現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動化技術(shù)及控制方法

張瑞芯

（華北電力大學(xué) 河北省保定市 071003）

電力資源已經(jīng)被廣泛的運(yùn)用到各行各業(yè)中，可以說人們的生活與工作等各個層面都離不開電力資源的支持，電力資源已經(jīng)成為最依賴的資源，關(guān)乎著我國經(jīng)濟(jì)的命脈。所以在發(fā)展電力系統(tǒng)的時候，需要不斷的將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)引入其中，不斷的引導(dǎo)電力系統(tǒng)邁向智能化與自動化的行列，降低電力企業(yè)運(yùn)行過程中消耗的人力、物力以及財力，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全的運(yùn)行。

1 現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動化技術(shù)及控制的概念以及具有的內(nèi)涵

現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的電動化技術(shù)與控制關(guān)鍵就是將自動監(jiān)控、自動檢測以及可以決策的設(shè)備安置在電力系統(tǒng)之中，運(yùn)用數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與電力系統(tǒng)來實現(xiàn)對電力系統(tǒng)中的設(shè)備遠(yuǎn)程的控制與檢測。在電力系統(tǒng)中運(yùn)用自動化技術(shù)，技術(shù)的高低直接影響著系統(tǒng)運(yùn)行的效率與質(zhì)量，還會影響系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。為了可以較好的提升電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性與高效性，為國民的生活與工作提供更優(yōu)質(zhì)的電力環(huán)境，需要積極的對自動化控制技術(shù)進(jìn)行探究與運(yùn)用，促使自動化技術(shù)與控制得到穩(wěn)步的提升，促進(jìn)電力系統(tǒng)更加的靈敏、精準(zhǔn)與及時，圖1 就是自動化控制技術(shù)的流程圖，在自動化領(lǐng)域中其核心技術(shù)就是智能控制，運(yùn)用智能控制技術(shù)可以讓電力平穩(wěn)的進(jìn)行輸出，可以更好地給經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供保障。智能控制技術(shù)和自動化技術(shù)有效的銜接，可以使電廠管理更加規(guī)范化，在提升生產(chǎn)效率的同時，還可以降低人工成本，減弱安全方面的隱患，可以促進(jìn)企業(yè)更好的發(fā)展。

電力系統(tǒng)中的系統(tǒng)與組成相對較為復(fù)雜，且比較龐大，而且電力系統(tǒng)中具有元件延遲、復(fù)雜的飽和性以及繁雜的難度，必須將自動化與智能化引入其中，精準(zhǔn)的控制電力系統(tǒng)的運(yùn)行?，F(xiàn)代化的電力系統(tǒng)中的自動化具有幾點特征：綜合性提升、自組織性與適應(yīng)性也顯著提升；對電力系統(tǒng)的控制具有精準(zhǔn)性、靈敏性以及及時性；對電力系統(tǒng)的控制效率明顯提升。

2 現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動化及控制的發(fā)展趨勢

隨著國家科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電力系統(tǒng)也在不斷的進(jìn)步與發(fā)展，現(xiàn)代電力系統(tǒng)的自動化不斷的向高安全性能、高適應(yīng)性能以及較強(qiáng)的綜合性能的方向上不斷發(fā)展。

2.1 研究二次設(shè)備的系統(tǒng)具有的安全性

二次設(shè)備（如圖2）的系統(tǒng)關(guān)鍵是被應(yīng)用到電力控制環(huán)節(jié)中，涉及到:安全保護(hù)模塊、通信模塊以及傳輸模塊的系統(tǒng)。國民的生產(chǎn)安全意識以及信息安全意識在不斷的增強(qiáng)，相關(guān)的科學(xué)技術(shù)人員對二次設(shè)備的系統(tǒng)具有的安全性愈發(fā)重視。二次設(shè)備的系統(tǒng)中所有的電力系統(tǒng)中的自動化環(huán)節(jié)含括在內(nèi)，該系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的自動化技術(shù)是否能夠科學(xué)、合理的實施，作為日后研究人員的關(guān)鍵點。

2.2 研發(fā)具有高適應(yīng)性能的現(xiàn)代電力化技術(shù)與控制

電力系統(tǒng)也在不斷的發(fā)展與完善，涉及到電力系統(tǒng)中的各種元件呈現(xiàn)出多樣化和多元化，相對比較單一的自動化控制電力系統(tǒng)已經(jīng)不能夠較好的滿足電力系統(tǒng)的復(fù)雜程度，必須要將一些系統(tǒng)用到新型的電力系統(tǒng)中，從而規(guī)避電力系統(tǒng)出現(xiàn)電力調(diào)度不合理的現(xiàn)象出現(xiàn)，對自動化技術(shù)進(jìn)行探究，不斷的升級，從而較好的滿足電力系統(tǒng)的多樣化與高性能的需求。

