基于電力系統(tǒng)自動化中智能技術(shù)的探析

金 旭

安徽廣德南方水泥有限公司，安徽宣城 242200

電力系統(tǒng)分布地域廣闊，而且大部分元件具有延遲、磁滯、飽和等復(fù)雜的地理特性，要對這樣大型的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效控制是極其困難的。而且電力系統(tǒng)在不斷增大，人們對電力系統(tǒng)的控制有了越來越高的要求。智能技術(shù)是通過先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備、先進(jìn)的控制方法，以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效和使用安全的目標(biāo)。它在電力系統(tǒng)自動化控制中應(yīng)用得越來越廣泛。本文就針對五種典型的智能技術(shù)進(jìn)行了探討。

1 智能化監(jiān)控系統(tǒng)

對于電力系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)控是及時有效發(fā)現(xiàn)問題的重要手段。特別是隨著計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和工控技術(shù)的不斷提高，對電力監(jiān)控系統(tǒng)智能化的要求也越來越高。智能監(jiān)控系統(tǒng)采用圖形化用戶界面，有數(shù)字化的監(jiān)控界面，也有實(shí)時趨勢顯示、柱狀圖顯示、表盤式數(shù)據(jù)顯示、位圖動畫等直觀顯示，還有實(shí)時報警、圖形界面遙控、遙控閉鎖、置數(shù)、遙調(diào)等功能。不僅提高了工作效率，節(jié)省了人力成本，更重要的是切實(shí)提高了生產(chǎn)的安全可靠性，使科技手段為電力系統(tǒng)的安全管理提供了強(qiáng)有力的保障。

實(shí)施智能化監(jiān)控系統(tǒng)，要根據(jù)實(shí)際要求定制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。比如，要考慮高壓進(jìn)線、母聯(lián)和饋線部分；低壓變壓器進(jìn)線、聯(lián)絡(luò)回路部分；低壓的電容補(bǔ)償、電源切換等回路部分，饋線部分等。具體施工時可考慮采用分層分布式結(jié)構(gòu)。如分為現(xiàn)場監(jiān)控層、通訊管理層和主控層。實(shí)現(xiàn)的功能有監(jiān)測變壓器溫度；發(fā)電機(jī)全電量的測量及轉(zhuǎn)速、油溫、油量等發(fā)電機(jī)狀況監(jiān)測；采集斷路器開關(guān)量、繼電保護(hù)跳閘信號、異常報警信號和非電量等遙信量信號；諧波分析、故障錄波及事故追憶功能；自動調(diào)峰控制，電力需求的控制，設(shè)備的開合次數(shù)統(tǒng)計及損耗狀態(tài)的監(jiān)視等。

2 在故障診斷中的人工智能技術(shù)

電力系統(tǒng)的故障診斷傳統(tǒng)上是根據(jù)某些設(shè)備和裝置在故障過程中出現(xiàn)的一系列數(shù)字的狀態(tài)信息進(jìn)行分析，然后推理得出故障原因和故障發(fā)生的元件，并預(yù)測故障惡化的趨勢。近幾十年來，國內(nèi)外將人工智能技術(shù)用于電力系統(tǒng)已取得了有效的實(shí)際效果。常用的人工智能技術(shù)有ES、ANN、FST、GA及Petri網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

ES是比較成熟的一種人工智能技術(shù)，它不融合了書本相關(guān)的理論知識，還可總結(jié)專家的經(jīng)驗(yàn)知識來解決問題，是與知識工程研究緊密聯(lián)系在一起的。它一直在改進(jìn)知識獲取和構(gòu)造，使知識獲取和知識表達(dá)工作簡化，提高故障診斷的推理效率?；贏NN原理的故障診斷系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是不需要為專業(yè)知識與專家啟發(fā)性的知識轉(zhuǎn)化、知識形成、知識表達(dá)方式和知識庫構(gòu)造進(jìn)行大量的工作，而只需以領(lǐng)域?qū)＜宜峁┑拇罅抗收蠈?shí)例，自我學(xué)習(xí)、自我組織，形成故障診斷樣本集，在故障定位和故障類型識別等方面用處很大。FST故障診斷原理是采用模糊隸屬度來對故障與對應(yīng)的動作保護(hù)裝置和斷路器狀態(tài)之間的可能性進(jìn)行描述的度量?；贕A和Petri的故障診斷技術(shù)都各有優(yōu)勢和存在一些問題。

