探討智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用價(jià)值

孫永強(qiáng)

[摘 要]在信息技術(shù)全面到來(lái)的今天，人們的生產(chǎn)方式和生活方式都隨之發(fā)生了巨大的變化，同時(shí)操作系統(tǒng)的不斷便利化使得我們?cè)谏a(chǎn)效率方面大大提高，而在應(yīng)用電力系統(tǒng)自動(dòng)化的過(guò)程中，智能技術(shù)具有重要的地位和作用，在當(dāng)今條件下，其應(yīng)用范圍更加廣泛，也得到了更多的認(rèn)可。

[關(guān)鍵詞]智能技術(shù)；電力系統(tǒng)；應(yīng)用價(jià)值；電力系統(tǒng)自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）17-0278-01

所謂的智能電網(wǎng)，就是在高度集成的、雙向高速傳輸?shù)耐ㄓ嵓夹g(shù)基礎(chǔ)之上，利用高精度的傳感器、先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備及其他先進(jìn)的控制方法等，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益及可靠安全性能。在我國(guó)，目前智能電網(wǎng)還在研究和試驗(yàn)階段，由于起步晚，加上地理?xiàng)l件的限制，導(dǎo)致我們技術(shù)上難度大為增加，不過(guò)，也正是這些因素鍛造了我們加快建設(shè)智能電網(wǎng)的決心，只有在不斷完善目前的通訊網(wǎng)絡(luò)水平，才有可能把智能電網(wǎng)建設(shè)推向另外一個(gè)高潮。

電力系統(tǒng)是一個(gè)巨維數(shù)的典型動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化的工作原理是利用一定能力的設(shè)備，比如信號(hào)系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程或者就地的監(jiān)視電力系統(tǒng)中的局部安全、各個(gè)元件安全以及全系統(tǒng)的安全。其特點(diǎn)是時(shí)變性較強(qiáng)，非線性較強(qiáng)，同時(shí)具有不確切可知的參數(shù)，另外，電力系統(tǒng)還含有大量未建模的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)部分。電力系統(tǒng)地域分布廣闊，大部分元件具有復(fù)雜的物理特性，比如飽和性、磁滯和延遲等等。因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)這樣的系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制具有較大的難度。電力系統(tǒng)在本質(zhì)上是一個(gè)非線性的動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)，存在著許多非線性優(yōu)化問(wèn)題和及其復(fù)雜的工程計(jì)算，同時(shí)，人們對(duì)電力系統(tǒng)也提出了更高的要求，這些特征的存在，使得電力系統(tǒng)不斷的引進(jìn)一些先進(jìn)的控制手段如智能技術(shù)等。

1 模糊控制

模糊控制主要采用的是一種模糊的宏觀控制系統(tǒng)，它具有易操作性、非線性、隨機(jī)性、簡(jiǎn)單化和不確定性等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)使得監(jiān)理模糊關(guān)系模型變得十分簡(jiǎn)單容易，并且具有非常大的優(yōu)越性。模糊控制方法的優(yōu)越性在任何地方都體現(xiàn)出來(lái)，包括家用電器中，他使得控制操作變得非常容易掌握并且十分的簡(jiǎn)單。雖然有時(shí)候建立常規(guī)的數(shù)學(xué)模型十分困難，但是就現(xiàn)代而言，通過(guò)建立模型來(lái)實(shí)現(xiàn)控制是比較先進(jìn)的方法。這種模糊理論的智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化的控制中具有非常實(shí)用的價(jià)值，因?yàn)樗軌蚰M人的決策過(guò)程和模糊推理過(guò)程。通過(guò)已經(jīng)存在的控制規(guī)則和數(shù)據(jù)，模糊理論可以對(duì)模糊輸入量進(jìn)行推導(dǎo)，得到模糊控制輸出，輸出結(jié)果的組成部分是：模糊化、模糊推理與模糊判決。這種智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用具體表現(xiàn)有：能夠智能的處理一些家用電器可能產(chǎn)生的噪聲以及由此帶來(lái)的問(wèn)題，如日常我們使用的電風(fēng)扇、電熱器等家用電器；具有較強(qiáng)的自學(xué)能力，并且能夠很好的進(jìn)行糾錯(cuò)；如果電力系統(tǒng)中改變了環(huán)境變量的設(shè)置和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D或者出現(xiàn)了一些其他類型的問(wèn)題，那么通過(guò)模糊理論的智能技術(shù)應(yīng)用，就可以給出正確的解決方法并且做出及時(shí)的反應(yīng)來(lái)進(jìn)行應(yīng)對(duì)；模糊智能技術(shù)能夠使知識(shí)的獲得和表達(dá)非常容易的完成實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槟：悄芗夹g(shù)能夠模擬專家的經(jīng)驗(yàn)并且利用與人的表達(dá)方式更加接近的形式進(jìn)行語(yǔ)音變量的表達(dá)；另外，模糊智能技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是能夠有效的處理那些具有不精確性的問(wèn)題和不確定性的問(wèn)題，使其變得精確和確定。

