試析電力系統(tǒng)自動化技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展

王敞正

[摘 要]變電站自動化系統(tǒng)是變電站的核心系統(tǒng)，自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性與先進(jìn)性對變電站及電網(wǎng)的影響深遠(yuǎn)，先進(jìn)穩(wěn)定的自動化系統(tǒng)不僅可以保證電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效率，而且能保證廣大用電戶利益。文章就電力系統(tǒng)綜合自動化基本理論及其應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行了闡述分析。

[關(guān)鍵詞]電力系統(tǒng)； 自動化； 技術(shù)應(yīng)用；保護(hù)控制裝置

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們對于電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性有了更高的要求。電力自動化技術(shù)正好滿足人們的要求，電力系統(tǒng)的自動化技術(shù)運用了現(xiàn)代的電子信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)了對電力系統(tǒng)的運行參數(shù)以及整個電網(wǎng)的運行情況的監(jiān)控，實施遙控命令，監(jiān)控中心的管理人員能夠全面的了解電力系統(tǒng)整體的情況，能夠及時的發(fā)現(xiàn)故障的位置和原因，對于電力系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)分析更加簡便。所以，電子信息和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對于推動電力系統(tǒng)自動化的進(jìn)程有著至關(guān)重要的作用。

一、電力系統(tǒng)自動控制的基本要求

1.迅速而正確地收集、檢測和處理電力系統(tǒng)各元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)的運行參數(shù)。

2.根據(jù)電力系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)和系統(tǒng)各元件的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和安全要求，為運行人員提供調(diào)節(jié)和控制的決策，或者直接對各元件進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。

3.實現(xiàn)全系統(tǒng)各層次、各局部系統(tǒng)和各元件間的綜合協(xié)調(diào)，尋求電力系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)供電、經(jīng)濟(jì)性和安全性的多目標(biāo)的最優(yōu)運行方式。

4.電力系統(tǒng)自動控制不僅能節(jié)省人力，減輕勞動強度，而且還能減少電力系統(tǒng)事故，延長設(shè)備壽命，全面改善和提高運行性能，特別是在發(fā)生事故情況下，能避免連鎖性的事故發(fā)展和大面積停電。

二、智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的具體應(yīng)用

本論文主要介紹線性最優(yōu)控制、專家系統(tǒng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制以及綜合智能控制等幾種智能技術(shù)在自動化中的具體應(yīng)用。

1.在提高遠(yuǎn)距離輸電的效率時，最優(yōu)勵磁控制的應(yīng)用取得了一系列成效。勵磁控制器通過測量發(fā)電機電壓與給定電壓比較，把偏差按PID方法計算出控制電壓，將其控制電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的移相角就能改可控硅整流橋的輸出電壓（轉(zhuǎn)子電壓），從而達(dá)到控制發(fā)電機電壓的目的。勵磁控制器中使用了線性最優(yōu)控制技術(shù)，此項技術(shù)也在控制器發(fā)揮著重要的作用。最優(yōu)控制作為組成現(xiàn)代控制理論的重要部分，在很多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。然而，需要指出的是這種線性最優(yōu)控制技術(shù)只適用于局部的線性化模型，并非適用于電力系統(tǒng)中所有自動化程序。

2.專家系統(tǒng)。這是一個智能計算機程序系統(tǒng)，它具有某個領(lǐng)域中專家水平的經(jīng)驗與知識，能夠利用專家級別的知識來解決突發(fā)的問題，專家系統(tǒng)控制在電力系統(tǒng)中也得到了應(yīng)用。在自動化操作中，專家系統(tǒng)的應(yīng)用十分廣泛。它能夠清晰辨識處于緊急狀態(tài)或者是警告狀態(tài)的電力系統(tǒng)，并且通過智能系統(tǒng)，自行處理故障，幫助系統(tǒng)恢復(fù)。許多自動化設(shè)備的運行、操作、管理以及監(jiān)控使用了專家系統(tǒng)控制，比如：故障點的分析與隔離、動態(tài)與靜態(tài)的安全性分析以及配電系統(tǒng)自動化等。專家系統(tǒng)智能技術(shù)給電力系統(tǒng)自動化帶去了很多福利，然而它也存在著一些不足。專家系統(tǒng)中只是輸入了一些專家知識的數(shù)據(jù)，相當(dāng)于一個巨大的程序數(shù)據(jù)庫，雖然可以及時更新，但是它缺乏了解決問題的創(chuàng)新性，當(dāng)面對新的問題或者更為復(fù)雜的問題時，程序便會很難應(yīng)對。因此，使用專家系統(tǒng)控制技術(shù)時，也應(yīng)當(dāng)注重“人機結(jié)合”。

