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[摘 要]我们知道，电力系统是一种快速分布式实时系统，它对于可靠性的要求是相当高的，为了有效解决电力系统中的安全控制问题，在电力系统中引入网络化控制系统已经成为当下一个十分重要的研究方向。本文就电力系统中网络化控制系统的应用问题对典型的网络化控制系统在电力系统中的应用进行了介绍，对电力系统网络化控制的关键问题进行了探讨和分析。
[关键词]电力系统；网络化控制系统
中图分类号：TM769 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0077-01
目前，网络控制系统以其安装维护简便、成本低、系统灵活性和可靠性高以及便于故障诊断等优点在电力、自动化制造、航天航空器、机器人以及电气化运输工具中得到了较为广泛的应用。本文就电力系统中网络化控制系统的应用问题主要介绍了以下几个方面的内容。
一、电力系统中典型网络化控制系统的应用介绍
当下，在控制领域应用中较为常见的网络化控制系统有三种，即现场总线控制系统、工业以太网控制系统和无线网控制系统。
（一）现场总线控制系统。所谓现场总线控制系统，就是以现场总线为基础发展起来的数字控制系统。现场总线是指安装在现场装置与控制室内自动控制装置之间以及制造或过程区域现场装置之间的一种串行、数字式及多点通信的数据总线。现场总线自身的技术特性决定了它主要在低层设备通信中应用较多，诸如通常应用在电厂、变电站以及配电开关电器等中。笔者在此从三方面进行简单介绍：（1）基于现场总线的变电站自动化系统。在我国，已有很多厂家开发出了基于LonWorks和CAN总线的变电站自动化控制系统，并在应用上取得了较好的效果。（2）基于现场总线的智能化配电与控制系统。智能化配电与控制系统主要通过采用现场总线将带有通信接口的控制设备和开关电器等与计算机进行连接，并由计算机实现遥测、遥控和通信功能的一种新型的配电与控制系统。该系统主要由智能化开关电器和控制设备、通信网络以及主控制器三部分组成，该系统拥有较完善的控制与监测能力，能够实现对故障、关时以及维护的报警，并可以对故障进行诊断。同时，它还拥有较先进的电能管理系统。（3）基于现场总线的供电和电业管理系统。随着计算机网络技术的不断发展，企业网络将会逐步发展成Internet与现场总线在结构上的集成，从而能够实现现场测控与企业内部信息系统的集成化，实现企业外部信息连通的集成化等。
（二）工业以太网控制系统。在电力系统中，其业务主要以专线业务为主，未来的发展中，部分业务将逐渐向网络通信方向转变。随着以太网技术的不断发展以及IP技术的广泛应用，电力系统的网络化接口也逐步向基于以太网的TCP/IP方向转变。工业以太网控制系统在电力系统中的应用主要体现在以下四个方面：（1）在变电站自动化中应用。有效确保能够随时随地向用户提供不间断的稳定的电能是供电部门的主要工作任务，在对电力系统进行通讯网络搭建时，越来越多的供电单位开始采用以太网作为整体解决方案。（2）在电厂辅助监控系统中的应用。计算机网络科学技术的不断发展，使得建立基于工业网络的火电厂辅助车间监控系统成为可能，一些单位已开始尝试建立和应用这样的系统。（3）在电网监控与管理中的应用。当下，随着生产过程自动化水平的不断提高，企业用户对于供电系统的安全可靠性以及对于电力质量的要求提出了更高的要求，对供电系统的监控与管理也逐渐成为确保企业生产自动化的一个很重要的因素。目前，基于工业以太网的电网监控与管理信息系统，通过采用以太网替代现场总线的方式，很好地实现了系统的控制层与信息层的统一。（4）在配电自动化中的应用。近年来，以太网已成为配电自动化的众多通信手段中的热点，它凭借其良好的特性将逐步成为配电网通信系统未来发展的主流方向之一。目前，在配电自动化系统的变电站层，以太网已经有了较好的运用。
