智能控制方法在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

龐志明

摘要：由于逐漸加快了信息技術(shù)的發(fā)展，也為人們的生產(chǎn)生活提供了便利，因此大大提高了人們的生產(chǎn)效率。在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用智能控制方法居于首要地位。本文在論述了電力系統(tǒng)自動(dòng)化構(gòu)成的基礎(chǔ)上，具體分析了電力系統(tǒng)自動(dòng)化中智能控制方法的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能控制方法；電力系統(tǒng)自動(dòng)化；應(yīng)用

智能控制方法即為在電氣工程中，利用各種自動(dòng)檢測(cè)與控制功能裝置，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)調(diào)節(jié)、控制、管理與監(jiān)視電力系統(tǒng)，充分保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，提升供電質(zhì)量。在近些年，伴隨著一些新技術(shù)的出現(xiàn)，比如模糊技術(shù)、專(zhuān)家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，均為發(fā)展智能控制技術(shù)提供了條件。

一、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的構(gòu)成

（一）變電系統(tǒng)自動(dòng)化

變電系統(tǒng)自動(dòng)化即為利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，在電力系統(tǒng)中實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)具體運(yùn)營(yíng)情況，并反饋信息，盡量在故障產(chǎn)生的第一時(shí)間幫助師傅快速出臺(tái)解決方案。對(duì)于變電系統(tǒng)自動(dòng)化，計(jì)算機(jī)在輸電線路與變電站的基礎(chǔ)上，為用戶提供電能，代替了傳統(tǒng)的人工操作方式，使得系統(tǒng)操作更為準(zhǔn)確可信，人力資源大大減少，有效取代傳統(tǒng)電纜，并提高了電力系統(tǒng)的操作效率和操作精度，大大節(jié)省空間，有效達(dá)到數(shù)字化、信息化與集成化的變電站二次設(shè)備。變電站系統(tǒng)還能利用觸摸屏技術(shù)建立運(yùn)行管理檔案，為將來(lái)審查工作提供便利。在管理運(yùn)行檔案中能有效利用計(jì)算機(jī)，利用系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備中交換和共享信息，進(jìn)而優(yōu)化完善變電系統(tǒng)。

（二）配電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化

配電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化即為發(fā)電站向用戶傳輸電能時(shí)，必須利用電力系統(tǒng)中的變電系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)作與傳輸，換言之，必須在變電站合理轉(zhuǎn)化電能，充分結(jié)合發(fā)電與用電的設(shè)備與設(shè)施，進(jìn)而由連接成網(wǎng)的送電線路、變電所、配電所與配電線路構(gòu)成，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行高性能與自動(dòng)化通信，實(shí)時(shí)共享信息資源，確保配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，不斷提高其運(yùn)行效率?，F(xiàn)今配電系統(tǒng)一般都劃分為三級(jí)，配電系統(tǒng)在進(jìn)行三級(jí)結(jié)構(gòu)劃分之后能夠在溝通過(guò)程中更加順暢，在變電系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，采用相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的變電站實(shí)行全面的升級(jí)和設(shè)備改造，使其更好的滿足變電站的運(yùn)行需要，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的管理和控制，電網(wǎng)中的信息資源共享能夠得到更好的實(shí)現(xiàn)，配電系統(tǒng)的自動(dòng)化以及高效運(yùn)行的狀態(tài)得到良好的保持。

（三）電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

針對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的控制中心與下級(jí)電網(wǎng)的控制中心，計(jì)算機(jī)能及時(shí)向二者傳遞和共享數(shù)據(jù)信息，將遠(yuǎn)動(dòng)通訊中斷設(shè)置于發(fā)電廠和變電站中，進(jìn)而對(duì)整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行中產(chǎn)生的實(shí)時(shí)信息集中有效采集，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有效監(jiān)控操作各級(jí)的電力系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)信道傳輸把信息傳送給電網(wǎng)的調(diào)度中心，由調(diào)度員進(jìn)行審閱與分析，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)作，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，能有效促進(jìn)電力調(diào)度效率的提升，不斷完善系統(tǒng)自動(dòng)化。

二、智能控制方法在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

（一）專(zhuān)家系統(tǒng)

