電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能控制的方法

余天文

（南丹縣水利電業(yè)有限公司 廣西南丹 547200）

電力系統(tǒng)采用自動(dòng)化控制手段是提高系統(tǒng)運(yùn)行效率的關(guān)鍵舉措，也是行業(yè)發(fā)展重要趨勢(shì)。智能控制在自動(dòng)化中具有重要作用和意義，能起到推動(dòng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的作用，它的應(yīng)用除了表現(xiàn)在設(shè)備與調(diào)試外，還能改善現(xiàn)有系統(tǒng)，解決現(xiàn)存問(wèn)題。

1 智能控制

對(duì)于智能控制，它是伴隨控制理論不斷發(fā)展產(chǎn)生的新控制技術(shù)，作用在于解決現(xiàn)有控制方式難以解決的問(wèn)題，對(duì)有極高適應(yīng)性要求和不確定或非線性問(wèn)題尤其適用。電力系統(tǒng)本身就是具有較強(qiáng)非線性特征的系統(tǒng)，其包含很多還沒(méi)有建模的部分，加之分布范圍廣泛，導(dǎo)致其控制管理難度極大。另外，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)與科技水平快速發(fā)展進(jìn)程中，現(xiàn)有調(diào)度控制難以適應(yīng)新時(shí)代提出的電網(wǎng)運(yùn)行控制需要，標(biāo)新為缺少指令設(shè)備與控制技術(shù)，導(dǎo)致控制中時(shí)常產(chǎn)生誤動(dòng)或拒動(dòng)，最終對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行效率造成影響。為有效解決這一實(shí)際問(wèn)題，有必要在電力控制應(yīng)用智能控制[1]。

2 智能控制在電力系統(tǒng)中的實(shí)施方案與措施

電力系統(tǒng)引入智能控制前，需制定詳細(xì)的實(shí)施方案，以原系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對(duì)當(dāng)前控制系統(tǒng)潛在的問(wèn)題及缺陷進(jìn)行檢查與處理，從而確定智能控制需要解決哪些問(wèn)題，應(yīng)具備哪些功能。與此同時(shí)，還要以智能控制的功能為依據(jù)，確定行之有效的應(yīng)用措施，編制任務(wù)書(shū)，按照其相關(guān)要求，以圖紙的方式繪制智能控制，并選出合理可行的應(yīng)用方案，最終為智能控制充分運(yùn)用，發(fā)揮預(yù)期效果奠定良好基礎(chǔ)。

得出智能控制實(shí)施方案后，根據(jù)方案安排詳細(xì)的應(yīng)用工程，按照?qǐng)D紙改造現(xiàn)有的自動(dòng)化控制。此時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員必須積極承擔(dān)責(zé)任，針對(duì)智能控制應(yīng)用時(shí)可能產(chǎn)生的問(wèn)題，進(jìn)行有針對(duì)性的分析研究，制定解決措施，不擅自改動(dòng)設(shè)計(jì)圖紙，以此確保智能控制得以順利應(yīng)用，并發(fā)揮出應(yīng)有效果。

3 電力系統(tǒng)自動(dòng)化中智能控制方法應(yīng)用

3.1 專家系統(tǒng)控制

電力控制中，專家系統(tǒng)控制有很多作用效果，可辨識(shí)電力系統(tǒng)所處狀態(tài)，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，采取合適的處理方案，使電力系統(tǒng)控制得以恢復(fù)；為系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃，并幫助調(diào)度人員的教育培訓(xùn)工作；預(yù)報(bào)電力系統(tǒng)短期負(fù)荷，分析系統(tǒng)的靜態(tài)安全與動(dòng)態(tài)安全；當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生故障時(shí)，隔離故障點(diǎn)，避免故障擴(kuò)大，縮小其影響范圍。然而，雖然該系統(tǒng)作用多樣，但也存在一定局限性，如不具備創(chuàng)造性，電力控制系統(tǒng)方面的知識(shí)還處于淺層次，針對(duì)那些深層技術(shù)還缺少認(rèn)識(shí)與理解；不具備學(xué)習(xí)能力，針對(duì)某些新問(wèn)題，一般難以有效解決；對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題，在分析和組織上無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果。基于此，在應(yīng)用該系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)有效性及知識(shí)獲取，同時(shí)注意和其它方法的整合應(yīng)用，從而對(duì)系統(tǒng)予以完善[2]。