3 現(xiàn)代電力系統(tǒng)中運(yùn)用的自動化控制技術(shù)

電力系統(tǒng)有相對較難掌控的物理性能以及較為復(fù)雜的系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)成成分。所以為了能夠較好的提升現(xiàn)代電力系統(tǒng)具備的安全性與控制效果，需要將國內(nèi)外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)引入其中，革新控制的理念，探究技術(shù)的革新途徑。目前控制技術(shù)模式包含：專家控制技術(shù)模式、神經(jīng)控制技術(shù)模式以及模糊控制技術(shù)模式。下面對三種控制技術(shù)進(jìn)行細(xì)致的探究：

3.1 專家控制技術(shù)方式

專家控制技術(shù)方式就是把專家提出理論和相應(yīng)的控制技術(shù)相結(jié)合，將理論和實踐融合，模仿專家操縱的方法控制其整個電力系統(tǒng)，為電廠企業(yè)自動化系統(tǒng)的安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)提供堅實的基礎(chǔ)。專家式控制技術(shù)在自動控制系統(tǒng)中運(yùn)用較多，實現(xiàn)方式分為兩種:一種是在原有基礎(chǔ)上留有專家控制系統(tǒng)組成特征，它的缺點在于知識庫內(nèi)的知識內(nèi)容量少，造成推理邏輯簡單;另一種是在運(yùn)用控制算法的基礎(chǔ)之上，將專家控制技術(shù)運(yùn)用其中，從而提高原本系統(tǒng)的判斷能力。

3.2 神經(jīng)控制技術(shù)方式

所謂神經(jīng)控制技術(shù)通俗來說就是經(jīng)過建立神經(jīng)型網(wǎng)絡(luò)工具的方法，在確保講述目標(biāo)精確的基礎(chǔ)上，進(jìn)而監(jiān)測并且控制熱工系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。神經(jīng)控制技術(shù)是由許多的人工神經(jīng)組成的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將生物學(xué)與科學(xué)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合產(chǎn)生的，此項技術(shù)的好處就是具有極強(qiáng)的自主調(diào)節(jié)能力和自主學(xué)習(xí)能力，可使人工智能控制系統(tǒng)的發(fā)展邁向下一個臺階。由于用戶對智能控制系統(tǒng)的要求變高，要求系統(tǒng)能夠適應(yīng)現(xiàn)場，導(dǎo)致傳統(tǒng)人工控制系統(tǒng)很難達(dá)到要求。但是神經(jīng)控制系統(tǒng)就能高效的解決這一問題，所以受到廣泛關(guān)注。

3.3 模糊控制技術(shù)

模糊控制技術(shù)主要是在整個系統(tǒng)中運(yùn)用模糊控制器的手段，應(yīng)用模糊語言、思維來掌握設(shè)備的運(yùn)行情況，進(jìn)而達(dá)到控制效果。此技術(shù)在整個電廠系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中是應(yīng)用最為普遍的技術(shù)，在電廠企業(yè)自動化控制系統(tǒng)中發(fā)揮最大的作用。模糊控制技術(shù)關(guān)鍵是能反映人類的邏輯思維和經(jīng)驗，但是上述思維和經(jīng)驗都是運(yùn)用語言進(jìn)行表達(dá)的。如，“溫度上升過快，則降低升溫速度” 。運(yùn)用控制系統(tǒng)前期，因為技術(shù)人員對系統(tǒng)了解不夠全面，導(dǎo)致自動控制效果不佳，但是經(jīng)過技術(shù)人員思考探索，升級了模糊控制技術(shù)。與傳統(tǒng)自動控制技術(shù)對比，模糊控制技術(shù)的優(yōu)勢在于：可以規(guī)避繁瑣的數(shù)學(xué)模型，加快解決特定的控制問題，能夠總結(jié)經(jīng)驗知識，提煉控制規(guī)律，從而實現(xiàn)對復(fù)雜系統(tǒng)的控制。

