淺談電力系統(tǒng)中自動(dòng)化智能技術(shù)的應(yīng)用

李 鑫 羅洋洋 羅 成

（國家電網(wǎng)重慶市電力公司檢修分公司，重慶 400039 ）

1 前言

電力系統(tǒng)相對來說是一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)，并且其包含的技術(shù)知識也較多。在實(shí)際應(yīng)用中電力系統(tǒng)有比較顯著的非線性特性，并且其部分參數(shù)也不確切，很多電力元件在實(shí)際應(yīng)用中還存在著延遲和飽和等現(xiàn)象，從而使得電力系統(tǒng)很難達(dá)到高效率和高精度的控制?；诖朔N情況，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化智能技術(shù)就顯得尤為重要。下面根據(jù)自動(dòng)化智能技術(shù)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，談一談其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

2 電力系統(tǒng)中自動(dòng)化智能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國在電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能技術(shù)方面還有很大的局限性，其主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：第一、智能技術(shù)的應(yīng)用和研究沒有形成協(xié)同性，使得很多重要的資源都不能實(shí)現(xiàn)共享；第二、國內(nèi)很多關(guān)于自動(dòng)化智能技術(shù)方面的設(shè)想都僅僅局限在理論階段，缺乏相應(yīng)的實(shí)踐基礎(chǔ)作為支持；第三、國家對于自動(dòng)化智能技術(shù)方面的投入還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足其發(fā)展。

3 自動(dòng)化智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用

3.1 模糊控制理論的應(yīng)用

模糊控制理論相較于自動(dòng)化智能技術(shù)的其他部分，在應(yīng)用上面相對簡單易行，因此在日常電氣方面應(yīng)用比較廣泛。自動(dòng)化智能技術(shù)在控制方面需要建立一定的模型，但如果用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模型建立工作，將會(huì)遇到各個(gè)方面的難題，此時(shí)如果應(yīng)用模糊關(guān)系模型，那么其優(yōu)越性就非常顯著。目前的模糊控制理論已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到了電風(fēng)扇等日常電器中，并且此理論還擁有推理體系柱技能技術(shù)，從而增強(qiáng)了目標(biāo)推導(dǎo)的精準(zhǔn)性和有效性。對于電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)來說，其模型方面一般都是非線性的模型，基本上不采用線性模型。非線性的模型主要是通過模糊理論來支持的，整個(gè)過程簡單快捷，并且系統(tǒng)輸入量與輸出量之間的關(guān)系也可以在此模型中直觀的表示出來。目前的模糊控制理論及模型在單輸出系統(tǒng)上基本上能夠完成其功效，但是多輸出系統(tǒng)應(yīng)用方面，還存在著多方面的不足，需要得到進(jìn)一步的改進(jìn)。模糊控制理論的應(yīng)用，不僅能夠很好的解決電力系統(tǒng)中自動(dòng)化智能技術(shù)的多數(shù)難題，還節(jié)約了人力物力，在未來有很廣闊的應(yīng)用前景。

3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的應(yīng)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的發(fā)展起始于1943年，其雛形是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過隨后的不斷發(fā)展，其在模型結(jié)構(gòu)等多個(gè)方面都有了很大的進(jìn)步。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制得到廣泛深入應(yīng)用的主要原因是其擁有非線性的特性，并且還有較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力。從其微觀構(gòu)成上來看，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制主要是利用數(shù)量巨大的神經(jīng)元，經(jīng)過科學(xué)合理的方式進(jìn)行連接組成的。其蘊(yùn)含的信息基本上都在連接權(quán)值上。在實(shí)際應(yīng)用中，只要通過特定的方式的權(quán)值調(diào)節(jié)，就能夠完成整個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在兩個(gè)空間上的非線性映射。根據(jù)目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的研究現(xiàn)狀，其核心主要在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部模型建立方面，而在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件控制等方面的研究也有一定的涉及，給電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能技術(shù)的應(yīng)用帶來了積極的指導(dǎo)意義。