3.2 模糊控制

自動(dòng)控制的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)需要以構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，而常規(guī)數(shù)學(xué)建模難度很大，對(duì)準(zhǔn)確度也有很高的要求，對(duì)電力系統(tǒng)而言，其數(shù)據(jù)量巨大，在這種情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)建模是有很大難度的，幾乎無(wú)法完成。但模糊控制憑借其語(yǔ)言變量的模糊與邏輯推理，使系統(tǒng)控制得以簡(jiǎn)化，保證操作的便捷性，在非線性控制中尤其適用。此外，模糊控制在日常生活中也有所應(yīng)用，如微波爐就是模糊控制的典型應(yīng)用。在微波爐中，會(huì)用到恒溫器進(jìn)行溫度控制，為使用者提供不同的溫度檔位。模糊控制的適應(yīng)能力很強(qiáng)，且容錯(cuò)性良好，可減少或避免錯(cuò)動(dòng)及誤動(dòng)等現(xiàn)象的發(fā)生，是一種理想的非線性控制系統(tǒng)。同樣，該技術(shù)也存在一些問(wèn)題，如具有較強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)性，且系統(tǒng)性與穩(wěn)定性均有待提高等，這些都需要相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行深入分析和探究[3]。

3.3 人工智能

在電力系統(tǒng)中，人工智能作用在于故障診斷。過(guò)去對(duì)設(shè)備故障，主要由人工完成分析預(yù)測(cè)，以系統(tǒng)收集到的狀態(tài)信息為依據(jù)，分析故障產(chǎn)生位置與產(chǎn)生原因，同時(shí)對(duì)故障造成的影響予以預(yù)測(cè)，這一方法不僅效率十分低下，而且還會(huì)影響到系統(tǒng)運(yùn)行可靠性與穩(wěn)定性。引入人工智能后，能從根本上解決以上問(wèn)題，目前在電力系統(tǒng)的自動(dòng)化當(dāng)中，人工智能應(yīng)用在很多方面，以ES的應(yīng)用最為成熟。ES除包含電力系統(tǒng)所有理論知識(shí)外，還容納了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而且通過(guò)對(duì)獲取與表達(dá)方式的改進(jìn)，提高系統(tǒng)故障診斷能力及效率。另外一個(gè)比較先進(jìn)的是ANN，其主要特點(diǎn)為使系統(tǒng)具有學(xué)習(xí)和組織能力，省去知識(shí)形成及獲取的復(fù)雜過(guò)程，同時(shí)以學(xué)習(xí)結(jié)果為依據(jù)，建立診斷樣本，進(jìn)而在后續(xù)診斷過(guò)程中直接根據(jù)樣本確定故障點(diǎn)具體為止與故障的種類及其可能造成的影響[4]。

3.4 線性最優(yōu)控制

對(duì)于最優(yōu)控制，它是先進(jìn)的最優(yōu)化理論于系統(tǒng)控制領(lǐng)域充分應(yīng)用的具體表現(xiàn)，作用原理為：最某種條件下，找到與系統(tǒng)最符合的控制方法與策略，確保性能指標(biāo)能夠達(dá)到最優(yōu)。它在電力系統(tǒng)當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用可謂是由來(lái)已久，相關(guān)研究得出，通過(guò)對(duì)最優(yōu)控制的合理應(yīng)用，可以提高電網(wǎng)輸電能力，尤其是遠(yuǎn)距離輸電，同時(shí)保證輸電品質(zhì)，保證電能質(zhì)量。然而，因其僅可以對(duì)部分線性模型給出最優(yōu)策略，所以控制作用往往有限，在具有較強(qiáng)非線性的系統(tǒng)中，應(yīng)用效果一般，所以在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，主要用于部分線性模型[5]。

3.5 監(jiān)控技術(shù)

