智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的運(yùn)用探討

王 艷

（太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院，山西 太原 030024）

從科技發(fā)展的角度而言，對(duì)于智能技術(shù)的研究有著非常重要的意義，特別是對(duì)于電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，電力系統(tǒng)有著規(guī)模大、流動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，其中的數(shù)據(jù)信息量非常龐大，在進(jìn)行電能的消耗使用與開發(fā)的過(guò)程中都需要大量的儲(chǔ)存空間。最主要的是，電力資源的發(fā)電與用電幾乎是在同一時(shí)間進(jìn)行的，缺少任何一方，電力運(yùn)行都難以實(shí)現(xiàn)。對(duì)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化來(lái)說(shuō)，智能技術(shù)在其中的廣泛應(yīng)用也將成為其未來(lái)發(fā)展的主要方向。

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述

電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制也就是對(duì)于電力系統(tǒng)的各個(gè)部分進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整與控制的技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)能夠有效推動(dòng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提高，進(jìn)一步增強(qiáng)電力系統(tǒng)的控制效果。而電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)一般由配電自動(dòng)化、發(fā)電控制自動(dòng)化、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化組成，對(duì)于發(fā)電、輸送等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)化控制，同時(shí)還能夠自動(dòng)監(jiān)視電力設(shè)備，對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的調(diào)度與協(xié)調(diào)，進(jìn)而達(dá)到使電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

2 智能技術(shù)概述

智能技術(shù)可以說(shuō)是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳感器技術(shù)，再結(jié)合現(xiàn)代化科技形成的一種可以實(shí)現(xiàn)智能控制的系統(tǒng)，人們?cè)趹?yīng)用智能技術(shù)的過(guò)程中能夠借助相應(yīng)的技術(shù)對(duì)其中的邏輯模式與判斷方式進(jìn)行設(shè)定，以此來(lái)提高應(yīng)用產(chǎn)品的邏輯思維能力，還可賦予產(chǎn)品一定的判斷能力，比如邏輯思維、分辨能力以及其他一些學(xué)習(xí)功能。隨著我國(guó)科技水平地不斷提升，智能技術(shù)的發(fā)展也取得了很大進(jìn)步，該項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)不僅讓科學(xué)技術(shù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了巨大的飛躍，還能夠使應(yīng)用智能技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域取得飛速發(fā)展。但是，現(xiàn)階段我國(guó)對(duì)于智能技術(shù)的研究還不夠成熟，在進(jìn)行智能技術(shù)的研發(fā)過(guò)程中也受到諸多因素的影響，因此導(dǎo)致了智能技術(shù)的應(yīng)用范圍不廣，應(yīng)用領(lǐng)域也不多。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中應(yīng)用智能技術(shù)，可以使電力系統(tǒng)運(yùn)行的控制效果得到很大提升，有效解決其中存在的一些問(wèn)題，為提高電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性發(fā)揮了重要作用，對(duì)于電力系統(tǒng)的良好運(yùn)行有著關(guān)鍵意義。

3 智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)

對(duì)于我國(guó)科技能源項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展是非常重要的，現(xiàn)階段主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用智能化控制技術(shù)。發(fā)展電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要目的是為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整理的自動(dòng)化，其中涉及的有自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)審核等方面，以此來(lái)達(dá)到全方位自動(dòng)化管理的目的，進(jìn)而提升工作效率。從技術(shù)層面而言，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中應(yīng)用智能技術(shù)既能夠提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，還能夠提升系統(tǒng)安全性。電力系統(tǒng)自動(dòng)化涵蓋了電網(wǎng)自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化、調(diào)度電網(wǎng)自動(dòng)化等。通過(guò)智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用能夠?qū)ζ渲械南嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，然后對(duì)電力系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)化調(diào)節(jié)，以此來(lái)確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與高效性，進(jìn)而強(qiáng)化供電用電的效率以及質(zhì)量。而智能技術(shù)主要涵蓋了專家控制系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等一系列方式。隨著我國(guó)科技水平的不斷提升，智能技術(shù)的發(fā)展也取得了很大進(jìn)步，同時(shí)在電力系統(tǒng)當(dāng)中也取得了十分普遍的應(yīng)用，現(xiàn)階段，智能技術(shù)已經(jīng)成為了電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要組成部分。

