電力系統(tǒng)自動化技術(shù)分析

馬衡

摘 要：現(xiàn)代社會對電能供應(yīng)的“安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)”等各項指標(biāo)的要求越來越高，相應(yīng)地，電力系統(tǒng)也不斷地向自動化提出更高的要求。電力系統(tǒng)自動化技術(shù)不斷地由低到高、由局部到整體發(fā)展，文章對此進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動化；自動化技術(shù)

引言

近幾年來，隨著計算機(jī)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為融計算機(jī)、通信、控制和電力電子裝備為一體的系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動化處理的信息量越來越大，觀測范圍也越來越廣，閉環(huán)控制的的對象也越來越豐富。為確保電力系統(tǒng)安全、平穩(wěn)、健康的運(yùn)行，對電力系統(tǒng)的各個元件、局部、全系統(tǒng)，采用具有自動檢測、決策和控制功能的裝置，通過信號和數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)，就地或遠(yuǎn)距離進(jìn)行自動監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制等，從而達(dá)到合格的電能質(zhì)量。

1 電力系統(tǒng)自動化與智能控制系統(tǒng)

1.1 電力系統(tǒng)自動化

電力系統(tǒng)自動化主要是指通過具有自動控制功能和自動檢測功能的設(shè)備對電能傳輸和生產(chǎn)的全過程進(jìn)行自動化管理和自動化調(diào)度。使用自動化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程和就地的自動控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、正常的運(yùn)行提供保障，最大限度的滿足電能質(zhì)量的實(shí)際需求。實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)化自動化對提高電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)水平有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義，其自動化主要包括變電站自動化、配電網(wǎng)自動化和以及調(diào)度電網(wǎng)自動化等方面。實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)穩(wěn)定、安全的運(yùn)行提供保障，提高電力系統(tǒng)供電質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和管理效率。

1.2 智能技術(shù)與電力系統(tǒng)自動化的結(jié)合

智能技術(shù)的發(fā)展為電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展提供了更高的平臺。在電力系統(tǒng)自動化中應(yīng)用智能技術(shù)不僅能夠發(fā)展和完善電力自動化技術(shù)，而且通過智能系統(tǒng)的有效應(yīng)用，可以有效協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定性?？紤]到當(dāng)前電力系統(tǒng)的發(fā)展還不是很成熟，因此為了盡可能的滿足公眾對廉價和便利的電力網(wǎng)絡(luò)需求，將智能技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)當(dāng)中十分必要。但當(dāng)前我國電力系統(tǒng)自動化水平還不是很高，各方面發(fā)展不太成熟，都不同程度的存在一些問題和不完善的地方。

2 電力系統(tǒng)中的自動化技術(shù)

2.1 變電站自動化

目前，我國變電站自動化的發(fā)展已經(jīng)取得一定成效，使得變電站運(yùn)行成本得到了很大程度的降低，增強(qiáng)了電網(wǎng)調(diào)度和輸配電的可能性。在控制策略上日益向最優(yōu)化、適應(yīng)化、智能化、協(xié)調(diào)化、區(qū)域化發(fā)展。由于變電自動化具有運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定、自動化程度高等方面的特點(diǎn)，在各級變電站中得到了廣泛運(yùn)用。利用自動化技術(shù)，能夠?qū)㈦娫捜斯げ僮骱腿斯けO(jiān)視取代，從而使得安全運(yùn)行水平和工作效率大大提高。

2.2 電網(wǎng)調(diào)度自動化

電網(wǎng)調(diào)度自動化主要包括核心計算機(jī)控制系統(tǒng)以及用于實(shí)時分析、計算的軟件系統(tǒng)。電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)能夠在進(jìn)行電力生產(chǎn)時，利用對電網(wǎng)系統(tǒng)安全性和運(yùn)行狀態(tài)的分析和監(jiān)控，對電力市場進(jìn)行自動調(diào)度，滿足電力市場實(shí)際運(yùn)營需求。在控制手段上日益增多了微機(jī)、電力電子器件和遠(yuǎn)程通信的應(yīng)用。在發(fā)電廠和變電站進(jìn)行信息收集的部分為遠(yuǎn)動端，調(diào)度端則主要用于對遠(yuǎn)動端收集來的信息進(jìn)行調(diào)度。

2.3 變電綜合自動化

變電綜合自動化通過對現(xiàn)代電子技術(shù)、信息處理技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，對變電站設(shè)備、儀器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計和功能組合，實(shí)現(xiàn)對變電站主要線路和相關(guān)設(shè)備的測量、自動控制以及監(jiān)視等全面管理。追求的目標(biāo)向最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、智能化發(fā)展，例如，勵磁控制、潮流控制。該技術(shù)具有維護(hù)調(diào)試和操作簡便等方面的特點(diǎn)，使得變電站保護(hù)性能大幅增強(qiáng)，從根本上實(shí)現(xiàn)了變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控管理手段。

