智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要 隨著科技的進(jìn)步，對電力系統(tǒng)自動化發(fā)展提出的要求也越來越高，因此引入一些智能技術(shù)的運(yùn)用，它是電力系統(tǒng)自動化控制應(yīng)用的重要組成部分。因此，研究其應(yīng)用狀況，對提高電力系統(tǒng)自動化控制、減少人力資本投入，提高運(yùn)作效率具有重大意義。

關(guān)鍵詞 智能技術(shù) 電力系統(tǒng)自動化 應(yīng)用

當(dāng)前，常見的幾種智能技術(shù)，在電力系統(tǒng)自動化控制中的引入運(yùn)用，解決了傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題，從而有效提高電力系統(tǒng)自動化控制的適應(yīng)性，降低控制系統(tǒng)的造價成本。

一、電力系統(tǒng)自動化的簡述

為確保電力系統(tǒng)安全、平穩(wěn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對電力系統(tǒng)的各個元件、局部、全系統(tǒng)，采用具有自動檢測、決策和控制功能的裝置，通過信號和數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)，就地或遠(yuǎn)距離進(jìn)行自動監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制等，從而達(dá)到合格的電能質(zhì)量。在一般的情況下，電力自動化系統(tǒng)主要構(gòu)成有調(diào)度自動化、變電站自動化和配電網(wǎng)自動化。

二、電力系統(tǒng)自動化中的智能技術(shù)

智能技術(shù)是具備學(xué)習(xí)、適應(yīng)及組織功能的行為，能夠?qū)τ趩栴}產(chǎn)生合適求解問題的響應(yīng)，解決傳統(tǒng)魯棒性控制和自適應(yīng)控制無法解決出令人滿意結(jié)果的，非線性、時變性和不確定性的控制問題。目前，智能技術(shù)尚處于發(fā)展階段，但它已受到人們的普遍重視，廣泛應(yīng)用到電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域中，并取得了一定的實效。

（一）專家系統(tǒng)的控制技術(shù)

專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍很廣，它是一種基于知識的系統(tǒng)，用于智能協(xié)調(diào)、組織和決策，激勵相應(yīng)的基本級控制器完成控制規(guī)律的實現(xiàn)。主要針對各種非結(jié)構(gòu)化問題，處理定性的、啟發(fā)式或不確定的知識信息。如：電力系統(tǒng)恢復(fù)控制、故障點的隔離、調(diào)度員培訓(xùn)、處于警告或緊急狀態(tài)的辨識、配電系統(tǒng)自動化等。以智能的方式求得受控系統(tǒng)盡可能地優(yōu)化和實用化，并經(jīng)過各種推理過程達(dá)到系統(tǒng)的任務(wù)目標(biāo)。雖然取得到廣泛應(yīng)用，但存在如難以模仿電力專家的創(chuàng)造性等局限性。一般而言，專家控制系統(tǒng)應(yīng)用比較大的原因還因為這種方法可適用范圍廣，而且能夠為電力系統(tǒng)處于各種狀態(tài)提出辨識，根據(jù)這種具體情況來給出警告或是提示，在這樣的情況還能夠進(jìn)行控制和恢復(fù)。雖然專家系統(tǒng)得到一定的應(yīng)用，但是還是存在一定的局限，這種局限包括對于創(chuàng)造性的難以模仿，而只是對于淺層知識的應(yīng)用，缺乏很有效的深層的模仿和方針，對于復(fù)雜的模擬就難以適應(yīng)。因此，在開發(fā)專家系統(tǒng)方面應(yīng)注意專家系統(tǒng)的代價/效益分析方法問題，專家系統(tǒng)軟件的有效性和試驗問題，知識獲取問題，專家系統(tǒng)與其他常規(guī)計算工具相結(jié)合等問題。

（二）模糊邏輯的控制技術(shù)

