计算机网络在电力系统的应用

刘成海

摘 要：在新的时代，科学技术的不断进步促进了社会经济的快速发展。同时，社会生产和生活用电需求不断增加，电力生产设备的经济性日益提高。为了保证电力设备的安全、稳定、经济运行，有必要提高对其主要运行参数的实时、智能监控。随着电力系统在线监测技术的不断发展和完善，计量技术的应用逐渐取代了电力设备的定期维护，成为国家智能维护的一部分。电力设备维修体制的优化已成为电力领域的一个重要研究方向。目前，我国电力系统正经历着从数字化向智能化的逐步转变和发展过程。物联网技术在智能电网中的应用研究不断深入。物联网技术是一门综合优势和高度感知优势的交叉学科，在动力传输和变电设备的监控方面具有广阔的应用前景。目前，利用物联网开展动力传输变电设备智能监控应用系统已成为深入研究和实践的重点。

关键词：计算机网络技术;电力系统;应用研究

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）06-0037-02

0 引言

计算机技术作为电力自动化系统发展的基础，可以有效地提高电力自动化系统的运行效率，降低故障率。客观地说，计算机技术在电力系统中的应用还存在一些不足，如系统存在漏洞，无人值守系统尚未完全实现。因此，今后将进一步加强计算机技术的应用研究，全面提升电力系统的整体性能。

1计算机网络在电力系统的应用要点

（1）传感层主要负责接收系统运行过程中一定距离内传输的各种网络信息，通过短距离无线通信网络实现与通信设备的连接;（2）网络层负责网络数据信息的传输，即保证信息有效传输的关键;（3）应用层面向最终用户，主要负责确保用户与计算机之间的连接。交互的实现保证了系统的合理运行和功能的实现。关键硬件设备主要包括路由器、协调器和终端设备。在基于网格的物联网设计中，主控芯片和网关接口通过网络连接，然后通过路由器连接到网络终端设备。根据实际需要，路由器的兼容性不断提高，应用范围不断扩大。结合协调器的使用，有效地满足了数据传输的需求，并将逻辑电平转换后的传输信号传输到网络平台。随着智能电网的不断发展，对电力设备运行参数的检测提出了更高的要求。为了提高侦查过程的智能化水平，满足大规模电网信息分发和处理的需要，分散物联网的信息采集点，完成了基于物联网技术的设备检测系统的构建，极大地提高了信息采集的功能，并利用其强大的交互和感知能力对电力设备参数进行智能监测提供了有效支持，提高了输变电设备的监控效率，保证了通信网络的控制和管理能力[1]。

2网络技术在电力系统中应用的优点

2.1并行性

计算机网络技术具有很强的并行性。这是因为在计算机网络系统内部中存在着许多相对比较简单的处理单元，尽管这些小单元很简单，但其处理能力却非常高。另外，这些小单元通过相互组合的方法，能够参与或完成并行活动，其信息处理效率及能力异常惊人。

2.2记忆性

计算机网络技术存在着高度的记忆性，是因为计算机网络技术可以很好地记忆各种信息，并将这些记忆信息进行存储，让记忆信息存在于权值中。而通过对权值中相关信息的观察可以窥见出电力系统的运行信息。不仅如此，通过计算机网络技术还可以广泛提取信息的特征并进行特殊处理，为电力系统相关工作带来极大的便利性。

2.3非线性全局作用

计算机网络技术中存在着诸多简单的神经元，这些神经元可以接收其他的神经元信息，且在并行网络条件下完成输出，从而影响到其他神经元的运行状态及工作效果。将计算机网络技术应用于电力系统中，其可以制约或影响电力系统的运行功能及状态，从而产生非线性映射的效果，呈现出很强的集体性效应。

3计算机网络在电力系统运行中的应用分析

3.1人工神经网络在继电保护中的应用

保护继电器并维护电力系统运行性功能，一直以来都是电力系统发展中比较关键的问题。在社会科学技术的日益成熟和不断助推下，大众对电力系统的运行要求与过去相比呈现出越来越高的特征。而保护继电器的相关工作也在不断发展和进步，从最初的保护普通计算机到應用人工神经网络，高度体现出了电力系统相关工作人员对继电器的保护。将人工神经网络广泛应用于电力系统的继电器保护中，可以更好地完善继电器运行功能，降低继电器不良事故的发生率。人工神经网络与人类的思维与行为比较相似，其在电力系统的继电器保护中可产生非常良好的效果，对整个继电器系统的运行过程起到一种动态监控的作用，可以及时发现各种继电器运行问题。在当下的许多电力系统运作中都应用了人工神经网络，其具有良好的价值。

3.2网络算法在电力系统运行中的应用

计算机网络算法的基本原理为无功优化，在电力系统的运行和发展中应用无功优化可促进运行效率的提升，让提升电力传输达到效果，将电力传输维持在一个相对良好的状态中。而人工智能算法在应用中也应用了记忆指导搜索功能，通过该过程提升信息搜索速度，让电力系统的全局处于最优状态下。另外，在计算机网络算法的应用中其搜索方法也存在着许多禁忌，对于局部跳出产生积极的影响。将计算机网络算法应用于电力系统发展中，可以有效解决各种多变量和非线性问题，对电力离散性问题的优化产生良好效果。通常情况下，计算机网络算法的手法相对比较简单，在使用中也比较容易。在传统环境下对电力系统中的非线性问题进行处理时，往往需要采取大量复杂的算法，而在人工智能算法的应用下许多流程和程序都得到了优化，这对于电力系统的正常运行和发展尤为重要[2]。