4 探究現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的策略

4.1 對變電站進(jìn)行自動化運(yùn)用

變電站的自動化實現(xiàn)的基本工作原理就是現(xiàn)代化的通信技術(shù)與信息處理技術(shù)等較多種先進(jìn)的信息技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起，將變電站整體系統(tǒng)中的設(shè)備以及與變電系統(tǒng)有關(guān)的設(shè)備進(jìn)行科學(xué)、合理的管理與控制，還需要將電氣系統(tǒng)的自動化技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起，能夠?qū)ψ冸娬驹趯嶋H運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中生成的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集中的處理。從而有效的保障操作技術(shù)人員能夠?qū)ψ冸娬局械娜吭O(shè)備進(jìn)行實時的遠(yuǎn)程監(jiān)控，保障系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性以及精準(zhǔn)性，變電站一旦出現(xiàn)隱患與問題，第一時間可以找到，有效的降低企業(yè)的損失，保障變電站能夠穩(wěn)定安全的運(yùn)行，減低了對故障與問題進(jìn)行檢修花費的時間。加之，還能夠?qū)ψ冸娬局械脑O(shè)備進(jìn)行監(jiān)管，保障變電站的穩(wěn)步運(yùn)行。在對變電站進(jìn)行建設(shè)的時候，必須將電磁類型的設(shè)備轉(zhuǎn)變成為相對較為先進(jìn)的電磁設(shè)備，還需要逐步的實現(xiàn)集成化以及數(shù)字化的二次設(shè)備，能夠有效的提升現(xiàn)代電力系統(tǒng)的實際運(yùn)行效率。

4.2 重視管理技術(shù)的運(yùn)用，增強(qiáng)管理效率

在對電力企業(yè)工程進(jìn)行管理的時候，最為關(guān)鍵的就是對工程中的每個流程進(jìn)行監(jiān)督與調(diào)控。然而，電氣工程與其自動化技術(shù)當(dāng)中具有的分散監(jiān)控管理技術(shù)就相當(dāng)?shù)倪m合該層次上的運(yùn)用。和傳統(tǒng)的監(jiān)測調(diào)控技術(shù)相比較，分散監(jiān)控管理技術(shù)作為計算機(jī)中最先進(jìn)的監(jiān)控與分布式的控制技術(shù)，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的通信與測量。當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行的時候，對電網(wǎng)設(shè)備采取控制與監(jiān)視，從而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測與控制，有效的保障了電力系統(tǒng)的做工質(zhì)量與系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。分散監(jiān)測控制技術(shù)能夠?qū)﹄娏ζ髽I(yè)單位中的每個運(yùn)行的系統(tǒng)以及環(huán)節(jié)都能夠有效的控制，保障系統(tǒng)能夠有效的穩(wěn)步的進(jìn)行，在第一時間內(nèi)及時的找出系統(tǒng)中有的問題。較為普通的監(jiān)測控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的全面控制，但是，其中的信息量相對較大，相關(guān)的操作技術(shù)人員不可以及時的找出其中存在的問題。而分散監(jiān)測控制技術(shù)，能夠?qū)ο到y(tǒng)中的關(guān)鍵部門與設(shè)備進(jìn)行實時的監(jiān)測與控制，有效的提升了管理人員對關(guān)鍵部門的重視程度，還能夠有效的提升監(jiān)測控制的效率。例如，在對供電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測控制的過程中，能夠?qū)⑾鄬^大規(guī)模的電力系統(tǒng)分成不同的小模塊，對各個模塊采取不同力度的監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)問題，相關(guān)的技術(shù)操作人員就可以依據(jù)監(jiān)測控制的數(shù)據(jù)信息采取及時的修改與調(diào)整。這樣可以顯著的降低電力系統(tǒng)的操作人員工作步驟與強(qiáng)度，較好的保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，促進(jìn)電力系統(tǒng)的長足發(fā)展。

4.3 靈活運(yùn)用自動化控制技術(shù)，保證現(xiàn)代電力系統(tǒng)的完善性

電力企業(yè)單位想要靈活、科學(xué)的應(yīng)用自動化控制技術(shù)，才可以幫助電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，提高較多的先進(jìn)技術(shù)保證，還可以幫助電力系統(tǒng)能夠有效的收集數(shù)據(jù)信息。

（1）電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全的運(yùn)行不能夠脫離計算機(jī)科學(xué)技術(shù)。在電力系統(tǒng)中運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)，能夠使電力企業(yè)公司對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理和整合的環(huán)節(jié)進(jìn)一步的優(yōu)化與改善，建立起較為完善的數(shù)據(jù)信息體系，保障電力企業(yè)公司的長足發(fā)展。計算機(jī)科學(xué)技術(shù)能夠助力于電力企業(yè)對數(shù)據(jù)信息的采集提供有利的支撐，提升數(shù)據(jù)信息的收集效率與精準(zhǔn)性。

圖1：自動化控制技術(shù)的流程圖

圖2：二次設(shè)備圖

（2）電氣工程與其自動化技術(shù)能夠?qū)λ占臄?shù)據(jù)信息進(jìn)一步智能化的評估處理，再自動的分配。運(yùn)用這樣的技術(shù)，能夠較好的保證電力企業(yè)的供電量能夠較好的滿足社會與國民的用電需求，可以提前對設(shè)備的承受范圍進(jìn)行預(yù)估，保障供電的實效與效率。

