智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用分析

索吉鑫 李文娟 楊生婧 韓寶卿 何 松

（國網(wǎng)青海省電力公司信息通信公司，青海 西寧810008）

0 引言

電力系統(tǒng)發(fā)揮著能源供給功能，保障著社會(huì)各領(lǐng)域的能源供應(yīng)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展領(lǐng)域占據(jù)著關(guān)鍵地位。毋庸置疑，在高度依賴電力能源的社會(huì)背景下，如何提升電力系統(tǒng)保障能力，以及維持良好運(yùn)行狀態(tài)，始終是電力領(lǐng)域重點(diǎn)思考的問題。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，智能技術(shù)的優(yōu)勢日漸顯現(xiàn)，也引起了電力企業(yè)的興趣，借助智能技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的融合，勢必有助于電力系統(tǒng)升級(jí)，優(yōu)化電力系統(tǒng)供電質(zhì)量。

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化與智能技術(shù)概述

1.1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化

電力能源是保障社會(huì)生活生產(chǎn)的主要能源形式，在我國長期的發(fā)展中提供了重要支撐。隨著社會(huì)電力需求的與日俱增，依賴于傳統(tǒng)人工控制方式的運(yùn)行模式逐步被淘汰。目前，我國電力系統(tǒng)已經(jīng)逐步呈現(xiàn)出復(fù)雜性，電網(wǎng)所依賴的設(shè)備和技術(shù)正不斷革新，人力操作已經(jīng)無法保障正常的運(yùn)行狀態(tài)，由此，電力系統(tǒng)自動(dòng)化應(yīng)運(yùn)而生。電力系統(tǒng)自動(dòng)化是一種高效的電力系統(tǒng)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對發(fā)電裝置、電網(wǎng)調(diào)度及配電系統(tǒng)應(yīng)用信息的智能融合管理，大幅提升了電力系統(tǒng)的自動(dòng)化管理水平。在具體的應(yīng)用中，主要依賴網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等，通過先進(jìn)技術(shù)的融合應(yīng)用，使其具備了自動(dòng)化的處理能力，完成對各個(gè)環(huán)節(jié)的控制，包括系統(tǒng)控制、檢測及管理等，完成了對電力系統(tǒng)運(yùn)行的全面升級(jí)。

1.2 智能技術(shù)

智能技術(shù)是現(xiàn)代科技的產(chǎn)物，源起于計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、仿生學(xué)技術(shù)融合，智能技術(shù)的優(yōu)勢在于大幅超越了傳統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)，使系統(tǒng)的控制、檢測與管理更加智能，能夠模擬人類的部分思維和行為方式，具備了一定的學(xué)習(xí)、模仿和適應(yīng)能力，屬于現(xiàn)代科技的重要跨越和創(chuàng)新。在智能技術(shù)應(yīng)用背景下，電力系統(tǒng)將具備更優(yōu)質(zhì)的反饋、運(yùn)行和故障排除能力，提升設(shè)備的運(yùn)行效率和管理效能。因此，智能技術(shù)將突破傳統(tǒng)技術(shù)的束縛，達(dá)到處理非線性問題和不確定問題的高度，逐步替代人工參與管理的方式。從智能技術(shù)的結(jié)構(gòu)看，主要由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、專家系統(tǒng)控制、綜合智能控制及線性最優(yōu)控制等部分組成，與現(xiàn)代的電力系統(tǒng)管理結(jié)構(gòu)高度契合，能夠大幅推進(jìn)電力系統(tǒng)的發(fā)展，保障社會(huì)能源供給。

2 智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

2.1 模糊控制技術(shù)的應(yīng)用

模糊控制技術(shù)屬于智能技術(shù)范疇，具備較為獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢，包括隨機(jī)性強(qiáng)、操作便捷等。模糊控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中，能夠發(fā)揮出更佳的控制效能，并使自動(dòng)化技術(shù)的操作難度持續(xù)下降，在模糊控制技術(shù)模型下，電力系統(tǒng)在運(yùn)行和監(jiān)控中的難度系數(shù)也將顯著降低。事實(shí)上，在模糊技術(shù)的支持下，電力系統(tǒng)自動(dòng)化所需要的流程將更為清晰和簡單，尤其是面對日益復(fù)雜的電力系統(tǒng)控制單元時(shí)，模糊控制技術(shù)可以覆蓋更大的范圍，將各類控制單元進(jìn)行融合控制，達(dá)到高效統(tǒng)一的控制。

2.2 專家系統(tǒng)控制技術(shù)的應(yīng)用

智能專家系統(tǒng)是智能技術(shù)的主要技術(shù)，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域獲得高度青睞。該系統(tǒng)可針對電力系統(tǒng)中的問題進(jìn)行預(yù)警并發(fā)布緊急狀態(tài)，在緊急事項(xiàng)中進(jìn)行自動(dòng)處理和反饋回復(fù)，極大地提升了電力系統(tǒng)運(yùn)行管理的效率。事實(shí)上，智能技術(shù)中的專家系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是綜合信息的集合和深度應(yīng)用，即利用專家系統(tǒng)的智能技術(shù)，將各類專家知識(shí)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信息，將其依據(jù)一定的規(guī)律存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)，并與電力系統(tǒng)的控制平臺(tái)連接，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題，專家系統(tǒng)將根據(jù)所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，并做出最科學(xué)的推理和判斷，為故障的解決提供最佳方案。

