淺述智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應用

劉浪奇

(廣東電網(wǎng)肇慶德慶供電局,廣東肇慶 526600)

淺述智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應用

劉浪奇

(廣東電網(wǎng)肇慶德慶供電局,廣東肇慶 526600)

本文作者結(jié)合多年來的工作經(jīng)驗,概述了電力系統(tǒng)自動化與智能技術(shù),分析了幾種常見智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的有效應用,以確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定健康的運行。

電力系統(tǒng)自動化 智能技術(shù) 應用

1 電力系統(tǒng)自動化與智能技術(shù)概述

1.1 電力系統(tǒng)自動化

電力系統(tǒng)自動化主要是指以計算機技術(shù)為基礎研發(fā)的專門控制電力系統(tǒng)的新型電力技術(shù)，其運轉(zhuǎn)的主要方式是對系統(tǒng)進行有效的檢測和管理，并通過自動控制系統(tǒng)和自動管理系統(tǒng)保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。實現(xiàn)系統(tǒng)的全自動化管理是電力事業(yè)快速發(fā)展的必然趨勢。就電力系統(tǒng)來說，系統(tǒng)自動化意味著調(diào)度網(wǎng)、變電站和配電站將全部實現(xiàn)全自動化管理。這種管理模式的運用將會大大提高電力系統(tǒng)的運行能力，并可以在一定程度上提高電力公司的供電質(zhì)量，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1.2 智能技術(shù)

智能技術(shù)主要包括綜合智能控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、專家系統(tǒng)控制等控制手段，也就是說，智能技術(shù)就是智能計算機技術(shù)。當前，各種智能技術(shù)已應用于電力系統(tǒng)之中，也是智能技術(shù)發(fā)展的新方向。智能技術(shù)突破了傳統(tǒng)控制方法的局限性，可以對產(chǎn)品中的問題進行及時有效的處理，進而有效地提高了控制方式的有效性。與此同時，智能技術(shù)主要是通過對周圍環(huán)境的感知，實現(xiàn)對所學信息的獲取，以及提升感知信息的控制能力。這樣一來，一些不確定因素的控制方法，就會在控制中有所減少，提高控制的實際效果。智能技術(shù)在組織與適應等方面，也具有極強的功能，基于對實際環(huán)境的正確判斷，以獲取相應的知識，以便于在實際中運用。這點也就說明，智能技術(shù)具有實時性、適應性和多樣性的特性，在當前的社會發(fā)展中具有十分重要運用價值。

2 智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應用

2.1 線性最優(yōu)控制

最優(yōu)控制在現(xiàn)代控制化理論中，具有非常重要的作用。在現(xiàn)代控制問題中，線性最優(yōu)控制能夠成分體現(xiàn)其應用價值。目前，現(xiàn)代化的控制理論當中，線性最優(yōu)控制的應用非常多，因此其技術(shù)也最成熟。但是，當前在電力系統(tǒng)中，對于非線性系統(tǒng)的控制，其控制效果并沒有達到預期目的。這主要是由于線性最優(yōu)控制的設計和制造主要是針對當前電力系統(tǒng)局部線性模型的。

2.2 模糊控制

智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的模糊控制，主要利用了宏觀的模糊控制理論，通過模糊控制推理、模糊控制和模糊運算，有效地控制復雜的電力自動化系統(tǒng)。模糊控制使得電力系統(tǒng)更容易操作，很多步驟簡單化，具有較好的非線性，這些特點使得模糊控制被廣泛地應用在電力系統(tǒng)自動化中。但是邏輯控制本身也具有很大的缺陷，模糊控制的學習能力差，在系統(tǒng)應用過程中穩(wěn)定性差，經(jīng)常導致電力系統(tǒng)出現(xiàn)誤差，通過智能技術(shù)的不斷發(fā)展，可以逐漸彌補模糊控制的這些缺點。

表1

表2

2.3 專家系統(tǒng)控制

專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應用范圍很廣，包括對電力系統(tǒng)處于警告狀態(tài)或緊急狀態(tài)的辨識，提供緊急處理，系統(tǒng)恢復控制，非常慢的狀態(tài)轉(zhuǎn)換分析，切負荷，系統(tǒng)規(guī)劃，電壓無功控制，故障點的隔離，配電系統(tǒng)自動化，調(diào)度員培訓，電力系統(tǒng)的短期負荷預報，靜態(tài)與動態(tài)安全分析，以及先進的人機接口等方面專家系統(tǒng)控制的適用范圍非常廣，但也是有不適用的地方，比如創(chuàng)造性差、自主學習能力差、深層適應差、淺層知識面差、分析能力差、組織能力差、驗證能力差以及應付能力差等。

2.4 神經(jīng)網(wǎng)絡控制

神經(jīng)網(wǎng)絡具有自組織學習能力、強魯棒性、并行處理能力、本質(zhì)的非線性特性等特點。神經(jīng)網(wǎng)絡是由大多數(shù)簡單的神經(jīng)元和一定的方式連接組成的，能夠?qū)⒋蠖鄶?shù)信息隱含在連接權(quán)值中，按照一定的學習算法對權(quán)值進行調(diào)節(jié)，使神經(jīng)網(wǎng)絡的由m維空間至n維空間的復雜非線性映射得以實現(xiàn)。神經(jīng)網(wǎng)絡理論研究主要是進行神經(jīng)網(wǎng)絡的硬件實現(xiàn)問題、神經(jīng)網(wǎng)絡學習算法的研究、神經(jīng)網(wǎng)絡模型和結(jié)構(gòu)的研究等。