4.4 注重對電力調(diào)度系統(tǒng)的運(yùn)用與控制

目前，我國處于現(xiàn)代化與信息化時代，電力系統(tǒng)也不斷的進(jìn)行提高與完善，其中的電力調(diào)度系統(tǒng)能夠及時的對整體電力系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，還可以對系統(tǒng)中的每項數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)控與分析。為了可以有效的完善與提升電力調(diào)度系統(tǒng)，需要將現(xiàn)代化的無線通信技術(shù)、移動的傳輸技術(shù)、自動化的設(shè)備完善與應(yīng)用、先進(jìn)化的信息技術(shù)以及無線通信技術(shù)引入到電力調(diào)度系統(tǒng)之中，從而在最大程度上提升電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率與速度。有效促進(jìn)電力調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)的遙測功能、遙信功能逐步的轉(zhuǎn)向無人的智能化、自動化監(jiān)測控制方向，從而有效的降低系統(tǒng)運(yùn)行中使用的人力、物力以及財力。與此同時，還可以運(yùn)用信息化的網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)的軟件與計算機(jī)信息技術(shù)來清晰、精準(zhǔn)的掌握與了解電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行中的電壓狀況、電流狀況、功率狀況以及頻率狀況，再與電力系統(tǒng)運(yùn)行的實際狀況相結(jié)合，保障現(xiàn)代電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，使系統(tǒng)具有高效率與高針對性，能夠給出預(yù)防故障的策略，促進(jìn)電力的調(diào)度系統(tǒng)能夠向數(shù)字化、智能化、集約化以及信息化方向發(fā)展。

4.5 注重對于系統(tǒng)中的信息與數(shù)據(jù)運(yùn)用自動化技術(shù)進(jìn)行處理

電力能源系統(tǒng)中需要運(yùn)行自動化的技術(shù)，主要目的就是解決系統(tǒng)中的信息、數(shù)據(jù)以及參數(shù)等，進(jìn)行及時的交流、獲取、運(yùn)用以及轉(zhuǎn)化。也就是說：自動化技術(shù)有效的提升了自動化系統(tǒng)中全部資源的分享。隨著自動化技術(shù)與電力的能源系統(tǒng)并駕齊驅(qū)的發(fā)展，電力的能源系統(tǒng)和自動化技術(shù)間彼此的依賴愈來愈強(qiáng)，雙方在不斷的融合，融合的復(fù)雜性明顯提升。尤其是電力能源系統(tǒng)的需求不斷提升，其中包含：對處理問題的時效性、對自身狀態(tài)管理控制狀況，促使自動化技術(shù)能夠更進(jìn)一步的與能源系統(tǒng)進(jìn)行全方位的融合。就現(xiàn)階段來講，首要任務(wù)就是解決不同形式、不同種格式的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理控制、交換、匯總以及分享。所以需要對電力能源系統(tǒng)中具備的功能進(jìn)行開發(fā)，開發(fā)出類似的模塊功能，但是這樣的模塊功能需要滿足兩個條件：功能模塊需要有實體的存在，具有特殊的外形，占據(jù)一定量的空間，這種類型的模塊才能夠精準(zhǔn)的、快速的以及細(xì)致的將上述的功能進(jìn)行完善，從而實現(xiàn)系統(tǒng)與自動化技術(shù)中的包容與覆蓋；在對功能模塊進(jìn)行開發(fā)研制的時候，需要針對系統(tǒng)的表現(xiàn)格式與系統(tǒng)技術(shù)理論，針對系統(tǒng)內(nèi)的不同機(jī)械設(shè)備以及各個部分不同的工作原理，針對自動系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律與運(yùn)行的特點，進(jìn)行升級與開發(fā)，注重對于系統(tǒng)中的信息與數(shù)據(jù)運(yùn)用自動化技術(shù)進(jìn)行處理，促進(jìn)現(xiàn)代電力系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)能夠大幅度的提升。

5 結(jié)束語

綜上所述，電力資源作為國民生產(chǎn)與生活中的關(guān)鍵資源，電力系統(tǒng)的重要地位日益凸顯。對電力系統(tǒng)的自動化技術(shù)與控制進(jìn)行探究，能夠有效的提升電力系統(tǒng)具備的工作性能，有效的降低系統(tǒng)運(yùn)行的成本。在信息化、智能化以及自動化的時代下，必須要將先進(jìn)的控制技術(shù)運(yùn)用到自動化控制系統(tǒng)中，對電力系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行自動的、智能的控制，對系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障與問題進(jìn)行及時的監(jiān)控、預(yù)知、分析以及解決，促使電力系統(tǒng)能夠的安全性與可靠性更佳，降低電力企業(yè)運(yùn)行過程中消耗的人力、物力以及財力，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全的運(yùn)行，提升電力企業(yè)單位系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益，使其能夠在激烈的行業(yè)競爭中脫穎而出，推進(jìn)我國電力系統(tǒng)自動化的長足發(fā)展。