電力系統(tǒng)自動化中智能技術的應用研究

馬偉+任丹丹

摘 要：當今，傳統(tǒng)意義的電力供應無法滿足人們日益的需求，建設安全可靠的電力系統(tǒng)對社會經濟和人們生活至關重要。電力系統(tǒng)自動化智能技術由于不斷完善自身，綜合控制效果有了明顯提高，保證高效運行系統(tǒng)，且減少輸送能源的損失，因此，促進建設電力系統(tǒng)自動化對電力企業(yè)有重要的現(xiàn)實意義。文章主要介紹電力系統(tǒng)自動化中的智能技術，并就電力系統(tǒng)自動化中的幾種智能技術的應用和發(fā)展情況進行分析研究。

關鍵詞：電力系統(tǒng)；自動化；智能技術

中圖分類號：TM76 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）34-0158-02

前言

伴隨生產領域和經濟領域對電力要求的不斷提高，電力企業(yè)迎來機遇的同時，也面對新的挑戰(zhàn)。不斷發(fā)展的經濟促使我國的自動化和智能化技術也在不斷進步，電力系統(tǒng)自動化智能控制技術的實現(xiàn)便是電力企業(yè)在電力的市場競爭中取勝的重要優(yōu)勢之一。電力系統(tǒng)自動化可以提高計算機信息技術的應用質量，改善了電力系統(tǒng)控制的可靠性，提高系統(tǒng)的反應及操作的效果。而作為電力系統(tǒng)自動化控制的關鍵——智能技術，則推動了整個電力系統(tǒng)的發(fā)展，使電力系統(tǒng)自動化中的控制內容體系趨向精確、標準、規(guī)范，臻于完善。

1 電力系統(tǒng)自動化中智能技術的內容

1.1 電力系統(tǒng)自動化的概述

在供電系統(tǒng)里，電力系統(tǒng)自動化是不可缺少的一個環(huán)節(jié)，它對供電系統(tǒng)是否能夠正常運行有著重要意義。電力系統(tǒng)自動化作為一項控制調整技術，意思是在建設電力系統(tǒng)的過程時，將系統(tǒng)的各個層次部分都用計算機控制、調整自動化等內容進行穿插。電力自動化主要有發(fā)電控制、電網調度以及配電等自動化。近些年，設計人員不斷分析智能技術的特性，有效研究深化通信、測量、設備、控制、支持等電力系統(tǒng)中的內容，促進電力系統(tǒng)自動化智能技術的不斷發(fā)展。

1.2 電力系統(tǒng)自動化的智能技術

智能控制技術是伴隨控制理論的發(fā)展而產生的一種控制技術，它主要解決傳統(tǒng)控制中無法解決的問題，因此作用，智能控制技術極其適用那些有很強的不確定性和非線性的系統(tǒng)，而電力系統(tǒng)即是這種復雜系統(tǒng)。它包含大量沒有進行建模的動態(tài)部分，加上它的分布領域廣，想要對它進行很好地控制管理是困難的。當前，我國的電力系統(tǒng)自動化中智能技術是一種智能調節(jié)，它建立的基礎是傳統(tǒng)的自動化控制。這種技術主要是把物理的電力系統(tǒng)當成研究的基礎，按照傳感測量、通信、計算機、控制、信息等技術，優(yōu)化配置電力資源，將電力系統(tǒng)的運行變得更加可靠、安全、經濟。

2 電力系統(tǒng)自動化中智能技術的應用

電力系統(tǒng)自動化智能技術是建設電力系統(tǒng)的重要內容，它從根本上提高電力系統(tǒng)的運行質量及效果，有效運用我國的電力資源，改善人們生活質量，加快我國社會主義的建設進程。當前，專家系統(tǒng)控制，線性最優(yōu)控制，模糊控制以及神經網絡控制等技術，均廣泛應用于電力系統(tǒng)自動化，且得到顯著效果。

2.1 專家系統(tǒng)控制

電力系統(tǒng)自動化隨著科學技術的快速，專家系統(tǒng)控制已經滲透我國電力系統(tǒng)的各個方面，特別是在處理故障，管理設備等方面。作為一種控制體系，專家系統(tǒng)控制技術實際上是模擬人類專家來進行問題解決的計算機程序，因此，專家系統(tǒng)控制含括不少領域專家的知識水平經驗，是計算機和人工智能技術的結合，這種能夠及時解決人類的困難問題的控制系統(tǒng)，對人類的社會生活有著非同尋常的意義。專家系統(tǒng)控制的應用長處有二：一是控制過程中，根據(jù)故障的緊急或警告狀態(tài)，處理判斷故障發(fā)生的地點及其狀況；二是極大的促進系統(tǒng)的恢復能力，保證系統(tǒng)能在短時間內恢復正常，比如分析隔離故障點，安全分析動態(tài)與靜態(tài)等。

2.2 線性最優(yōu)控制

科技的發(fā)展促使我國接連提出控制理論，其中，線性最優(yōu)控制原理在層出不窮的理論中占據(jù)重要地位，以經典理論存在于現(xiàn)代的自動控制的理論中。在當前的世界電力系統(tǒng)自動化中，最為成熟的最優(yōu)勵磁控制技術廣泛應用于遠距離電路輸電中，主要有大型機組及水輪發(fā)電機等自動控制系統(tǒng)。最優(yōu)勵磁控制技術能夠成功獲得控制電壓，它主要是利用線性最優(yōu)控制的原理，對比發(fā)電機的測量電壓和給定電壓，并按照PID法計算偏差。線性最優(yōu)控制的應用長處有三：一是強化發(fā)電機電壓控制的力度，有效改善控制效果；二是調節(jié)最優(yōu)控制電壓，保證控制電壓與輸出電壓的轉換；三是完成發(fā)電壓和控制器的控制，優(yōu)化線性化模型的局部控制內容。

