一种基于蚁群算法的分布式智能电网的实时监测技术

王焕才++候龙府

摘要：蚁群算法，作为一种在模拟算法领域内，十分先进新型的算法，被称作蚁群系统，是由几位意大利研究人员研究得出。该方法在指派、调度等问题的解决过程中，有很好的实验结果，与此同时，该模型也在不断的完善、改进，并且引起了相关领域众多学者的广泛注意，在解决实际的科研问题中有较成功的先例。

关键词：蚁群算法；智能电网；实时监测

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）02-0148-02

智能电网在物理电网的基础上，利用曾经的传感应用方式，比如测量、计算、信息传导等技术，在完成电网本身优化决策，优化技术现实的目标。并深入的对客户资源进行合理优化资源配置，保证电能供应充足的同时，实时监测各项指标，确保达到应有的供电目标。综合了相关技术的集合。智能电网最主要的特点是实时性，可以使较远距离的人及时得到目标信息，并且在变形信息产生后，可以第一时间作出反应，并且以全自动方式应变发展轨道和趋势，作出相应的反应和解决方案。解决了劳动力的同时，大大提高了电网的相应响应速度。

1 基本蚁群算法

1.1 蚁群算法的原理

蚁群算法的由来，是人们在科学研究过程中，吸取了蚁群在类似行为中作出的类似反应，由此，提出一种模拟蚁群运动行为的假设和算法，这种算法比较随机，但是有目标方向的针对性，类似于蚂蚁搜索食物过程中的趋同性，以人工方式的求解，可以区分蚁群系统，我们称这样的算法为蚁群算法。

1.2 蚁群系统模型及其实现

蚁群系统的模型是我们理解蚁群算法的关键，我们以图1为例，对此模型稍作修改，即可为模拟蚂蚁的实际行为，由此而产生的蚁群算法做引导。

1.3 基本蚁群算法的优点与不足之处

蚁群算法有其先天的优越性，具体表现为：鲁棒性，适应性强，稍作修改便可以数量级的变化适应于其他的算法；并行性，并行性是分布计算的一个进化算法，容易与其他的算法做统分结合；解题空间的搜索：当蚁群算法有一定的应用基础后，个体之间的差异便不再明显，并且趋同于一致。

1.4 蚁群算法研究现状

为了克服蚁群算法的不足，人们将蚁群算法与两交换方法有机结合，提高基本蚁群算法的搜索效率.做到对过去知识的慢慢遗忘，强化后来学习得到知识，有利于发现更好的解。

1.5 自适应蚁群算法

通过对蚁群算法的分析发现：蚁群算法的主要依据是启发式算法，这种算法利用随机选择策略，使得进化速度较慢，容易出现停滞现象，这是造成蚁群算法的不足的根本原因，因而我们采用确定性选择和随机选择相结合的策略，进化方向已经基本确定，并且适当加大随机选择的概率，以利于对解空间的更完全搜索，从而可以有效地克服基本蚁群算法的两个不足。

2 分布式智能电网

2.1 分布式智能电网的总体框架模型

未来智能电网的重要特征是分布式能源的接入和并网。大量分布式发电的接入即微网。是一个实现自我控制、保护和管理的系统。因此，把这类智能电网称为分布式智能电网。分布式智能电网结构，实时地根据用户负载的需求，控制发电和输配电；负载用电量多级可控；发电与用电之间有缓存储能等功能。

2.2 分布式智能电网电源规划与优化控制模型

为实现分布式发电的高效和稳定，一种综合了规划和优化的综合性模型应运而生，在智能电网大兴天下的时刻，此模型被应用于智能电网中，符合了计算机解决技术问题的新浪潮，适应了先进计算机的同时，对新算法也有着重要贡献。