3.網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)系統(tǒng)。作為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論與控制理論相結(jié)合的產(chǎn)物，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是智能控制的一個全新的分支，它在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用也具有十分重要的意義。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和最優(yōu)線性控制不同，它具有非線性的特征，很強的處理能力。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制中的人工智能系統(tǒng)、數(shù)學(xué)系統(tǒng)、計算機科學(xué)理論以及自動控制系統(tǒng)，都能很好運用到電力系統(tǒng)中，比如，自動化設(shè)備管理中數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計，分析和計算電力系統(tǒng)的總能耗和各個設(shè)備的能量消耗，以及根據(jù)數(shù)據(jù)自行分析設(shè)備的耗損情況。在電力系統(tǒng)自動化中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)目前主要集中研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的硬件相關(guān)問題等。

4.模糊控制。這是利用模糊數(shù)學(xué)的基本思想和理論的控制方法。在傳統(tǒng)的控制領(lǐng)域里，影響控制優(yōu)劣的最主要關(guān)鍵是控制系統(tǒng)動態(tài)模式的精確性。然而，對于復(fù)雜的系統(tǒng)，由于變量太多，經(jīng)常很難掌握正確的系統(tǒng)動態(tài)，因此并不能控制精確的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。模糊數(shù)學(xué)卻能夠輕易解決這些問題。模糊控制在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用使得電力系統(tǒng)的發(fā)展又上了一個臺階。當(dāng)需要檢驗一個新的自動化程序的可行性，模糊控制能夠進(jìn)行有效的模擬。由于模糊控制系統(tǒng)中包含了一套十分完整的推理智能技術(shù)，當(dāng)對系統(tǒng)輸入全套數(shù)據(jù)以及常規(guī)控制規(guī)則時，模糊控制系統(tǒng)能夠自行對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和推導(dǎo)，最終推斷出模糊控制輸出和結(jié)果。因為模糊控制是基于模糊數(shù)學(xué)的基本思想和基本理論的控制方法，推斷出結(jié)果的精確性也比較高。模糊控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中能夠?qū)δ切┤狈_性以及具有不確定性的問題進(jìn)行分析和處理，并且也能夠有效解決由于電力設(shè)備的噪音而產(chǎn)生的一系列問題。除此之外，模糊控制在日常生活電器設(shè)備中的運用也十分廣泛。例如，電熱爐中的恒溫器一般都是用來控制恒定溫度進(jìn)行烹飪，然而設(shè)備運行的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題：其一，當(dāng)設(shè)備溫度到達(dá)恒定溫度時會出現(xiàn)溫度擺動的現(xiàn)象；其二，在設(shè)備啟動至到達(dá)恒定溫度的過程中，有出現(xiàn)超越恒定溫度的現(xiàn)象。當(dāng)將恒溫器換成模糊控制器后，可以解決類似的問題。用恒溫控制將輸入量溫度設(shè)定為溫度變化和恒定溫度兩個語言變量，其中語言變量用多組語言變量相互跨接描述。因此，控制量會出現(xiàn)多種規(guī)則，電熱爐的恒溫躍升現(xiàn)象也消失了，恒溫擺動現(xiàn)象也不復(fù)存在，此外模糊控制還達(dá)到了省電的功效。

三、關(guān)于綜合智能系統(tǒng)

綜合智能系統(tǒng)是指現(xiàn)代控制方法與智能控制的結(jié)合使用，另外也包含了各種智能技術(shù)的結(jié)合交叉使用。因為電力系統(tǒng)本身錯綜復(fù)雜，綜合智能系統(tǒng)正好能夠滿足電力系統(tǒng)自動化的需求，對電力系統(tǒng)自動化進(jìn)行綜合處理。目前，多種智能技術(shù)相互結(jié)合的研究和使用也比較普遍，其中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和模糊控制的結(jié)合具有十分巨大應(yīng)用潛力。模糊控制能夠處理不確定的非統(tǒng)計性問題，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制則應(yīng)用到計算方法上，兩種智能技術(shù)剛好得到了互補。

四、結(jié)語

電力系統(tǒng)自動化技術(shù)無疑具有著很大的發(fā)展?jié)摿?。在計算機技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展下，也將有更多的技術(shù)出現(xiàn)。隨著它們的出現(xiàn)，電力系統(tǒng)將更加自動化，為人們提供更好的電能。

參考文獻(xiàn)：

[1]王珊珊.電力系統(tǒng)自動化技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展探討[J].科技風(fēng)，2008.

[2]肖云峰.智能技術(shù)在電力統(tǒng)統(tǒng)自動化中的應(yīng)用探析[J].科技與企業(yè)，2009.