（三）无线局域网控制系统。当下，无线网技术在网络化控制系统中的应用还处在探索阶段，控制系统自身性能方面的因素，使得无线网还不能短时间内在网络化控制系统中得以广泛应用。但宽带无线网络技术的快速发展，对于有线网与宽带无线网的融合在工业自动化的应用起到较积极的作用，无线局域网技术的发展将会大大弥补有线局域网中存在的不足之处。
二、电力系统中网络化控制的关键问题探讨
（一）通信延迟对网络化控制系统的影响。网络化控制系统中，一个比较关键性的问题就是执行器、控制器以及传感器之间的延迟不确定性问题。因此，电力系统中网络化控制系统的应用问题，对于信号的传输以及对通信延迟影响的处理是一项不容忽视的工作。为解决好上述问题，笔者认为可以下方面着手做起：首先，从计算机网络的角度出发，对信息网络系统的延迟特性进行研究，重点对电力系统典型结构下阻塞特性、延迟特性、数据包丢失率以及路径不确定性等进行分析；对IP网络的网络传播延迟、数据处理延迟、排队延迟以及传输延迟等进行仔细的探究，解决好不确定性延迟的模型问题。
（二）信息综合传输网络。结合电力系统各类数据业务对服务质量的不同要求，对应用于电力系统的网络控制技术（包含流量控制、数据流分类、拥塞避免、拥塞控制）进行研究，有效保证电力系统中多类数据业务在综合传输平台的服务质量。作为一种基于信息综合传输的网络化控制，电力系统中的网络化控制能够在很大程度上简化控制设备的连接方式，较好地实现不同异构控制设备之间的信息共享与网络集成，使电力系统拥有了全局继电保护及全局稳定控制等新功能。
（三）电力网络化控制系统的信息安全。显然，电力网络化控制系统承担着电力调度实时控制系统中数据的综合传输，网络的安全性将直接决定着电力系统能否稳定运行，因此，在实际应用中，必须采用可靠的技术措施以及较为严格的网络管理，以证数据网络的安全。
结束语：在电力系统中，网路化控制系统的引入，为解决大系统的安全控制问题提供了一条新的可靠的方法和途径。网路化控制系统自身巨大的优良特性使得它在电力系统中得到了越来越广泛的应用。
参考文献
[1] 何飞跃.网络化控制系统在电力系统中的应用研究[D].华中科技大学.2006.
[2] 徐爱东，葛群，岳伟挺，傅钧.工业以太网在电厂辅助监控系统中的应用[J].水利电力机械.2007（5）.
[3] 向乾亮，辛志远，林继如等.实时以太网EtherCAT技术在电力系统中的应用[J].继电器.2008（11）.
[关键词]电力系统；网络化控制系统
中图分类号：TM769 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0077-01
目前，网络控制系统以其安装维护简便、成本低、系统灵活性和可靠性高以及便于故障诊断等优点在电力、自动化制造、航天航空器、机器人以及电气化运输工具中得到了较为广泛的应用。本文就电力系统中网络化控制系统的应用问题主要介绍了以下几个方面的内容。
一、电力系统中典型网络化控制系统的应用介绍
当下，在控制领域应用中较为常见的网络化控制系统有三种，即现场总线控制系统、工业以太网控制系统和无线网控制系统。
（一）现场总线控制系统。所谓现场总线控制系统，就是以现场总线为基础发展起来的数字控制系统。现场总线是指安装在现场装置与控制室内自动控制装置之间以及制造或过程区域现场装置之间的一种串行、数字式及多点通信的数据总线。现场总线自身的技术特性决定了它主要在低层设备通信中应用较多，诸如通常应用在电厂、变电站以及配电开关电器等中。笔者在此从三方面进行简单介绍：（1）基于现场总线的变电站自动化系统。在我国，已有很多厂家开发出了基于LonWorks和CAN总线的变电站自动化控制系统，并在应用上取得了较好的效果。（2）基于现场总线的智能化配电与控制系统。智能化配电与控制系统主要通过采用现场总线将带有通信接口的控制设备和开关电器等与计算机进行连接，并由计算机实现遥测、遥控和通信功能的一种新型的配电与控制系统。该系统主要由智能化开关电器和控制设备、通信网络以及主控制器三部分组成，该系统拥有较完善的控制与监测能力，能够实现对故障、关时以及维护的报警，并可以对故障进行诊断。同时，它还拥有较先进的电能管理系统。（3）基于现场总线的供电和电业管理系统。随着计算机网络技术的不断发展，企业网络将会逐步发展成Internet与现场总线在结构上的集成，从而能够实现现场测控与企业内部信息系统的集成化，实现企业外部信息连通的集成化等。
