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摘 要 NCS（Networked Control System）是一種網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，利用NCS可以對(duì)電力系統(tǒng)中諸如繼電保護(hù)系統(tǒng)、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)等實(shí)施有效控制，從而達(dá)到提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和運(yùn)行效率的目的。文章簡(jiǎn)要介紹NCS的特點(diǎn)，并對(duì)其功能及發(fā)展進(jìn)行分析，對(duì)未來在信息網(wǎng)絡(luò)背景下如何更好的使用NCS提出具體策略和解決方案。

關(guān)鍵詞 NCS；電力系統(tǒng)；信息網(wǎng)絡(luò)；安全控制

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）14-0089-01

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行已經(jīng)成為一種主要趨勢(shì)，電力系統(tǒng)通過整合各種電力數(shù)字設(shè)備，以提升設(shè)備利用效率和系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性。NCS作為一種網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化過程中必然的選擇，本文結(jié)合目前電力信息系統(tǒng)發(fā)展情況，探討了NCS在電力信息系統(tǒng)應(yīng)用及未來發(fā)展情況。

1 NCS定義

在信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)代維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性十分重要，當(dāng)前電力系統(tǒng)依靠信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成為密不可分的整體，即便是電力系統(tǒng)包含了多種控制系統(tǒng)（自動(dòng)化、繼電保護(hù)、電壓控制）針對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)及子系統(tǒng)之間都需要通過加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)控制，以便提高電子系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性和安全性。NCS本質(zhì)上是一種網(wǎng)絡(luò)控制或者是基于信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下控制。NCS具有可靠性強(qiáng)，控制靈活，便于維護(hù)和方便擴(kuò)展等優(yōu)勢(shì)，NCS應(yīng)用廣泛例如在網(wǎng)絡(luò)智能制造中應(yīng)用功能和控制比較突出。

NCS作為一種網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要是通過對(duì)控制對(duì)象的網(wǎng)絡(luò)信息流、信息傳遞平穩(wěn)性及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，其目的是通過建立一定的架構(gòu)和采取一定的手段，使網(wǎng)絡(luò)信息流能夠暢通和共享、信息傳遞能夠平穩(wěn)及結(jié)構(gòu)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

2 NCS在電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全控制的應(yīng)用

NCS可以在電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全控制方面發(fā)揮重要作用。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 提高電力系統(tǒng)綜合傳輸穩(wěn)定性

電力系統(tǒng)是一種快速的分布式實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)，因此對(duì)于傳輸安全性與可靠性具有比較高的要求，在電力系統(tǒng)傳輸方面，NCS網(wǎng)絡(luò)控制可以通過對(duì)變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和站間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)控制，通過利用一定的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議，以及在NCS的基礎(chǔ)上發(fā)展針對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流量的分類和均衡方法，為電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障提供預(yù)警和解決方案。

2.2 優(yōu)化電力系統(tǒng)信息模型

電力系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代，這對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性提出更好要求。數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化帶來的直接結(jié)果是電力系統(tǒng)二次設(shè)備工作方式的改變，例如數(shù)據(jù)采集和控制命令由專線傳輸向公共網(wǎng)絡(luò)傳輸轉(zhuǎn)變，在數(shù)字化時(shí)代，電力系統(tǒng)設(shè)備相互獨(dú)立，各種類型的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和統(tǒng)一的信息模型成為解決電力系統(tǒng)及子系統(tǒng)互相兼容的解決辦法，將NCS應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，一個(gè)主要特點(diǎn)是通過優(yōu)化電力系統(tǒng)信息模型，增強(qiáng)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.3 增強(qiáng)電力設(shè)備利用效率

基于NCS的網(wǎng)絡(luò)控制，有助于加快一次設(shè)備和二次設(shè)備數(shù)據(jù)交換和信息集成，實(shí)現(xiàn)變電站數(shù)據(jù)可重性。信息網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)數(shù)據(jù)集成和交換的基礎(chǔ)平臺(tái)，眾多電力設(shè)備在信息網(wǎng)絡(luò)下運(yùn)作，通過NCS可以實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的數(shù)字化革命，即通過數(shù)字設(shè)備無二義定義，提高電力設(shè)備物理技能，通過將眾多硬件設(shè)備聯(lián)合，組成新的依靠網(wǎng)絡(luò)信息標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)，通過整合設(shè)備功能，依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電力設(shè)備數(shù)字化的過程，為電力系統(tǒng)故障信息預(yù)警，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性奠定良好基礎(chǔ)。