3 模糊邏輯控制技術(shù)

模糊邏輯控制是模擬人的模糊思維方法，用比較簡單的數(shù)學(xué)形式直接將人的判斷、思維過程表達(dá)出來，用計算機(jī)實(shí)現(xiàn)與操作者相同的控制。

模糊控制技術(shù)應(yīng)用于電子技術(shù)的各個方面，使人容易操作和掌握。相較于建立常規(guī)的數(shù)學(xué)模型，建立模糊關(guān)系模型非常簡易，在實(shí)踐中有巨大的優(yōu)越性。模糊控制通過已經(jīng)存在的控制規(guī)則和數(shù)據(jù)，對模糊輸入量進(jìn)行推導(dǎo)，從而得到模糊控制輸出，進(jìn)入實(shí)時控制。這種模擬人腦的智能技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：能有效處理具有不確定性、不精確性的問題和由于噪聲造成的問題；通過模糊知識的語言變量表達(dá)專家的經(jīng)驗(yàn)，與人的表達(dá)方式接近，知識的抽取和表達(dá)更容易完成。如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，通過應(yīng)用模糊理論，也能夠及時進(jìn)行應(yīng)對并給出解決辦法。

4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificial Neural Networks，簡寫為ANNs）是一種模仿動物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的行為特征，進(jìn)行分布式并行信息處理的算法數(shù)學(xué)模型。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由大量神經(jīng)元連接而成。這種網(wǎng)絡(luò)依靠系統(tǒng)的復(fù)雜程度，通過調(diào)整內(nèi)部大量節(jié)點(diǎn)之間相互連接的關(guān)系。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在智能電網(wǎng)中的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在3個方面：

1）具有自學(xué)習(xí)功能。通過用不同的實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)輸入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)就會通過自學(xué)習(xí)功能，慢慢學(xué)會識別電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，從而為人類快速判定問題提供依據(jù)；2）具有聯(lián)想存儲功能。用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反饋網(wǎng)絡(luò)就可以實(shí)現(xiàn)這種聯(lián)想；3）具有高速尋找優(yōu)化解的能力。尋找一個復(fù)雜問題的優(yōu)化解，往往有很大的計算量。利用一個針對某問題而設(shè)計的反饋型人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮計算機(jī)的高速運(yùn)算能力，可能很快找到優(yōu)化解。

5 綜合智能控制技術(shù)

綜合智能控制包含了智能控制與現(xiàn)代控制方法的結(jié)合，也包含各種智能控制方法之間的組合。在電力系統(tǒng)中研究得較多的綜合智能控制有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)的結(jié)合。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適合處理非結(jié)構(gòu)化信息，而模糊系統(tǒng)更適于處理結(jié)構(gòu)化的知識。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制主要應(yīng)用于低層的計算方法，把感知器傳來的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行安排和解釋，模糊邏輯控制則提供應(yīng)用和挖掘潛力的框架，用來處理非統(tǒng)計性的高層次的推理。所以，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和模糊邏輯控制這兩種技術(shù)正好起互補(bǔ)作用，相結(jié)合可以相得益彰，有良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

6 結(jié)論

電力系統(tǒng)是一個巨維數(shù)的動態(tài)大系數(shù)，具有強(qiáng)非線性、時變性且參數(shù)不可確知，并含有大量未建模動態(tài)部分的特征。智能技術(shù)能有效地組織相關(guān)電力系統(tǒng)規(guī)劃的大量知識，進(jìn)行選優(yōu)運(yùn)算，從而得出優(yōu)化的決策，它的使用將對電力系統(tǒng)的智能化起到積極的促進(jìn)作用，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性起重要的作用。

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