電力系統(tǒng)自動化控制中的智能技術(shù)應(yīng)用研究

金濤

摘 要：為減輕人員勞動性，保證電力系統(tǒng)運(yùn)行效率，現(xiàn)代電力系統(tǒng)開始朝向智能化、自動化方向進(jìn)行了發(fā)展，而業(yè)內(nèi)人士也一直在對系統(tǒng)自動化控制體系進(jìn)行著調(diào)整，并開始將智能技術(shù)運(yùn)用到了該系統(tǒng)之中。本文將以智能技術(shù)與電力系統(tǒng)自動化控制介紹為切入點(diǎn)，對智能技術(shù)優(yōu)勢展開分析，進(jìn)而探索出智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用方案，并就該項技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了展望，旨在提升智能技術(shù)運(yùn)用水平，促進(jìn)電力系統(tǒng)的有效發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù) 電力系統(tǒng) 智能技術(shù) 模糊控制

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（c）-0002-02

通過對電力系統(tǒng)的研究可以發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)具有維數(shù)大、參數(shù)不可知以及動態(tài)性等方面的特點(diǎn)，而其系統(tǒng)分布也較為廣泛。在系統(tǒng)會中，多數(shù)元件都屬于飽和狀態(tài)，有著磁滯以及延遲等方面的特點(diǎn)，對其進(jìn)行控制難度相對較大。而自動化技術(shù)與智能化技術(shù)的運(yùn)用，使該系統(tǒng)進(jìn)入到了新的發(fā)展階段，電力系統(tǒng)控制有效性與質(zhì)量得到了切實提升，有效促進(jìn)了國內(nèi)電力事業(yè)的發(fā)展，因此對智能技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行研究具有一定價值。

1 電力系統(tǒng)自動化控制與智能技術(shù)

1.1 電力系統(tǒng)自動化控制

所謂電力系統(tǒng)自動化技術(shù)，就是指電力系統(tǒng)在進(jìn)行建設(shè)過程中，會將自動調(diào)整與計算機(jī)控制技術(shù)運(yùn)用到系統(tǒng)各部分之中，進(jìn)而形成的自動化調(diào)整與控制技術(shù)。該技術(shù)的運(yùn)用，主要包含配電自動化、發(fā)電控制自動化以及電網(wǎng)調(diào)度自動化三部分內(nèi)容[1]。當(dāng)電力系統(tǒng)實施自動化控制時，技術(shù)人員需要明確智能技術(shù)特性，要對系統(tǒng)控制、通信以及測量等部分進(jìn)行不斷深化。

1.2 智能技術(shù)

現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動化中的智能技術(shù)，是以傳統(tǒng)自動化控制體系為基礎(chǔ)的智能化系統(tǒng)調(diào)節(jié)技術(shù)。該技術(shù)以物理電力系統(tǒng)為依托，通過對信息技術(shù)、傳感測量技術(shù)以及通信技術(shù)等手段的運(yùn)用，完成對電力資源的合理配置，以保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)水平與安全水平[2]。

2 智能技術(shù)優(yōu)勢

2.1 用電更加智能

將智能技術(shù)運(yùn)用到電力系統(tǒng)之中，可以使自動化技術(shù)發(fā)揮到最佳狀態(tài)，實現(xiàn)智能化用電目標(biāo)。如果在用電過程中出現(xiàn)此信息采集與設(shè)備智能化交互能力下降的情況時，智能技術(shù)便會發(fā)揮作用，展開智能化用電模式[3]。同時智能雙向互動系統(tǒng)也可以達(dá)到電網(wǎng)用戶積極交互的目標(biāo)，能夠為用戶帶來更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，保證客戶的各種用電需求都能得到滿足。

2.2 發(fā)電更加智能

該項技術(shù)的運(yùn)用，可以使電力系統(tǒng)控制能力得到切實增強(qiáng)，電源結(jié)構(gòu)與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)存在的問題也會得到優(yōu)化，可以在光伏發(fā)電與風(fēng)能發(fā)電科學(xué)中起到一定作用。智能技術(shù)會為信息雙向交互信息傳輸?shù)膶崿F(xiàn)提供可靠助益，能夠真正實現(xiàn)對發(fā)電系統(tǒng)的高質(zhì)量控制，可以成功帶動能源持續(xù)性發(fā)展[4]。整體系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)會更加智能化、科學(xué)化，可以有效擺脫傳統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)作模式存在的弊端。

2.3 調(diào)度更加智能

智能技術(shù)最為突出的作用，就是能夠?qū)﹄娋W(wǎng)進(jìn)行合理調(diào)度，實現(xiàn)智能電網(wǎng)運(yùn)作模式。就調(diào)度系統(tǒng)而言，系統(tǒng)需要擁有高水平的安全預(yù)警系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，要求能夠?qū)ο到y(tǒng)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行全面性采集，并可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，第一時間做出反映并進(jìn)行報警，以便相關(guān)人員及時做出應(yīng)對[5]。同時智能技術(shù)的運(yùn)用，也能夠保證調(diào)度過程中系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)與安全的平衡，保證系統(tǒng)所含價值能夠被充分挖掘出來。