通常情況下，專家系統(tǒng)可為電力系統(tǒng)自動(dòng)化提供緊急處理、故障點(diǎn)隔離、配電系統(tǒng)自動(dòng)化等，但其應(yīng)用的局限性也應(yīng)給予關(guān)注。比如，專家系統(tǒng)雖然具備了超越其他系統(tǒng)的專業(yè)性，但其仍然無法模擬電力專業(yè)的創(chuàng)造性，其更多的是提取過往的經(jīng)驗(yàn)信息，對故障實(shí)施綜合分析，如若出現(xiàn)差別于以往的新問題，則專家系統(tǒng)也束手無策，難以應(yīng)對。據(jù)此，在電力系統(tǒng)的專家系統(tǒng)應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)注重研發(fā)的重點(diǎn)，以保障電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行為基礎(chǔ)，不斷強(qiáng)化系統(tǒng)的運(yùn)行能力，有效解決電力系統(tǒng)中的各類問題。

2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的應(yīng)用

伴隨智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)運(yùn)而生，主要是通過諸多的神經(jīng)元進(jìn)行組建，依據(jù)優(yōu)化模型結(jié)構(gòu)和訓(xùn)練模型算法，以達(dá)到強(qiáng)大的學(xué)習(xí)和反應(yīng)能力。在電力系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型將有效縮小數(shù)據(jù)誤差，并保障電力系統(tǒng)之間的高效互動(dòng)控制，大幅提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理效率。比如，在電力設(shè)備運(yùn)行過程中，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法，將可以對電力系統(tǒng)的短期運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，同時(shí)發(fā)揮系統(tǒng)故障檢測功能，保持電力系統(tǒng)的有序運(yùn)行。

追溯神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的發(fā)展史，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的概念最早發(fā)源于1943年，并吸引了大量的學(xué)者加入研究，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展與實(shí)踐，如今的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型已經(jīng)日趨完善，無論于模型結(jié)構(gòu)還是訓(xùn)練模型算法，均獲得了大幅的優(yōu)化。

2.4 綜合智能系統(tǒng)的應(yīng)用

顧名思義，電力智能技術(shù)中的綜合智能系統(tǒng)屬于多種控制技術(shù)的有機(jī)融合，特別是現(xiàn)代控制技術(shù)與智能控制技術(shù)的融合。眾所周知，現(xiàn)代電力系統(tǒng)具有顯著的復(fù)雜性和系統(tǒng)性的特點(diǎn)，其內(nèi)部運(yùn)行的方式較為復(fù)雜，依賴于傳統(tǒng)的自動(dòng)化管理模式，難以發(fā)揮更高的管理效能。因此，為提升電力系統(tǒng)自動(dòng)化管理水平，必須要突出對全新管理技術(shù)的延伸，打造出更加全面的系統(tǒng)管理體系，發(fā)揮出新技術(shù)的優(yōu)勢對電力系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行高效處置。在綜合智能系統(tǒng)模式應(yīng)用中，主要的融合方式包括如下類型，模糊控制系統(tǒng)與專家控制系統(tǒng)的融合、模糊控制系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的融合、專家控制系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的融合等。依托交叉互補(bǔ)式系統(tǒng)的綜合應(yīng)用，將大幅提升單一系統(tǒng)的管理效率，并對其存在的問題予以消除，最大限度地體現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)勢，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性。

2.5 線性最優(yōu)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

線性最優(yōu)化控制系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，并顯現(xiàn)出較為突出的功能優(yōu)勢，屬于應(yīng)用最為廣泛的智能技術(shù)之一。最優(yōu)勵(lì)磁控制技術(shù)是線性最優(yōu)控制技術(shù)中的關(guān)鍵，在電力系統(tǒng)的應(yīng)用中能夠有效改善動(dòng)態(tài)品質(zhì)問題，并增強(qiáng)輸電線路輸電能力，因此，成為改善電力保障能力的首選技術(shù)，使電力系統(tǒng)自動(dòng)化的潛力得到挖掘。另外，線性最優(yōu)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中扮演著多重角色，如在水輪發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用，可以對發(fā)電機(jī)制動(dòng)電阻加以控制，提升其運(yùn)行的穩(wěn)定性和效率。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著社會(huì)對電力能源依賴程度的上升，電力系統(tǒng)將承擔(dān)更大的能源供給使命。因此，在注重電力能源開發(fā)的過程中，同樣也要加大智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用，以滿足未來日趨多元化的電力能源需求和電力系統(tǒng)發(fā)展。一方面，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的支撐下，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)單一的管理思路，確立多功能單元、多線控制、低電壓調(diào)節(jié)等發(fā)展目標(biāo)，重點(diǎn)提升電力系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化融合質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)全方位的技術(shù)升級(jí)。另一方面，注重新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，尤其是基于人工智能技術(shù)的智能技術(shù)，通過智能實(shí)時(shí)控制、人工智能故障診斷等模式，全面優(yōu)化電力系統(tǒng)自動(dòng)化質(zhì)量，切實(shí)保障我國電力能源的供應(yīng)質(zhì)量，減少電力系統(tǒng)中的故障和問題，降低設(shè)備能源消耗，推動(dòng)電力企業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。