2.4 引導(dǎo)電力系統(tǒng)控制方法變革

電力系統(tǒng)數(shù)字設(shè)備信息在運(yùn)行和進(jìn)行傳輸過程中，面臨著時(shí)間延遲、路徑模糊及數(shù)據(jù)包可能丟失的問題，尤其是數(shù)據(jù)包丟失很可能對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生重大負(fù)面影響?；贜CS對(duì)這些問題分別進(jìn)行處理，并針對(duì)每個(gè)具體問題產(chǎn)生了新的網(wǎng)絡(luò)化控制理論和方法，為進(jìn)一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息傳輸，提高電力系統(tǒng)整體的可控性，實(shí)現(xiàn)功能協(xié)同提供了高效的處理方法。

3 NCS在電力系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展展望

NCS獨(dú)特的功能使其未來在電力系統(tǒng)中必然得到廣泛的應(yīng)用，但是建設(shè)電網(wǎng)系統(tǒng)需要龐大資金，不太可能為各自獨(dú)立的電網(wǎng)系統(tǒng)建立單獨(dú)的配套控制系統(tǒng)，因此將各個(gè)系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行在同一系統(tǒng)控制平臺(tái)比較符合成本效益原則。為了節(jié)省網(wǎng)絡(luò)控制的成本，一些電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)空間置于公用網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行控制。基于成本效益原則和電網(wǎng)系統(tǒng)控制的實(shí)際情況，考慮到各種可行性，電力信息專用網(wǎng)絡(luò)及其平臺(tái)所用的電力二次設(shè)備，產(chǎn)生了PNCS控制系統(tǒng)。

PNCS系統(tǒng)可以講各種不同控制設(shè)備進(jìn)行連接，有效解決異構(gòu)設(shè)備無法連接和信息網(wǎng)絡(luò)無法及時(shí)共享的問題，PNCS是全局的穩(wěn)定控制和繼電保護(hù)成為一種新的控制手段和控制力器，它的進(jìn)一步發(fā)展豐富了電力系統(tǒng)控制界限，優(yōu)化了控制的手段和形式。

但電力系統(tǒng)各種控制設(shè)備的信息差異很大，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸控制信息將存在時(shí)延不確定、路徑不確定、數(shù)據(jù)包丟失、信息因果性喪失等問題，在實(shí)際應(yīng)用PNCS前必須從理論上解決這些問題。目前還沒有學(xué)者明確提出就該問題進(jìn)行系統(tǒng)的研究。解決上述共性問題、掌握基于網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)控制的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，將是在新一代電力系統(tǒng)控制設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)中面臨的一大挑戰(zhàn)。

未來隨著數(shù)字化計(jì)劃時(shí)代將會(huì)給電力控制系統(tǒng)技術(shù)和理念的發(fā)展帶來一定沖擊，信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如何應(yīng)用到電子系統(tǒng)控制之中，成為一個(gè)嶄新的課題。具體設(shè)備的數(shù)字化以及系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生數(shù)字化問題，需要人們需要應(yīng)用嶄新的數(shù)字化掛歷理念去認(rèn)識(shí)數(shù)字化設(shè)備的系統(tǒng)控制問題，因此在網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中，如何針對(duì)數(shù)字化設(shè)備的特點(diǎn)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制模式創(chuàng)新是一個(gè)重要課題。

PNCS作為NCS網(wǎng)絡(luò)控制的發(fā)展和延伸，在電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制中可以針對(duì)數(shù)字化設(shè)備展開更為詳盡的控制，但是仍然面臨網(wǎng)絡(luò)信息流不均衡傳輸、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問題。未來在網(wǎng)絡(luò)控制方面，NCS及PNCS技術(shù)還應(yīng)不斷發(fā)展和優(yōu)化，以切實(shí)提高實(shí)戰(zhàn)能力。

4 結(jié)論

從系統(tǒng)論角度看電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)已經(jīng)成為主流，因此NCS理念和技術(shù)在未來有更為廣闊的應(yīng)用空間，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化可以在實(shí)現(xiàn)信息共享的同時(shí)，降低電力系統(tǒng)運(yùn)行成本，但同時(shí)也帶來數(shù)據(jù)容易丟失，網(wǎng)絡(luò)漏洞導(dǎo)致全局失效等問題。因此未來應(yīng)在強(qiáng)化NCS對(duì)電力信息系統(tǒng)控制的同時(shí)，還應(yīng)結(jié)合現(xiàn)實(shí)需要，不斷改進(jìn)針對(duì)信息流、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及傳輸性能的控制方法，以從根本上提高電力系統(tǒng)的平穩(wěn)性和數(shù)據(jù)傳輸效率，提升電力系統(tǒng)整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]楊建東，馬永.淺析電力系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)安全[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2011，5（5）：1074-1076.

[2]陳悅.淺談電力系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)及措施[J].廣東科技，2012，5（9）：32.

[3]游威榮.電力系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)安全的重要性及其管理[J].科技信息，2010（14）.endprint