3 智能电网的实时监测技术

3.1 技术应用目标及设计原则

（1）应用目标。1）第一个应用目标便是研制智能电网装测过程中，相关硬件以及硬件运输，硬件的相关质量是否达到标准，工况如何，视频以及远程的监控坚实装置是否达标。因为利用检测技术实时监测输电线路的温度和工况是十分必要的。2）野外监测设备，在应用过程中，安全问题十分重要，利用线路感应技术，解决监测装置的供电难题，利用无线中继技术解决电线路监测的通信问题。3）使远程无电源输电线路监测装置具有一定的创新性和先进性，并达到实用化。

（2）设计原则。本设计，在一定程式下，需遵循以下原则：1）系统的安全性，是由数据的精准采集以及分析分离技术想配合所保证的。2）国家关于电网的设计，有独特的实时监测技术以及相关的技术规范。3）整个系统实用可靠，提高了高压输电线路在线监测技术水平，电力设备具有较强的事务处理能力，实现复杂业务流程的同时，与数据库以及底层设备可以直接进行对话。因此数据管理平台不仅方便与前置机进行通讯，还可以稳定的分析、处理存储在数据中心的数据，提高程序的运行效率。

除此之外，任何时间、任何地点、任何系统，只要可以使用浏览器上网，就可以允许多个用户同时在线浏览、查询所监测线路的数据。

3.2 技术应用设计

一般情况下，监测子站在收到监控中心轮询命令后，把收集到的监测数据上传到监控中心。如果终端发现有异常情况，则产生报警数据。监控中心进行综合处理。本平台采集的监测数据有：图像、导线弧垂和温度。

监测子站和采集终端在高压变电站处经由监测网关接入已经铺设的光网。这样就可以实现监控中心对高压输电线路的远程监控

（1）结构设计。监测子站负责收集所辖各采集终端的数据，并上传。（2）功能设计。本平台完成后，将能够实现：1）数据采集功能。2）数据传输功能。3）数据监控功能。

4 技术难题及应用分析

（1）输电线路范围过广时不利于监视的问题针对高压输电线路。（2）采集终端和监控子站的电源问题。太阳能光伏电池因为实现了直接将太阳能转化为电能。它适用于任何地区，只要有阳光就可产生电能，白天可将电能储存于蓄电池，晚上或阴天时用电。光伏电池供电技术的安装方便、寿命长，节能环保等优点。（3）监测装置的实时通信问题。研究远距离无线通信技术，解决监测装置的实时通信问题。采用新型协议建立自主通信网络，具有无网络使用费、通信可靠、无地方盲区等特点。该系统利用图形界面化操作，可以带来可视化功效，优于一般文字效果。客户利用图形，更直观的观测采集点的分布情况，提高了工作效率。

5 结语

蚁群算法是一种新型的模拟进化算法，其应用于分布式智能电网的实时监测技术研究才刚刚开始，需要不断深入研究的问题非常多，随着逐层深入，蚁群算法这种先进新型的算法必然也痛其他的优秀算法一样，在未来的只能电网网态分布以及实施的电网检测中广泛的应用。由此而来，本文提出的各种方式的智能电网技术，尤其是智能电网的实时监测技术仅仅是小范围的涵盖体现，并未有大范围的在电网检测基础上的细化和广袤扩展，国内范围内的智能电网检测技术、模式以及实现将是一个极具考验和挑战性的课题。无线智能电网的输电线路传输和检测技术。状态，是由无线传感器，无线网络技术。太阳能发电技术、无线传感技術及点对点实时监测技术来实现的，技术的稳定性、可靠性、技术性、及时性等均需一种新型的，自源组合来设计和应用实现，达到最初的设计标准，平台的相关数据采集以及险情防范措施，自平台投入运行以来，结果反映良好，监测效果达标，在满足了运营状态的同时，确保了系统的稳定性和专业技术性、可维修性。智能电网在我国相关领域的技术提高及不断扩大应用范围，必将不但降低我过电网运营成本，提高电网的运营效率和稳定性，造福亿万百姓。

参考文献

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