2.3 模糊控制

模糊控制在電力系統(tǒng)自動化的操作過程中是最常見、最簡單、最容易掌握的一種控制系統(tǒng)，這種方法主要廣泛應用于家用電器中。模糊控制技術主要是對自身控制數(shù)據(jù)完整和處理數(shù)據(jù)規(guī)則，從而模糊推導分析電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)。從根本上，模糊控制使電力系統(tǒng)中變量復雜，系統(tǒng)動態(tài)難掌握等問題得到解決，大幅度的提升電力系統(tǒng)自動化發(fā)展。模糊控制的應用長處有二：一是加強大型電力系統(tǒng)控制的調整效果；二是提高電力系統(tǒng)控制的精確性、準確性以及可靠性。

2.4 神經網絡控制

神經網絡控制也叫神經控制，于1943年建立的MP 模型是人工神經網絡的最早開始，科學家們經過數(shù)十年來的不懈努力，于神經網絡領域內取得豐碩成果，其中之一便是將神經網絡作為一種新型智能技術應用于電力系統(tǒng)自動化。當前電力系統(tǒng)，主要依據(jù)非線性的原則的神經網絡控制技術，本身就具備極強的強魯棒性以及學習的能力，在并行處理方面也具備相當優(yōu)勢。它用一定的方式連接神經元，最優(yōu)控制系統(tǒng)網絡中的數(shù)據(jù)庫以及運行數(shù)據(jù)。神經網絡控制的長處有二：一是有機結合數(shù)學、人工智能、計算機等系統(tǒng)，形成有系統(tǒng)的能量消耗的收集，能量損耗的計算，能量損耗的分析等完善的框架，提高電力系統(tǒng)的控制效果和能量調整；二是分析神經結構和模型，提升神經網絡的硬件，改善電力系統(tǒng)的經濟效益，提高系統(tǒng)的綜合運行的質量。

3 電力系統(tǒng)自動化中智能技術的發(fā)展情況

近年來，我國科技的不斷發(fā)展促使我國電力系統(tǒng)自動中的智能技術也在不斷自我完善。而我國的電力系統(tǒng)自動化也漸漸地從單一轉變?yōu)槎嘣?，從單項的監(jiān)控轉變?yōu)槎囗椀目刂?，從高電壓的等級轉變?yōu)榈碗妷?。當前，建設電力系統(tǒng)的基本方向是實現(xiàn)人工智能故障診斷、智能化實時控制以及綜合智能控制。endprint

3.1 人工智能故障診斷

我國傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)的故障診斷主要針對單個過程、故障、理論體系進行故障的分析診斷。這種傳統(tǒng)的故障診斷由于自身的局限性，使電力系統(tǒng)的發(fā)展需求難以滿足。而用人工智能的故障診斷則可以在根本上提高控制質量和故障預防的效果，它能夠通過大型的電力系統(tǒng)的設備需求，多層次，多方位，多角度地分析設備會出現(xiàn)的故障數(shù)據(jù)。比如，在對汽輪發(fā)動機的機組進行診斷時，人工智能故障診斷能夠準確分析機組自動化，機組制動，動靜態(tài)的安全，這是機械的故障診斷發(fā)展的新方向。

3.2 智能化實時控制

智能化實時控制是指在電力系統(tǒng)的進行過程中，實時監(jiān)測，分析，控制電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。要想在根本上提升電力系統(tǒng)的控制質量，增強電力系統(tǒng)的控制力度，減少系統(tǒng)的風險，只能通過不斷增強智能化實時控制技術能力。由于我國的信息化建設的不斷發(fā)展，工程技術和網絡技術的不斷增強，在電力系統(tǒng)這一方面，對智能化實時控制的要求也不斷升高。采用圖形化的用戶界面，智能化實施控制可以直觀地反映電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和運行狀況，這能夠在根本上減少故障的發(fā)生，降低損耗設備資源的可能。因此，當前我國電力系統(tǒng)的主導發(fā)展方向是智能化實時控制。

3.3 綜合智能控制

電力系統(tǒng)自動化智能技術中，綜合智能控制是一項具有巨大發(fā)展前景的控制技術。綜合智能控制主要是指在電力系統(tǒng)自動化進行的發(fā)展過程中，依據(jù)智能技術的控制要求，設計人員有機結合線性最優(yōu)控制，模糊邏輯控制，故障分析和狀態(tài)監(jiān)測等技術，實現(xiàn)現(xiàn)代控制和智能控制的有機統(tǒng)一。綜合智能控制技術是集合了多種智能技術的優(yōu)勢于一身的智能控制技術，它不僅滿足電力系統(tǒng)自動化中的資源配置的內容要求，還符合優(yōu)化智能技術的設計目標，因而，綜合智能控制是電力系統(tǒng)自動化中智能技術的必然發(fā)展。

4 結束語

綜上，我國科學技術的持續(xù)發(fā)展，使國家不斷深入市場經濟，人們也愈發(fā)關注電力系統(tǒng)自動化中的智能控制技術，對其運行的要求及目標也變得越來越高。設計人員應該加強對智能技術的開發(fā)應用，依據(jù)智能化技術的發(fā)展趨勢，降低對電力資源的成本投入，在系統(tǒng)的輸送及分配的過程中減少能量損耗，在根本上提升經濟效益的控制質量；實現(xiàn)節(jié)約型的能源電力體系的建立，多層次、全方位地對電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)測控制，以保證貫徹落實我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

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