專(zhuān)家系統(tǒng)（ES）這一人工智能技術(shù)起步較早且發(fā)展較為成熟。專(zhuān)家系統(tǒng)的組成部分包括知識(shí)庫(kù)與推理機(jī)構(gòu)，其是按照某一領(lǐng)域的專(zhuān)家提供的特殊領(lǐng)域知識(shí)展開(kāi)的推理，對(duì)人類(lèi)專(zhuān)家進(jìn)行模擬并決策的過(guò)程，其所提供的解決達(dá)到了專(zhuān)家水平。當(dāng)前普遍是由經(jīng)驗(yàn)豐富的調(diào)度人員利用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)完成運(yùn)行和控制電力系統(tǒng)的任務(wù)。首先是因?yàn)閭鹘y(tǒng)數(shù)值分析方法在啟發(fā)性推理上的能力不足，且難以積累足夠的知識(shí)。其次，由于電力系統(tǒng)本身較為復(fù)雜，導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)獲取一些必不可少的數(shù)學(xué)模型，單純的數(shù)值方法無(wú)法適應(yīng)電力系統(tǒng)的需求。所以，有必要將電力專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)引進(jìn)電力自動(dòng)化系統(tǒng)中，發(fā)揮重要作用。近年來(lái)，在國(guó)外和國(guó)內(nèi)都有不少與電力系統(tǒng)控制相關(guān)的專(zhuān)家系統(tǒng)投入試運(yùn)行或進(jìn)入實(shí)用化推廣階段，并取得了不錯(cuò)的效果，但是仍然存在著一些問(wèn)題值得研究和探索：第一，當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模較大、規(guī)則較多時(shí)，完成推理的速度受到限制，因此目前已有的專(zhuān)家系統(tǒng)大多是用于離線，或者在線解決屬于系統(tǒng)分析方面的問(wèn)題，而在實(shí)時(shí)控制方面的應(yīng)用還剛剛起步，有待進(jìn)一步的研究；第二，現(xiàn)有的專(zhuān)家系統(tǒng)缺乏有效的學(xué)習(xí)機(jī)制，對(duì)付新情況的能力有限，而且容錯(cuò)能力較差，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)參數(shù)、設(shè)備控制器配置等發(fā)生變化的情況下，將有可能得不到結(jié)果或給出錯(cuò)誤的結(jié)果。如何與ANN、模糊推理等其它人工智能方法結(jié)合以提高專(zhuān)家系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)能力和容錯(cuò)能力是值得研究的課題；第三，大型專(zhuān)家系統(tǒng)的建造周期長(zhǎng)，知識(shí)的獲取和校核比較困難，要建立完備的知識(shí)庫(kù)，維護(hù)難度比較大，在建造專(zhuān)家系統(tǒng)之前必須充分考慮這些問(wèn)題。

（二）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）的基本特性是對(duì)人類(lèi)傳遞與處理信息進(jìn)行模擬，通過(guò)人工方式對(duì)簡(jiǎn)單神經(jīng)元進(jìn)行仿制并實(shí)現(xiàn)連接。單個(gè)人工神經(jīng)元形成從輸入至輸出的非線性關(guān)系，其相互連接組成鑄就了ANN繁復(fù)的非線性特性。ANN、和ES相比較而言，其利用的是神經(jīng)元與它們之間的有向權(quán)重實(shí)現(xiàn)隱含處理問(wèn)題的知識(shí)，其優(yōu)勢(shì)主要有以下幾點(diǎn)：信息分布存儲(chǔ)，容錯(cuò)能力和學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，能完成自我組織知識(shí)的過(guò)程，符合各種信息處理的需求；計(jì)算神經(jīng)元存在相對(duì)獨(dú)立性，有利于并行處理，能快速進(jìn)行實(shí)施。正是由于ANN有極強(qiáng)的非線性擬合能力和自學(xué)習(xí)能力，且具有聯(lián)想記憶、魯棒性強(qiáng)等性能，使ANN對(duì)于電力系統(tǒng)這個(gè)存在著大量非線性的復(fù)雜大系統(tǒng)來(lái)說(shuō)有很大的應(yīng)用潛力。目前，ANN的應(yīng)用仍然存在著一些問(wèn)題，如學(xué)習(xí)算法速度一般比較慢，訓(xùn)練時(shí)間較長(zhǎng)，而且不易收斂或可能收斂到局部極小點(diǎn)等。隨著對(duì)ANN理論研究的進(jìn)一步深入，其在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制領(lǐng)域?qū)?huì)有更為廣闊的應(yīng)用前景。

（三）模糊方法

模糊理論（FT）即為模糊經(jīng)典理論，在模糊推理的基礎(chǔ)上總結(jié)出的結(jié)果變量引進(jìn)模糊邏輯中，構(gòu)建完善的推理體系。模糊推理實(shí)際上即為一種具有較強(qiáng)實(shí)用性的控制方法，結(jié)合已知的數(shù)據(jù)與控制規(guī)則，推到模糊變量，總結(jié)出主要的模糊控制輸出，主要包括三個(gè)部分，分別為模糊判決、模糊推理與模糊化。由于時(shí)間不斷發(fā)展，進(jìn)而日益完善模糊理論，模糊控制方法逐漸普及，同時(shí)獲得了顯著地成績(jī)，具體體現(xiàn)在以下三方面：第一，該方法適用于處理不確定的、不精確的和噪聲帶來(lái)的相關(guān)問(wèn)題；第二，模糊知識(shí)是使用語(yǔ)言變量來(lái)表述專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)，更接近人的表達(dá)方式，易于實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的抽取和表達(dá)；第三，該方法具有較強(qiáng)的魯棒性，被控對(duì)象參數(shù)的變化對(duì)模糊控制的影響不明顯等。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，使得建設(shè)電力系統(tǒng)的要求更高，在電力系統(tǒng)中引進(jìn)和應(yīng)用各種智能技術(shù)，能不斷提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化的水平，充分確保安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行電力系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

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