電力系統(tǒng)電氣工程自動(dòng)化的智能化應(yīng)用

牛新礦

【摘 要】電氣工程自動(dòng)化技術(shù)使電力系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)健。智能化技術(shù)的引入也決定了電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，并成為國(guó)家和地區(qū)現(xiàn)代化水平的重要體現(xiàn)。但目前我國(guó)電力系統(tǒng)中能被運(yùn)用到實(shí)際工作中的智能化技術(shù)較少，需要從業(yè)人員進(jìn)行深入的研究和探索，促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)與管理的積極改變。因此本文圍繞電力系統(tǒng)對(duì)電氣工程自動(dòng)化的智能化應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)探討。

【關(guān)鍵詞】控制技術(shù)；設(shè)計(jì)理念；網(wǎng)絡(luò)；系統(tǒng)

1.電氣工程自動(dòng)化技術(shù)概述與智能化技術(shù)優(yōu)勢(shì)

電氣自動(dòng)化技術(shù)是集成信息、電氣、控制、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的集合，目前主要應(yīng)用于電氣系統(tǒng)中，是在變電站二次設(shè)備和技術(shù)手段基礎(chǔ)上，通過智能化自動(dòng)控制技術(shù)，使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的快速處理來代替人工處理，進(jìn)而促進(jìn)電力系統(tǒng)管理的不斷更新。電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用主要反映在機(jī)械輔助和數(shù)據(jù)處理兩個(gè)方面。在機(jī)械輔助方面電氣自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在效率方面，動(dòng)作的精準(zhǔn)度、基準(zhǔn)把握和定位精度均比人為動(dòng)作更加高明。在數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)越性，主要體現(xiàn)在對(duì)大量數(shù)據(jù)的采集、導(dǎo)入、計(jì)算、優(yōu)化指令產(chǎn)生的瞬態(tài)效率和對(duì)系統(tǒng)故障的高敏感性。

為了解決早期電氣工程自動(dòng)化發(fā)展中出現(xiàn)的漏洞從而引進(jìn)智能化技術(shù)，伴隨著對(duì)智能化技術(shù)的深入研究與應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)智能化技術(shù)在智能化控制中有著很強(qiáng)的適應(yīng)性和實(shí)用性，使得初期發(fā)展中的工程自動(dòng)化控制有了更加廣闊的發(fā)展空間。智能化技術(shù)比傳統(tǒng)控制技術(shù)的精度、效率和速度更高，并有著傳統(tǒng)控制技術(shù)所不具有的柔和化特點(diǎn)。智能化控制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)動(dòng)態(tài)控制，可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，通過參數(shù)裁減以滿足不同用戶的不同要求，還可對(duì)控制工序的多程序進(jìn)行復(fù)合化加工從而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜工藝的有效控制。此外，智能化技術(shù)不僅能掌握復(fù)雜度高的對(duì)象的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，還可解決無法對(duì)客觀因素進(jìn)行預(yù)測(cè)的問題，由此看來，智能化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的整體調(diào)節(jié)與控制，提高電力系統(tǒng)中電氣工程自動(dòng)化的精確性，通過調(diào)整相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的調(diào)整和優(yōu)化由此奠定了智能化技術(shù)可在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛性的基礎(chǔ)。

2.電氣工程自動(dòng)化智能控制設(shè)計(jì)理念

集中監(jiān)控式的設(shè)計(jì)理念是通過一個(gè)處理器把系統(tǒng)中的每一項(xiàng)功能都進(jìn)行集中并處理，在這種設(shè)計(jì)理念下系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)更加方便，而且控制站對(duì)其要求較低，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也變得更加容易實(shí)現(xiàn)。但是在這種設(shè)計(jì)理念下的處理器任務(wù)更加繁重，速度會(huì)受影響而降低。根據(jù)實(shí)際情況還需知在電氣設(shè)備監(jiān)控對(duì)象大量增加后，主機(jī)的冗余會(huì)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，隨著電纜數(shù)量的不斷增加，必定會(huì)導(dǎo)致投資的逐漸增多，加之長(zhǎng)距離電纜的引入也會(huì)對(duì)系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生影響。

將遠(yuǎn)程監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念應(yīng)用于電氣工程中，不僅可節(jié)省電纜等材料的相關(guān)費(fèi)用，還可具備組態(tài)靈活的特點(diǎn)，并提高可靠性。而在電氣工程的實(shí)際應(yīng)用中，通常會(huì)遇到通訊量過大而總線通訊速度偏低的問題，由此看來只可將遠(yuǎn)程監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念運(yùn)用于小型的電氣工程系統(tǒng)監(jiān)控中，并不適用于較大型的電氣工程系統(tǒng)的構(gòu)建。