3.3模糊理论在电力系统运行中的应用

众所周知，模糊理论不同于一般的人工智能技术，在应用模糊理论的过程中，其有效突破经典集合内部的部分特殊概念。在应用模糊理论的环节中主要采取了模糊搜索基本原理，对电力系统中一些相对不明确、不科学、不精准的现象实施分析和整合。首先，在模糊理论中引进一些与推理非常相似的模糊逻辑与诸多语言变量，从而对电力系统中的各种事情与现象完成准确地描述与分析。现如今，模糊理论的技术与过去相比较，已经比较成熟，其应用范围也非常的广泛，常常涉及到许多行业及其领域。电力系统中存在着明显的非线性，而当线路在穿过非线性时会形成一些分量，这些分量通过重叠操作可以呈现在故障上，且不容易被消除。而通过应用模糊理论的相关技术可以有效消除电力系统中的各种输电线路故障因素，降低互相影响效应，让各个因素处于相互独立状态，从而提升电力系统运作和发展的稳定性、安全性。

3.4专家系统在电力系统运行中的应用

专家系统作为人工智能技术的重要内容，也是人工智能系统的关键性构成元素。早在许多年前，我国学者就在电力系统中引进了专家系统。近年来，专家系统更是得到了广泛应用。应用专家系统可以有效解决诸多电力系统问题，且对于电力系统中的故障产生很强的处理作用，对电力系统的可持续发展提供了优质条件。通过对专家系统的应用还可以提升电力系统运作的基本效率，对优化电力系统中的线路运行计划产生重要意义。关于专家系统在电力系统中的应用主要是体现在故障的诊断与检修方面。许多人都知道，在电力系统的日常运作中偶尔会出现一些故障问题，而如果通过传统人工排查与检修的方法，很难在短时间内迅速检查出故障。所以可充分应用专家系统，来辅助电力系统的故障检查，发现电力系统运行中的一些不良问题，从而迅速地处理各种故障。

4 计算机网络信息对电力系统的影响

计算机网络信息技术可以提升信息资源的利用效率，提高资源的共享能力，提升信息数据的传输效率。将计算机网络信息技术应用在电力系统之中，就能利用网络信息技术的优势，提高电力系统的输电、用电效率，有利于降低输电过程中的电能消耗。但是，基于计算机网络信息技术建立起的管理系统，很容易受到来自网络的黑客攻击或病毒侵害，如果不能给予相应的防护措施，电力系统中的相关数据就会受到严重损害，系统故障也会造成电力系统的运行故障。因此，电力系统利用计算机网络信息技术提高工作效率的同时，还必须重视起计算机网络信息安全问题，建立相应的防护系统，这样才能避免对电力系统造成的损害。

为了确保电力系统的正常运行，必须做好计算机网络信息安全工程，加强对控制系统的防护。针对目前计算机网络信息安全问题，在电力系统中加入相关的防护技术，利用杀毒软件实现对病毒的查杀、隔离，利用防火墙防止黑客入侵，通过相关网络安全技术提高对信息资料的加密防护水平，提高操作者的安全用网意识与知识，这样就能最大限度的提升电力系统中的数据信息安全水平，更好的为人们提供电力服务。

5 我国电力系统网络化发展方向

5.1智能保护与变电站综合自动化

我国电力行业技术专家对电力系统保护的新原理进行了研究，国内外最新的综合自动化控制理论、模糊理论、人工智能、自适应理论、网络通信、计算机应用等新技术在新型继电保护装置中的应用，新型继电保护装置具有智能控制的特点，大大提高了电力系统的安全水平。此外，对变电站自动化也进行了多年的研究，研制的分层分布式变电站综合自动化装置适用于35～500kV不同电压等级的变电站，研究水平已达到国际先进水平，微机保护领域也处于国际领先地位[3]。

5.2电力系统仿真系统

通过对电力负荷动态特性监测和电力系统实时仿真建模的研究，建立了电力系统实时仿真系统，介绍了加拿大 teqcompany生产的电力系统数字模拟实时仿真系统，并在国立大学建立了第一个混合实时仿真环境的实验室。该仿真系统不仅可以进行各种电力系统的稳态和暂态实验，为我们提供大量的实验数据，而且还可以与各种控制装置形成闭环，帮助研究人員测试新装置，为研究智能保护和柔性输电系统控制策略提供一流的实验条件。

5.3运行人员培训仿真系统

操作人员培训仿真系统是将计算机、网络和多媒体技术的最新成果与传统电力系统分析理论相结合的知识教学和培训的有力工具。系统设计新颖，软件资源配置合理，教学平台中软件结构耦合性较小，系统硬件扩展简单方便。

5.4配电网自动化

在低压电网数字载波通信、配电网模型及先进应用软件、地理信息、配电网SC-SCDA一体化等方面取得了重大突破，包括：采用了DSP数字信号处理技术，提高了载波接收灵敏度，解决了载波在配电网衰减、干扰、路由等技术问题;先进的应用软件pas将输电网自动化管理系统的理论算法与实际配电网相结合，采用最新的国际标准IEC61850和IEC61970CIM公共信息模型;潮流计算采用配电网的递归虚拟潮流算法。将人工智能灰色神经元算法应用于负荷预测。

6 结语

综上所述，随着我国计算机技术的不断发展，自动化技术逐渐兴起，有效地解放了体力劳动者。电力自动化是电力工业发展的必然趋势。进一步推动电力自动化发展需要计算机技术。

参考文献

[1] 李柏青，刘道伟，秦晓辉，等.信息驱动的大电网全景安全防御概念及理论框架[J].中国电机工程学报，2016（21）：5796-5805.

[2] 祝锦舟，张焰，梁文举，等.面向规划的电网全寿命周期安全效能成本评估方法[J].中国电机工程学报，2017（23）：6768-6779.

[3] 周丽，筠杨洋.电力系统电力设备在线监测技术的相关研究[J].科技创新与应用，2018（16）：139-140.