（二）工业以太网控制系统。在电力系统中，其业务主要以专线业务为主，未来的发展中，部分业务将逐渐向网络通信方向转变。随着以太网技术的不断发展以及IP技术的广泛应用，电力系统的网络化接口也逐步向基于以太网的TCP/IP方向转变。工业以太网控制系统在电力系统中的应用主要体现在以下四个方面：（1）在变电站自动化中应用。有效确保能够随时随地向用户提供不间断的稳定的电能是供电部门的主要工作任务，在对电力系统进行通讯网络搭建时，越来越多的供电单位开始采用以太网作为整体解决方案。（2）在电厂辅助监控系统中的应用。计算机网络科学技术的不断发展，使得建立基于工业网络的火电厂辅助车间监控系统成为可能，一些单位已开始尝试建立和应用这样的系统。（3）在电网监控与管理中的应用。当下，随着生产过程自动化水平的不断提高，企业用户对于供电系统的安全可靠性以及对于电力质量的要求提出了更高的要求，对供电系统的监控与管理也逐渐成为确保企业生产自动化的一个很重要的因素。目前，基于工业以太网的电网监控与管理信息系统，通过采用以太网替代现场总线的方式，很好地实现了系统的控制层与信息层的统一。（4）在配电自动化中的应用。近年来，以太网已成为配电自动化的众多通信手段中的热点，它凭借其良好的特性将逐步成为配电网通信系统未来发展的主流方向之一。目前，在配电自动化系统的变电站层，以太网已经有了较好的运用。
（三）无线局域网控制系统。当下，无线网技术在网络化控制系统中的应用还处在探索阶段，控制系统自身性能方面的因素，使得无线网还不能短时间内在网络化控制系统中得以广泛应用。但宽带无线网络技术的快速发展，对于有线网与宽带无线网的融合在工业自动化的应用起到较积极的作用，无线局域网技术的发展将会大大弥补有线局域网中存在的不足之处。
二、电力系统中网络化控制的关键问题探讨
（一）通信延迟对网络化控制系统的影响。网络化控制系统中，一个比较关键性的问题就是执行器、控制器以及传感器之间的延迟不确定性问题。因此，电力系统中网络化控制系统的应用问题，对于信号的传输以及对通信延迟影响的处理是一项不容忽视的工作。为解决好上述问题，笔者认为可以下方面着手做起：首先，从计算机网络的角度出发，对信息网络系统的延迟特性进行研究，重点对电力系统典型结构下阻塞特性、延迟特性、数据包丢失率以及路径不确定性等进行分析；对IP网络的网络传播延迟、数据处理延迟、排队延迟以及传输延迟等进行仔细的探究，解决好不确定性延迟的模型问题。
（二）信息综合传输网络。结合电力系统各类数据业务对服务质量的不同要求，对应用于电力系统的网络控制技术（包含流量控制、数据流分类、拥塞避免、拥塞控制）进行研究，有效保证电力系统中多类数据业务在综合传输平台的服务质量。作为一种基于信息综合传输的网络化控制，电力系统中的网络化控制能够在很大程度上简化控制设备的连接方式，较好地实现不同异构控制设备之间的信息共享与网络集成，使电力系统拥有了全局继电保护及全局稳定控制等新功能。
（三）电力网络化控制系统的信息安全。显然，电力网络化控制系统承担着电力调度实时控制系统中数据的综合传输，网络的安全性将直接决定着电力系统能否稳定运行，因此，在实际应用中，必须采用可靠的技术措施以及较为严格的网络管理，以证数据网络的安全。
结束语：在电力系统中，网路化控制系统的引入，为解决大系统的安全控制问题提供了一条新的可靠的方法和途径。网路化控制系统自身巨大的优良特性使得它在电力系统中得到了越来越广泛的应用。
参考文献
[1] 何飞跃.网络化控制系统在电力系统中的应用研究[D].华中科技大学.2006.
[2] 徐爱东，葛群，岳伟挺，傅钧.工业以太网在电厂辅助监控系统中的应用[J].水利电力机械.2007（5）.
[3] 向乾亮，辛志远，林继如等.实时以太网EtherCAT技术在电力系统中的应用[J].继电器.2008（11）.