模糊方法是一種對系統(tǒng)宏觀的控制，十分簡單且易于掌握，為隨機(jī)、非線性和不確定性系統(tǒng)的控制，提供了良好的途徑。將人的操作經(jīng)驗用模糊關(guān)系來表示，通過模糊推理和決策方法，來對復(fù)雜過程對象進(jìn)行有效控制。通常用“如果…，則…”的方式來表達(dá)在實際控制中的專家知識和經(jīng)驗，不依賴被控對象模型、魯棒性較強(qiáng)的。模糊控制技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，與常規(guī)控制相比，模糊控制技術(shù)在提高模糊控制的控制品質(zhì)，如：穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)等問題，自身的學(xué)習(xí)能力還不完善，要求系統(tǒng)具有完備的知識，這對工業(yè)智能系統(tǒng)的設(shè)計是困難的。如模糊變結(jié)構(gòu)控制，自適應(yīng)或自組織模糊控制，自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變結(jié)構(gòu)控制等。另一方面包含了各種智能控制方法之間的交叉結(jié)合，對電力系統(tǒng)這樣一個復(fù)雜的大系統(tǒng)來講，綜合智能控制更有巨大的應(yīng)用潛力?，F(xiàn)在，在電力系統(tǒng)中研究得較多的有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)的結(jié)合，專家系統(tǒng)與模糊控制的結(jié)合，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制的結(jié)合，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制與自適應(yīng)控制的結(jié)合等方面。這些模糊方法的運(yùn)用因其可使用范圍廣，目前已經(jīng)在自動化控制中被廣泛應(yīng)用。

（三）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制技術(shù)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種介于符號推理與數(shù)值計算之間，適合用作智能控制的數(shù)學(xué)工具。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從m維空間到n維空間，復(fù)雜的非線性映射、學(xué)習(xí)能力為解決復(fù)雜的非線性系統(tǒng)控制問題，提供了有效的途徑。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，知識是通過學(xué)習(xí)例子分布存儲，當(dāng)個別處理單元損壞時，不會影響整個系統(tǒng)的正常工作，是對非線性系統(tǒng)具有最好的控制性能。目前，主要集中在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)算法的研究，硬件的實現(xiàn)等。

（四）線性最優(yōu)控制技術(shù)

線性最優(yōu)控制技術(shù)是現(xiàn)代控制重要組成部分。目前，在大型機(jī)組方面，直接用最優(yōu)勵磁控制手段代替古典勵磁方式，不但提高了遠(yuǎn)距離輸電線路輸電能力，而且同時改善動態(tài)的品質(zhì)。另外，在發(fā)電機(jī)制動電阻的最優(yōu)時間控制方面，最優(yōu)控制技術(shù)也獲得了成功的應(yīng)用。它是諸多現(xiàn)代控制技術(shù)中應(yīng)用最多、最為成熟的一個分支。

（五）綜合智能控制技術(shù)

綜合智能控制重要的技術(shù)發(fā)展方向是智能集成化。一方面，可將多項智能技術(shù)相互結(jié)合于一體，不在單獨運(yùn)用，各取優(yōu)勢。如模糊技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制的結(jié)合，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)的結(jié)合等，這些都在電力系統(tǒng)自動化控制中研究的較多，如可用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊邏輯良好結(jié)合的技術(shù)基礎(chǔ)，去處理同一系統(tǒng)內(nèi)的問題，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理非結(jié)構(gòu)化信息，模糊系統(tǒng)處理結(jié)構(gòu)化的知識等。另一方面，自動化控制智能技術(shù)與傳統(tǒng)的自適應(yīng)控制的結(jié)合，如：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制與自適應(yīng)控制的結(jié)合等。目前，國內(nèi)已有控制專家已著手發(fā)展研究，既能有效處理模糊知識又能有效學(xué)習(xí)的模糊與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)，這必將為電力系統(tǒng)智能控制的發(fā)展提供新的途徑。

三、結(jié)束語

當(dāng)前，像電力系統(tǒng)這樣一類復(fù)雜的不確定性工業(yè)過程，對其有效控制，關(guān)鍵在于自動化控制智能技術(shù)應(yīng)具有較強(qiáng)的知識處理能力，包含知識學(xué)習(xí)和利用，推理和決策等方面。在未來電力系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)程中，隨著計算機(jī)的廣泛應(yīng)用，控制技術(shù)的深入研究，自動化控制智能技術(shù)將朝著全面智能化的方向發(fā)展。從而實現(xiàn)智能性工作環(huán)境，減少人員的值守，甚至于無人值班。同時，也有效的促進(jìn)與提高電力系統(tǒng)平穩(wěn)、安全和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

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