3 智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化控制中的應(yīng)用

3.1 線性最優(yōu)應(yīng)用

現(xiàn)代社會電力需求極高，且遠(yuǎn)距離輸電線路較多，在此環(huán)境中，使用最優(yōu)勵磁模式能夠?qū)崿F(xiàn)對電機(jī)電壓的有效控制。主要是因為，該控制方式是以線性最優(yōu)控制為依據(jù)，對給定電壓與發(fā)電機(jī)測量電壓數(shù)值進(jìn)行比較，并運(yùn)用PID法完成對偏差數(shù)值的運(yùn)算，進(jìn)而獲得控制電壓數(shù)值[6]。通過對最優(yōu)勵磁的運(yùn)用能夠?qū)ψ顑?yōu)電壓進(jìn)行科學(xué)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對電壓相位轉(zhuǎn)移角的調(diào)整，保證控制電壓能夠被成功轉(zhuǎn)換為輸出型電壓，進(jìn)而完成相應(yīng)控制任務(wù)。按照線性最優(yōu)原則，技術(shù)人員能夠?qū)ψ顑?yōu)勵磁進(jìn)行合理運(yùn)用，保證局部線性模型控制內(nèi)容的切實強(qiáng)化。

3.2 集成智能系統(tǒng)應(yīng)用

集成智能系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)合較為繁雜，擁有較大的智能控制潛能，主要包含電力系統(tǒng)間交聯(lián)與智能控制系統(tǒng)、技術(shù)等內(nèi)容。就現(xiàn)代電力系統(tǒng)而言，智能系統(tǒng)仍然處于初期發(fā)展階段，相關(guān)人員還在對該系統(tǒng)進(jìn)行著不斷的研究。一些專家學(xué)者將專家系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模式融合在了一起，形成了新型集成智能系統(tǒng)，使該系統(tǒng)獲得了新的發(fā)展方向[7]。模糊系統(tǒng)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對非結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行更加優(yōu)質(zhì)的處理，所以將模糊邏輯與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起，具有一定技術(shù)基礎(chǔ)支持。雖然這兩項技術(shù)均屬于智能系統(tǒng)范疇，但兩者的側(cè)重角度卻并不一致，模糊邏輯更加注重對不確定性以及非統(tǒng)計性問題的處理，而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)更加適合低級別計算。此外，模糊邏輯會提供應(yīng)用程序框架，而感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送，兩者屬于相互補(bǔ)充的關(guān)系。

3.3 模糊控制應(yīng)用

模糊控制屬于電力系統(tǒng)自動化操作中常用的一種控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的運(yùn)用能夠有效提高動態(tài)模式控制精準(zhǔn)度，尤其對于內(nèi)容關(guān)系復(fù)雜與結(jié)構(gòu)龐雜的電力系統(tǒng)控制效果更加明顯。經(jīng)過多年發(fā)展，模糊控制已經(jīng)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛運(yùn)用，其可以有效克服電力系統(tǒng)動態(tài)化以及變量復(fù)雜化的特性，實現(xiàn)對系統(tǒng)的有效控制，保證電力系統(tǒng)自動化控制水平的切實提升。模糊系統(tǒng)會對依靠自身數(shù)據(jù)對電力系統(tǒng)進(jìn)行有效控制，并會設(shè)置出相應(yīng)控制規(guī)則，以完成對系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的模糊分析與處理。這種控制方式精準(zhǔn)度較高，能夠提升電力系統(tǒng)自動化控制可靠程度。

3.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模式出現(xiàn)在20世紀(jì)40年代，并在誕生幾十年后，出現(xiàn)了研究低迷的狀態(tài)，直到后期人們認(rèn)識到了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重要性，才開始重新展開了對該系統(tǒng)的研究，而現(xiàn)代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也由此開始形成。這種控制系統(tǒng)由多種簡單性神經(jīng)元所組成，能夠?qū)μ囟?quán)重信息進(jìn)行連接，且會按照相應(yīng)學(xué)習(xí)算法，對權(quán)重進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而實現(xiàn)M維空間到N維空間的非線性映射處理?，F(xiàn)代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)更加傾向?qū)ι窠?jīng)機(jī)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)新型學(xué)習(xí)算法的研究，可以有效解決神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件問題。endprint