3.3 專家系統(tǒng)控制的應(yīng)用

專家系統(tǒng)控制在目前的電力系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛，其主要作用是在電力系統(tǒng)發(fā)生危急情況的時(shí)候，及時(shí)尋找到處于警告或者緊急狀態(tài)的系統(tǒng)區(qū)域，并進(jìn)行相應(yīng)的處理，恢復(fù)整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并能夠進(jìn)行調(diào)度員的強(qiáng)化培訓(xùn)、配電自動(dòng)化、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的安全狀況分析等工作。從專家系統(tǒng)控制在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用來看，其涉及的方面有很多，即在電力系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛。但是從實(shí)踐效果來看，專家系統(tǒng)控制的應(yīng)用有明顯的局限性。首先它沒有電力專家所擁有的創(chuàng)造性，只是單單擁有電力方面的知識，對各個(gè)系統(tǒng)功能沒有深層次的理解；其次專家系統(tǒng)沒有高效的學(xué)習(xí)能力，從而使得其在遇到新問題的時(shí)候，不能選擇有效的方法進(jìn)行解決；最后專家系統(tǒng)所擁有的知識庫在驗(yàn)證方面還存在著難點(diǎn)，并且對于一些復(fù)雜的問題不能進(jìn)行有效的分析與組織。因此，在專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用方面，應(yīng)該綜合考慮到其成本與收益之間的聯(lián)系，并且在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該注意對系統(tǒng)可行性與有效性進(jìn)行反復(fù)的測定，在方便獲取相應(yīng)電力技術(shù)知識的同時(shí)，也增強(qiáng)電力系統(tǒng)的危急處理能力與運(yùn)行平穩(wěn)能力。

3.4 線性最優(yōu)控制的應(yīng)用

線性最優(yōu)控制是現(xiàn)代控制理論的重要部分，同時(shí)也是應(yīng)用最多的控制手段，并且其在技術(shù)上也較為成熟。從此理論發(fā)展至今，很多此方面的專家都都對其進(jìn)行了深入的探究，其中運(yùn)用最廣泛的就是勵(lì)磁系統(tǒng)。勵(lì)磁系統(tǒng)的主要作用是提升輸電線的遠(yuǎn)距離輸電性能，從而大大提升整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。該理論最重要的應(yīng)用就是用最優(yōu)的勵(lì)控制取代了大型機(jī)組中原有的傳統(tǒng)勵(lì)磁控制，不僅如此，線性最優(yōu)控制理論在制動(dòng)電阻（其中主要是在一些水輪發(fā)電機(jī)方面）取得了顯著效果。隨著自動(dòng)化智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的不斷發(fā)展，線性最優(yōu)控制的應(yīng)用正在不斷的得到拓寬，并且其在最優(yōu)時(shí)間控制方面也有了新的進(jìn)步。但是，在這之中還應(yīng)該注意線性最優(yōu)控制的高強(qiáng)針對性，即其對于局部線性模型有較的應(yīng)用效果，但對于非線性模型方面的應(yīng)用還有所局限，效果也受到了一定的削減。

3.5 綜合智能系統(tǒng)的應(yīng)用

綜合智能系統(tǒng)是智能控制和現(xiàn)代控制的綜合體，其不單單是一個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用，而是由上述多個(gè)系統(tǒng)在智能控制、交叉控制等方法下，形成的一個(gè)綜合系統(tǒng)。對于電力系統(tǒng)來說，綜合智能系統(tǒng)的應(yīng)用效果最為顯著，并且其應(yīng)用潛力也較高。在目前的電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能技術(shù)應(yīng)用中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要是用來處理非結(jié)構(gòu)化的信息，而模糊控制系統(tǒng)則主要用來處理結(jié)構(gòu)信息，所以說兩個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合才是電力系統(tǒng)應(yīng)用的最優(yōu)系統(tǒng)。在這之中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要用于簡單計(jì)算，而模糊計(jì)算則主要應(yīng)用在非線性的管理中，從而使得兩個(gè)系統(tǒng)在應(yīng)用中達(dá)到互補(bǔ)。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要是把系統(tǒng)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的整合，而模糊邏輯則是基于整個(gè)系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)提供深層次的框架構(gòu)建。在實(shí)際應(yīng)用中，注意把整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合在一起，就能夠提高系統(tǒng)的應(yīng)用效率，從而促進(jìn)智能系統(tǒng)的發(fā)展。

結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，人們對于能源的需求就會(huì)越來越高，也將進(jìn)一步的帶動(dòng)電力行業(yè)的發(fā)展。而自動(dòng)化智能技術(shù)作為電力系統(tǒng)中的重要部分，在未來的發(fā)展中必將有其新的意義和內(nèi)涵。不僅如此，隨著人們社會(huì)的進(jìn)步，石油和煤炭等不可再生資源將會(huì)進(jìn)一步的減少，這就使得電力能源在未來將會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用前景。因此，作為一名電力系統(tǒng)技術(shù)人員，在當(dāng)下更應(yīng)該掌握好電力系統(tǒng)中自動(dòng)化智能技術(shù)的核心應(yīng)用內(nèi)容，并時(shí)刻關(guān)注電力發(fā)展新動(dòng)向，給我國電力系統(tǒng)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

[1]王廣林，梁芳成.電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢[J].信息系統(tǒng)工程，2013（08）：119+125.