監(jiān)控在電力系統(tǒng)中是一個(gè)重要的部分，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控，控制中心的工作人員可以隨時(shí)掌握系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，并且在電力行業(yè)快速發(fā)展的進(jìn)程中，監(jiān)控尤其是智能監(jiān)控得到明顯進(jìn)步。對(duì)智能監(jiān)控而言，它可以為使用者提供全數(shù)字化操作界面，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行實(shí)施圖形與數(shù)據(jù)監(jiān)控及分析，為管理調(diào)度人員的決策提供可靠依據(jù)。此外，當(dāng)前的智能控制還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、實(shí)時(shí)報(bào)警與遙控閉鎖，提高控制效率，并節(jié)省人力資源，保證電力生產(chǎn)與輸送的安全性、可靠性，進(jìn)一步提高系統(tǒng)控制自動(dòng)化程度，滿足時(shí)代與行業(yè)發(fā)展基本需要。這一方面的智能性表現(xiàn)為，在分析高壓進(jìn)線、低壓進(jìn)線、電源切換時(shí)，優(yōu)先考慮分布分層式結(jié)構(gòu)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度變化及運(yùn)行情況。另外，系統(tǒng)還能對(duì)不同的遙信量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)反饋至控制中心[6]。

3.6 綜合智能系統(tǒng)

所謂綜合智能系統(tǒng)，實(shí)際上就是對(duì)不同的智能控制進(jìn)行整合，一同應(yīng)用在電力系統(tǒng)當(dāng)中，集合多種不同智能控制的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)不同技術(shù)和方法的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。在綜合智能系統(tǒng)當(dāng)中，其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可對(duì)非結(jié)構(gòu)性信息進(jìn)行處理，模糊技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)化信息進(jìn)行處理，進(jìn)一步擴(kuò)大系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用范圍，保證信息處理質(zhì)量與效率，在龐大而復(fù)雜的電力系統(tǒng)當(dāng)中尤其適用，對(duì)提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度有重要意義與價(jià)值。就目前而言，很多專業(yè)技術(shù)研究人員均將綜合性智能系統(tǒng)作為主要發(fā)展方向，成為電力系統(tǒng)智能控制重要發(fā)展趨勢(shì)，企業(yè)應(yīng)增加有關(guān)方面的投入。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化控制中合理應(yīng)用智能控制方法能進(jìn)一步提高自動(dòng)化程度，同時(shí)伴隨相關(guān)技術(shù)人員對(duì)智能控制分析研究的不斷加深，不同控制方式間有了越來(lái)越緊密的關(guān)系，并因此形成具有綜合性特征的控制系統(tǒng)，推動(dòng)電力系統(tǒng)快速發(fā)展和提高。作為電力企業(yè)的技術(shù)人員，需要正確認(rèn)識(shí)應(yīng)用和發(fā)展智能控制的重要性與必要性，通過(guò)學(xué)習(xí)和培訓(xùn)不斷提高自身知識(shí)與業(yè)務(wù)水平，進(jìn)而為企業(yè)發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

[1]劉瀚濤，何婧.智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化的應(yīng)用探究[J].科技與企業(yè)，2016（07）：96.

[2]朱長(zhǎng)君.淺論電力系統(tǒng)自動(dòng)化中智能技術(shù)的主要應(yīng)用[J].民營(yíng)科技，2015（10）：58.

[3]何章瑋.淺析電力系統(tǒng)自動(dòng)化與智能技術(shù)[J].裝備制造技術(shù)，2013（11）：50～51+60.

[4]劉偉.電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的智能技術(shù)分析[J].機(jī)電信息，2012（33）：108～109.

[5]吳曉蓉，王建華，張忠華，王穎.電力系統(tǒng)孤網(wǎng)運(yùn)行安全穩(wěn)定分析及智能控制研究[J].吉林電力，2012，40（04）：8～11.

[6]張永剛，葉魯卿，曾偉民，姜文立.智能控制-維護(hù)-技術(shù)管理集成系統(tǒng)（ICMMS）及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用（三）電力系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)電控制的ICMMS體系設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012（01）：34～37+63.