2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是通過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而成的，它主要應(yīng)用在學(xué)習(xí)方面以及模型結(jié)構(gòu)方面，并且已經(jīng)得到了廣泛的傳播和成果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的非線性是目前最受人們關(guān)注的，此外它的魯棒能力、處理能力以及自主學(xué)習(xí)能力也同樣受到人們的關(guān)注。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量簡(jiǎn)單的神經(jīng)元以一定的方式連接而成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)具體問(wèn)題的不同，已經(jīng)有多種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其訓(xùn)練算法在電力系統(tǒng)中得到了應(yīng)用，主要的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論研究有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的硬件實(shí)現(xiàn)問(wèn)題研究和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法研究等，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電力系統(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，在進(jìn)行電力系統(tǒng)故障診斷時(shí)，利用了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和元件關(guān)聯(lián)分析等。

3 專家系統(tǒng)控制

專家系統(tǒng)是一個(gè)具有大量規(guī)則、經(jīng)驗(yàn)和專門知識(shí)的程序系統(tǒng)，他運(yùn)用由某領(lǐng)域?qū)＜宜峁┑闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行判斷推理，并模擬專家的決策過(guò)程，以解決各種需要專家解決的復(fù)雜問(wèn)題。專家系統(tǒng)控制主要應(yīng)用在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的緊急處理、狀態(tài)識(shí)辨、狀態(tài)警告、系統(tǒng)規(guī)劃、調(diào)度員培訓(xùn)、系統(tǒng)控制的恢復(fù)、切負(fù)荷、分析狀態(tài)、轉(zhuǎn)化狀態(tài)、配電系統(tǒng)自動(dòng)化、控制電壓的無(wú)功、靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析、安全分析、人機(jī)接口以及故障點(diǎn)的隔離等方面。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(xué)習(xí)能力差、深層適應(yīng)差、淺層知識(shí)面差、分析能力差、組織能力差、驗(yàn)證能力差以及應(yīng)付能力差等。

4 線性最優(yōu)控制

在現(xiàn)代控制化理論中，最優(yōu)控制是重要的部分，它能夠體現(xiàn)出最優(yōu)化理論在控制問(wèn)題中的應(yīng)用。線性最優(yōu)控制在當(dāng)前的現(xiàn)代化控制理論中是最成熟、應(yīng)用數(shù)量最多的一個(gè)部分。其主要是通過(guò)對(duì)最優(yōu)勵(lì)磁進(jìn)行控制的方式來(lái)使得動(dòng)態(tài)品質(zhì)和輸電線在遠(yuǎn)距離輸電能力方面的問(wèn)題得到改善。其主要是在大型機(jī)組的過(guò)程中使用最優(yōu)勵(lì)磁控制的方式來(lái)取代古典勵(lì)磁的方式。在當(dāng)前條件下，最優(yōu)勵(lì)磁控制具有最佳的控制效果。同時(shí)，在水輪發(fā)電機(jī)對(duì)電阻進(jìn)行制動(dòng)的過(guò)程中，最優(yōu)控制理論在控制時(shí)間方面取得了很好的效果。電力系統(tǒng)的線性最優(yōu)控制在電力系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程中獲得了更好的應(yīng)用，其具有一定的重要作用。但是我們必須注意的是，因?yàn)榫€性最優(yōu)控制的控制器主要是對(duì)電力系統(tǒng)中的局部線模型進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的，所以其在電力系統(tǒng)控制非線性系統(tǒng)的效果并不十分理想。

5 綜合智能系統(tǒng)

綜合智能控制一方面包含了智能控制與現(xiàn)代控制方法的結(jié)合，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(duì)電力系統(tǒng)這樣一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)來(lái)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。模糊邏輯和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合有良好的技術(shù)基礎(chǔ)。這兩種技術(shù)從不同角度服務(wù)于智能系統(tǒng)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用在低層的計(jì)算方法上，模糊邏輯則用以處理非統(tǒng)計(jì)性的不確定性問(wèn)題，是高層次（語(yǔ)義層或語(yǔ)言層）的推理，這兩種技術(shù)正好起互補(bǔ)作用。

綜上所述，智能技術(shù)的廣泛運(yùn)用已經(jīng)在電力系統(tǒng)中獲得了良好的發(fā)展，推動(dòng)了電力系統(tǒng)的自動(dòng)化進(jìn)程，我們相信隨著人們對(duì)各種智能控制理論研究的進(jìn)一步深入，它們之間的聯(lián)系也會(huì)更加緊密。隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電力數(shù)據(jù)總量不斷增加，大幅度增長(zhǎng)的復(fù)雜管理，以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加大和影響，智能技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用具有更廣闊的前景，相信利用各自優(yōu)勢(shì)而組成的綜合智能控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)起到更加重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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