3.智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的運(yùn)用

3.1智能化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法已在自動(dòng)控制領(lǐng)域覆蓋了控制理論中的絕大多數(shù)問題，在處理組合優(yōu)化方面較為典型的例子是成功地解決了TSP問題，傳感器信號(hào)處理方面則體現(xiàn)在傳感器輸出非線性特性的矯正、傳感器故障檢測(cè)、濾波與除噪、環(huán)境影響因素的補(bǔ)償、多傳感器信息融合等方面。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由數(shù)量巨大且種類繁多的神經(jīng)元所構(gòu)成，主要包含兩個(gè)子系統(tǒng)，一個(gè)子系統(tǒng)是在定子電流變別控制方面經(jīng)過電氣動(dòng)態(tài)參數(shù)，另一個(gè)子系統(tǒng)是在轉(zhuǎn)子速度辨別上經(jīng)過幾點(diǎn)系統(tǒng)參數(shù)。將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制理論相結(jié)合，從而形成了有著“非線性”主要特征的智能化控制技術(shù)。將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，在控制電氣傳動(dòng)方面表現(xiàn)出了優(yōu)異效果，提高了診斷系統(tǒng)及監(jiān)控決策的可靠性和準(zhǔn)確性，使得電力系統(tǒng)得到了實(shí)時(shí)控制?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在信息處理、管理與組織學(xué)習(xí)方面的優(yōu)勢(shì)，也奠定了其在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的良好應(yīng)用前景。

3.2智能化控制技術(shù)

智能化控制技術(shù)主要包含專家體系和線性最優(yōu)兩種控制技術(shù)。專家體系控制技術(shù)主要針對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)問題方面的這部分而進(jìn)行運(yùn)用。電力系統(tǒng)中的專家體系控制技術(shù)通過系統(tǒng)程序，可對(duì)嚴(yán)重程度低的電氣固化故障進(jìn)行自動(dòng)處理和修復(fù)，降低了故障發(fā)生率，并能對(duì)存在的較大故障進(jìn)行及時(shí)反饋，方便了維修人員對(duì)故障的及早發(fā)現(xiàn)和解決，大大減小了因故障造成的經(jīng)濟(jì)損失。而專家體系控制技術(shù)的運(yùn)用不僅能對(duì)處理存在的問題進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)還可降低因網(wǎng)絡(luò)信息延遲或癱瘓所造成的系統(tǒng)的不安全性。

與專家體系控制技術(shù)相比，線性最優(yōu)控制技術(shù)的發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)，也較為成熟，可有效提高輸電線路電能質(zhì)量、增加傳輸距離，并已在電力自動(dòng)化中了較為廣泛的應(yīng)用，但尚處于普及發(fā)展階段。在線性最優(yōu)控制技術(shù)中可采用最優(yōu)勵(lì)磁控制方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)勵(lì)磁方式，進(jìn)而改善電力系統(tǒng)中的電能質(zhì)量，提高自動(dòng)化程度，降低系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。

3.3智能化模糊邏輯控制技術(shù)

模糊控制是一項(xiàng)正在發(fā)展的新技術(shù)，模糊控制理論和實(shí)踐的結(jié)合仍有待于進(jìn)一步探索，發(fā)展前景誘人。模糊控制的局限性體現(xiàn)在控制精度低，性能不高，穩(wěn)定性較差、理論體系不完整和自適應(yīng)能力低三個(gè)方面。模糊控制技術(shù)是通過建立模糊模型對(duì)電氣工程的自動(dòng)化控制?；谀：刂萍夹g(shù)簡(jiǎn)單易操作的特點(diǎn)，多被應(yīng)用于家用電氣中。在電力系統(tǒng)中模糊邏輯空盒子技術(shù)尤其在故障診斷方面應(yīng)用良好。當(dāng)電氣工程數(shù)學(xué)建模較為模糊或不了解電力系統(tǒng)故障發(fā)生過程時(shí)，可通過模糊邏輯控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，預(yù)測(cè)出系統(tǒng)故障的類型及位置。在電力系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中可神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)同模糊邏輯控制技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，對(duì)發(fā)電機(jī)故障的快速診斷和測(cè)試，確保故障診斷模糊性的同時(shí)也提高了其準(zhǔn)確性，并能及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行處理和解決。此外，模糊控制與遺傳算法的結(jié)合，也將向高層次的應(yīng)用拓展更廣闊的空間。

4.電氣工程自動(dòng)化的智能化發(fā)展方向

運(yùn)算的速度、效率和精度是衡量智能化水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。通過電力系統(tǒng)電氣工程中智能化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用可以看出，智能化技術(shù)仍然會(huì)沿著提高和改善運(yùn)算的速度、效率和精度這個(gè)方向進(jìn)行發(fā)展?；陔姎夤こ套詣?dòng)化系統(tǒng)的復(fù)雜化，仍需對(duì)系統(tǒng)的部分功能進(jìn)行改良與擴(kuò)展，使得系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單化和人性化，比如：用戶界面可視化、圖形化的實(shí)現(xiàn)。發(fā)展系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，向著集成化網(wǎng)絡(luò)的體系方向發(fā)展。將電力系統(tǒng)模塊化，有助于整體電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)集成，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化。智能化技術(shù)還是應(yīng)依靠網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣工程自動(dòng)化與相關(guān)的控制系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)，進(jìn)而形成一套全方位的操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一人對(duì)多臺(tái)機(jī)器甚至整個(gè)系統(tǒng)的操作，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)無人化的操作與控制。

5.結(jié)語

綜上所述，電氣工程自動(dòng)化的智能化應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的故障檢測(cè)，系統(tǒng)的智能控制與優(yōu)化設(shè)計(jì)等復(fù)雜的工作，在減少人力資源的同時(shí)，也使工作的安全性得到保障，大大提高了整個(gè)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。而智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的良好應(yīng)用勢(shì)必推動(dòng)電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，智能化技術(shù)更加人性化與集成化，電力系統(tǒng)逐漸走向高精度、高速度、高效率的工作模式。

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