案例：基于神經(jīng)網(wǎng)絡的變壓器故障診斷。

(1)問題提出及解決方案。電力變壓器的安全運行對保證供電的可靠性具有重要的意義。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(ANN)具有并行處理、學習和記憶、非線性映射、自適應能力和魯棒性等固有性質(zhì)，使其非常適合應用在電氣故障診斷領域。為此，本實例針對就壓器故障特點，形容采用合適結(jié)構(gòu)和算法的神經(jīng)網(wǎng)絡，用以實現(xiàn)變壓器故障的準確診斷。

(2)變壓器故障診斷的(ANN)設計。網(wǎng)絡輸入層節(jié)點婁就是一個模式所包含的特征量數(shù)。在油色譜分析領域中。基于油中溶氣體類型與內(nèi)部故障性質(zhì)的對應關(guān)系，以5種特征氣體為依據(jù)的判斷就壓器故障的方法。其特征量為H2，CH，C2H3，C2H2，C2H6，這樣點婁N為5的網(wǎng)絡輸入層定。

(3)變壓器故障診斷樣本。（如表1）

(4)ANN網(wǎng)絡應用分析。在實驗測試中，收集了30組變壓器樣本，并隨機取出20組樣本用于神經(jīng)網(wǎng)絡訓練，其余的樣本作為仿真。

(如表2）

(5)結(jié)論。神經(jīng)網(wǎng)絡的診斷要比三比值法準確。通過改進學習訓練算法，可在同等的收斂要求下，獲得較高的精度。

對溶解氣體分析法存在的問題，將人工神經(jīng)網(wǎng)絡應用于就壓器故障診斷；根據(jù)變壓器故障的特點，采用了動量因子技術(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡BP算法，使診斷網(wǎng)絡具有較強的學習能力、泛化能力和適應能力。

2.5 綜合智能系統(tǒng)

綜合智能系統(tǒng)主要包含兩方面：一是各種智能控制方法間的交叉結(jié)合，對于電力系統(tǒng)而言，綜合智能控制具有較大的應用價值；二是結(jié)合了現(xiàn)代控制方法和智能控制方法，例如神經(jīng)網(wǎng)絡變結(jié)構(gòu)控制、自適應神經(jīng)網(wǎng)絡控制、自組織或者是自適應迷糊控制、模糊變結(jié)構(gòu)控制等。

3 智能化技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化發(fā)展中的應用優(yōu)勢

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，我國電力事業(yè)得到了不斷地發(fā)展和進步，電力企業(yè)不斷加大電力系統(tǒng)自動化技術(shù)和智能化技術(shù)等先進的高科技技術(shù)的應用，極大提高電力系統(tǒng)的運行效率，智能化技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的實際應用過程中，極大促進了電力系統(tǒng)自動化的進步，進一步提升了電力系統(tǒng)的運行能力，智能化技術(shù)已經(jīng)廣泛應用到電網(wǎng)建設中，已經(jīng)成為電網(wǎng)建設的重要部分，這是源于智能化技術(shù)具有多方面的應用優(yōu)勢：首先，智能化技術(shù)可以可以促使企業(yè)由傳統(tǒng)單一的自動化技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣淖詣踊夹g(shù)，通過智能化技術(shù)和智能化設備可以有效控制低電壓電網(wǎng)的運行速度，最大限度改善高壓電網(wǎng)的電力負荷情況，從而可以最大限度滿足人們的用電負荷要求和用電需求；其次，智能化技術(shù)可以促使電力系統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)的升級改造，不斷提高電力企業(yè)與變電站之間的數(shù)據(jù)傳輸速率，極大提升了數(shù)據(jù)采集、處理與傳輸?shù)臏蚀_性和實時性，為電力企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略決策和生產(chǎn)運營決策提供科學有效的數(shù)據(jù)基礎，不斷提高電力系統(tǒng)的運行效率，增加電力企業(yè)的社會經(jīng)濟效益。

4 結(jié)語

綜上所述，智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的廣泛應用，不僅滿足了人們?nèi)找嬖黾拥挠秒娦枨?，而且還完善和發(fā)展我國電力系統(tǒng)自動化智能控制系統(tǒng)，極大增加了電力數(shù)據(jù)的總量，有效控制電力系統(tǒng)自動化設備的穩(wěn)定、安全和高效運行，為電力企業(yè)創(chuàng)造了最大化的經(jīng)濟效益和社會效益，不斷提高電力企業(yè)的市場競爭力，促進我國電力行業(yè)的可持續(xù)、健康穩(wěn)定發(fā)展，不斷提高電網(wǎng)運行質(zhì)量，不斷提高人們生活用電的便利性。

[1]朱鳴箭.關(guān)于智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應用[J].科技資訊,2013.

[2]宋 偉.淺析電力系統(tǒng)自動化與智能技術(shù)[J].城市建設,2013.

[3]柯子恒,岳思.智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應用研究[J].科技傳播,2014.