意義和作用。一般認為，網絡化技術的應用，主要是 基于網絡的設置和計算機的系統來對焦各項功能，從而避免電網系統在實 際運行中出現異常反應，并同時開展故障的切換工作和故障的選擇工作。而從網絡化技術的工作原理來看，主要表現為數據信息的整合、計算機感 應系統連接和通信方式連接等方面，使其在主控系統的前提下，實現管理 的統一性。借助于這樣一種方式，不僅僅是推動了繼電保護裝置在性能上 的整體發展，也改善了系統整體的安全性。

3.2 人工智能技術在電力系統故障診斷中的應用

人工神經網絡技術的應用可以有效去除電力系統中的噪音數據，對電 力系統故障進行科學處理。其主要原理是通過控制人工神經網絡閾值獲取 相應的知識點，將其分布在人工神經網絡中，具有一定的隱秘性，進而有 效改善電力系統中存在的故障。因人工神經網絡在應用的過程中會產生記 憶，進一步可以獲得充足的隱形知識點，以此達到快速糾正電力系統存在 的問題，并將所獲得的知識點、數據傳送到相應的系統中，快速準確的清 理掉系統中的故障。另外，運用人工神經網絡技術因其會產生記憶，會相 應的在數據庫內存入數據，為后續工作提供了參考價值，減少了人力、物 力等浪費資源情況，在電力系統中被廣泛應用。人工智能技術在電力系統 故障診斷中的運用，對電力系統的安全平穩運行具有重要的作用。經濟的 發展，對電力行業既是機遇也是挑戰，必須充分利用人工智能技術，對電 力系統存在的故障進行診斷并處理，不斷總結經驗，進行創新，進一步促進電力行業的快速發展。

3.3 形成綜合接受控制端

在電力體系供電過程中采用配網自動形式，可構建綜合接受控制端，通過此類控制端可使配網需要傳輸至 SCADA 體系，參考收到的信息資料實 行電力體系數據信息收集及處置。經過整合綜合接受控制端信息資料內容，實行體系規模簡約化操控，在配網自動形式綜合接受控制端針對信號實行 收集及處置等，完成對應操作后，應考慮此類自動化數據信息處置期間，是否會由于電力體系震蕩等因素而引發數據信息資料處置效果無法符合實 際需要。經過開展整個過程電力體系潮流排布和電壓指標檢測，且對測定 所得數據信息資料傳輸到主控制方，依據及時傳送信息內容，可實行綜合 接受控制端的信息資料通信過程，充分保證配網自動方式能夠使用于 SCADA 及 DA 體系內，對電力體系數據信息實行及時處置，采取數控端完 成信息資料及時通信，提高信息傳輸精準程度。

3.4 優化電力網絡結構

電力系統應用網絡技術是數據信號傳輸影響了傳遞的準確性，在整個 電力系統中為了保障傳輸質量高效，對網絡結構進行調整，利用傳輸模式 技術、綜合業務、轉換協議等技術，實現網絡結構的整體優化，實現網絡 結構的寬帶化在地域和用戶的需求下建立統一的網絡規范，避免出現管理 亂象，避免信號傳輸過程中出現差異。網絡技術在電力通信中的應用主要 是傳統的 SDH 實現快速轉變，在滿足 IP 業務的實際要求時更好地實現多 方面的支持。目前的 SDH 網絡進行升級和擴容創建了多種技術等多業務傳 播平臺，大力推廣 MSTP 技術，該項技術與傳統的網絡相比增加了數據處 理功能，獨立的網絡設備進行連接，能夠更好地使數據變化更加符合多業 務傳送平臺的要求，構建管理控制一體化模式。

4 電工電子與網絡化技術在電力系統的應用的未來發展

電力企業可利用新一代數字技術提升對企業內外部環境的洞察力，整 合、共享企業內外部資源，與能源、交通、金融等行業泛化互動，促進城 市能源服務體系構建，為智慧城市提供能源供給保障，引導能源在城市中 的合理布局，提升清潔能源供給能力，提升能源管控和應急處置能力，預 防和降低能源災害，實現智慧城市對能源安全、綠色環保、安居樂業的要 求;同時，可主動對接數字政府建設，利用電力企業優質的數據資源，為 經濟發展、城市規劃、城市治理等提供決策支撐;其三，可實時且廣泛地 建立、打通和優化電力企業和外部生態的關系，強化各利益相關方的銜接 紐帶和運轉鏈條，推動社會各層面的融合互動，促進跨界生態合作。

結束語

綜上所述，當今，自動技術在電力體系配網過程中逐漸被推廣應用，可保證電力配網安全運行工作，改善通信高效性，完善電力監測控制效果。通過在電力體系中使用配網自動方式，可增強軟件自動檢修維護能力，有?助于建設硬件支撐體系、環形設置電纜設施、新型輻射形式配電網絡系統、 架空類型配電網體系，改善自動診斷異常故障性能，此技術發展態勢是構?成綜合接受控制端、集中管理形式，研發運用 FA 方法、定制電力方法，逐?漸更新自動化網絡設施，進而改善電力配網質量及效率。

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