2.4 配電網(wǎng)自動化

配電網(wǎng)自動化技術(shù)通過將配電線路和配電變電站結(jié)合，共同合成配電網(wǎng)，具有分散、點(diǎn)多、面廣等方面的特點(diǎn)。該技術(shù)能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，從而對配電網(wǎng)運(yùn)行模式進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障，出現(xiàn)運(yùn)行異常現(xiàn)象時，配電網(wǎng)自動化技術(shù)能夠?qū)⒐收霞皶r找出，并予以有效的處理措施。

3 電力系統(tǒng)中的智能技術(shù)

3.1 模糊控制

模糊控制主要采用的是一種模糊的宏觀控制系統(tǒng)，它具有易操作性、非線性、隨機(jī)性、簡單化和不確定性等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)使得監(jiān)理模糊關(guān)系模型變得十分簡單容易，并且具有非常大的優(yōu)越性。模糊控制方法的優(yōu)越性在任何地方都體現(xiàn)出來，包括家用電器中，他使得控制操作變得非常容易掌握并且十分的簡單。這種模糊理論的智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化的控制中具有非常實(shí)用的價值，因?yàn)樗軌蚰M人的決策過程和模糊推理過程。

3.2 線性最優(yōu)控制

最優(yōu)控制是現(xiàn)代控制理論的一個重要組成部分，也是將最優(yōu)化理論用于控制問題的一種體現(xiàn)。線性最優(yōu)控制是目前諸多現(xiàn)代控制理論中應(yīng)用最多，最成熟的一個分支。盧強(qiáng)等人提出了利用最優(yōu)勵磁控制手段提高遠(yuǎn)距離輸電線路輸電能力和改善動態(tài)品質(zhì)的問題，取得了一系列重要的研究成果。該研究指出了在大型機(jī)組方面應(yīng)直接利用最優(yōu)勵磁控制方式代替古典勵磁方式。電力系統(tǒng)線性最優(yōu)控制器目前已在電力生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮著重要的作用。

3.3 專家系統(tǒng)控制

專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍很廣，包括對電力系統(tǒng)處于警告狀態(tài)或緊急狀態(tài)的辨識，提供緊急處理，系統(tǒng)恢復(fù)控制，非常慢的狀態(tài)轉(zhuǎn)換分析，切負(fù)荷，系統(tǒng)規(guī)劃，電壓無功控制，故障點(diǎn)的隔離，配電系統(tǒng)自動化，調(diào)度員培訓(xùn)，電力系統(tǒng)的短期負(fù)荷預(yù)報，靜態(tài)與動態(tài)安全分析，以及先進(jìn)的人機(jī)接口等方面。雖然專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。但仍存在一定的局限性。

3.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而成的，它主要應(yīng)用在學(xué)習(xí)方面以及模型結(jié)構(gòu)方面，并且已經(jīng)得到了廣泛的傳播和成果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的非線性是目前最受人們關(guān)注的，此外它的魯棒能力、處理能力以及自主學(xué)習(xí)能力也同樣受到人們的關(guān)注。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量簡單的神經(jīng)元以一定的方式連接而成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)具體問題的不同，已經(jīng)有多種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其訓(xùn)練算法在電力系統(tǒng)中得到了應(yīng)用，主要的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論研究有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的硬件實(shí)現(xiàn)問題研究和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法研究等。

4 智能技術(shù)與自動化的發(fā)展趨勢

目前， 自動化正由單個單元逐步發(fā)展為部分區(qū)域乃至整個系統(tǒng)，有單一功能逐步發(fā)展為一體化、多功能。在控制策略問題上日益向著適應(yīng)化、最優(yōu)化、區(qū)域化和智能化方向發(fā)展。隨著我國科技水平不斷進(jìn)步，智能化技術(shù)已廣泛運(yùn)用于各個領(lǐng)域，對電力系統(tǒng)而言，其意義尤為重要。雖然在電力電力系統(tǒng)中，智能技術(shù)已得到了廣泛運(yùn)用，當(dāng)就目前的發(fā)展趨勢來看，以計算機(jī)軟硬件為基礎(chǔ)的智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中還將得到更為全面的應(yīng)用。此外，智能技術(shù)與自動化技術(shù)將會得到更加緊密的結(jié)合，在電網(wǎng)系統(tǒng)中得到為好的運(yùn)用。

5 結(jié)束語

隨著計算機(jī)技術(shù)，控制技術(shù)及信息技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化面臨著空前的變革。多媒體技術(shù)、智能控制將迅速進(jìn)入電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域，而信息技術(shù)的發(fā)展，不僅會推動電力系統(tǒng)監(jiān)測的發(fā)展，也會推動電力系統(tǒng)控制向更高水平發(fā)展。

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