3.5 專家系統(tǒng)應(yīng)用

智能技術(shù)的運(yùn)用，使得專家系統(tǒng)開始形成，并在電力自動化系統(tǒng)種得到了運(yùn)用。該系統(tǒng)涉及內(nèi)容相對較多，應(yīng)急處理系統(tǒng)、電力系統(tǒng)性能恢復(fù)以及系統(tǒng)狀態(tài)調(diào)試都屬于該系統(tǒng)內(nèi)容，同時短期電力負(fù)荷預(yù)警、系統(tǒng)電源狀態(tài)識別與故障排除等內(nèi)容也涵蓋在其中。由于該系統(tǒng)約束力較大，整體系統(tǒng)智能化水平也需要進(jìn)行提升，所以該系統(tǒng)仍需不斷進(jìn)行優(yōu)化。此外系統(tǒng)只能進(jìn)行智能化操作，無法進(jìn)行模糊理論操作，難以實現(xiàn)對適配功能的深層次認(rèn)知，也是相關(guān)需要注意的問題。

4 智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的發(fā)展展望

4.1 人工智能故障判斷方面

以往電力系統(tǒng)在對故障進(jìn)行診斷時，多數(shù)都會采用單理論、單過程以及單故障的方式，完成相應(yīng)故障診斷工作。這種診斷方式雖然具有一定作用，但卻有較強(qiáng)的局限性，并不能滿足現(xiàn)在電力系統(tǒng)發(fā)展過于復(fù)雜的問題。為解決這一問題，電力系統(tǒng)故障診斷今后會朝向人工智能化方向發(fā)展，該項診斷技術(shù)會按照電力系統(tǒng)設(shè)備需要，對設(shè)備內(nèi)部異常數(shù)據(jù)實施多方位以及多層次分析模式，能夠切實滿足系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)展要求。

在使用人工智能故障判斷技術(shù)時，需要按照大規(guī)模設(shè)備需要，對系統(tǒng)可能出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)與故障進(jìn)行多層次與多方位的預(yù)估與分析，準(zhǔn)確判斷出可能出現(xiàn)的故障，相關(guān)人員能夠在此基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)故障進(jìn)行切實改善與控制，以達(dá)到對故障發(fā)生原因與發(fā)生位置進(jìn)行準(zhǔn)確判斷的目標(biāo)，從而有效降低故障發(fā)生對系統(tǒng)造成的影響，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，保證社會用電安全性與充足性。

4.2 智能化控制方面

智能實時控制技術(shù)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行實時控制與監(jiān)測，進(jìn)而完成相應(yīng)系統(tǒng)控制任務(wù)。該項技術(shù)的運(yùn)用，能夠有效提高對于系統(tǒng)的控制質(zhì)量，可以加強(qiáng)系統(tǒng)控制力度，以保證系統(tǒng)風(fēng)險能夠被控制在合理范圍之內(nèi)。同時，伴隨工程技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的切實提升，系統(tǒng)智能化控制標(biāo)準(zhǔn)也會隨之提升，要求會更加嚴(yán)格。此外，由于實時控制技術(shù)能夠通過圖形對系統(tǒng)運(yùn)行狀況與數(shù)據(jù)信息進(jìn)行體現(xiàn)，使用者觀察會更加直觀，可以切實減少故障發(fā)生概率，保證設(shè)備資源運(yùn)用合理性，避免浪費(fèi)情況的出現(xiàn)。目前該項技術(shù)已成為電力系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，今后勢必會得到更好地發(fā)展。

4.3 綜合化智能控制方面

所謂綜合智能技術(shù)是指，電力系統(tǒng)自動化控制體系在運(yùn)行時，技術(shù)人員會按照智能技術(shù)控制需要以及系統(tǒng)實際運(yùn)轉(zhuǎn)情況，將故障分析技術(shù)、模糊邏輯控制技術(shù)與線性最優(yōu)控制等技術(shù)進(jìn)行科學(xué)融合，保證現(xiàn)代控制與智能控制一致性。這種技術(shù)與現(xiàn)代大型電力系統(tǒng)需要極為匹配，能夠達(dá)到系統(tǒng)自動化控制資源的配置內(nèi)容需要，與智能技術(shù)優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)也極為符合，屬于電力系統(tǒng)智能技術(shù)發(fā)展必然趨勢，值得業(yè)內(nèi)人士對其展開深入研究。

5 結(jié)語

通過本文對電力系統(tǒng)自動化控制相關(guān)內(nèi)容的介紹，使我們對該系統(tǒng)以及智能技術(shù)有了更加深入的了解。相關(guān)人員應(yīng)認(rèn)識到智能技術(shù)在該系統(tǒng)中的重要作用，要按照電力系統(tǒng)發(fā)展方向以及實際自動化控制需要，對智能技術(shù)進(jìn)行合理運(yùn)用，真正將該項技術(shù)具有的優(yōu)勢應(yīng)用到電力系統(tǒng)之中，保證系統(tǒng)能夠完成高質(zhì)量調(diào)度、發(fā)電與用電，并能夠保障專家系統(tǒng)、模糊邏輯與線性最優(yōu)等理論能夠得到切實運(yùn)用，實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化最佳控制模式，為我國電力事業(yè)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

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