4 智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的運(yùn)用分析

4.1 專家系統(tǒng)控制的應(yīng)用

對(duì)于智能專家來(lái)說(shuō)，之所以能夠在電力系統(tǒng)當(dāng)中得到普遍的應(yīng)用，主要是由于其具備的一系列優(yōu)點(diǎn)：警告與預(yù)警、發(fā)布緊急狀態(tài)以及處理突發(fā)情況并回復(fù)系統(tǒng)工作狀態(tài)等等。智能專家系統(tǒng)有著專門的知識(shí)程序，不僅規(guī)則多，還有著經(jīng)驗(yàn)豐富的特點(diǎn)，以此來(lái)在系統(tǒng)的工作以及生產(chǎn)時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行高效的故障判斷，進(jìn)而幫助人們更加準(zhǔn)確地找到需要解決的問(wèn)題，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)于系統(tǒng)規(guī)劃、調(diào)度與故障點(diǎn)解析隔離等工作都發(fā)揮著十分關(guān)鍵的效果，一旦電力設(shè)備出現(xiàn)超負(fù)荷工作的情況，就會(huì)及時(shí)進(jìn)行報(bào)告，并且會(huì)對(duì)其進(jìn)行安全性分析，布置人機(jī)工作。智能專家系統(tǒng)能夠結(jié)合自身的知識(shí)庫(kù)對(duì)于問(wèn)題進(jìn)行深入分析，以此來(lái)確保系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，使其中的問(wèn)題變得更加清晰，進(jìn)而第一時(shí)間解決問(wèn)題。

圖1

4.2 模糊控制技術(shù)的應(yīng)用

針對(duì)傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，動(dòng)態(tài)模式的精確度是十分重要的，其與控制技術(shù)的效果有著密切聯(lián)系。但是對(duì)于實(shí)際工作來(lái)說(shuō)，動(dòng)態(tài)模式的精確度是很難測(cè)量的，究其原因是由于控制系統(tǒng)當(dāng)中的大部分量都會(huì)出現(xiàn)變化，這樣一來(lái)想要掌握系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)情況就會(huì)變得十分困難，影響到控制技術(shù)的效果，而模糊控制技術(shù)主要是以數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)，其可以對(duì)人的決策過(guò)程以及推理過(guò)程進(jìn)行有效模擬，以此來(lái)確保控制算法的準(zhǔn)確性。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化當(dāng)中應(yīng)用模糊控制系統(tǒng)，既能夠確?？刂葡到y(tǒng)動(dòng)態(tài)模式測(cè)量的精確度，還能夠提升電力系統(tǒng)的控制效果，使電力設(shè)備運(yùn)行時(shí)的噪音問(wèn)題得到緩解。模糊控制技術(shù)在人們的日常生活以及工作中已經(jīng)得到了普及，例如電磁爐、電飯煲與電風(fēng)扇等電器當(dāng)中，都會(huì)應(yīng)用到模糊控制技術(shù)。

4.3 智能實(shí)時(shí)控制

電力系統(tǒng)在應(yīng)用智能技術(shù)的過(guò)程中，智能實(shí)時(shí)控制發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用。如果可以對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，就能在很大程度上確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。而一旦電力系統(tǒng)由于故障出現(xiàn)了無(wú)法正常運(yùn)行的情況，同時(shí)無(wú)法找到原因，在第一時(shí)間沒有解決故障，既會(huì)造成嚴(yán)重的安全問(wèn)題，又會(huì)引發(fā)極大的財(cái)產(chǎn)損失。所以，企業(yè)一定要對(duì)智能實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)予以相應(yīng)的重視，通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)能夠確保系統(tǒng)在出現(xiàn)問(wèn)題以后進(jìn)行及時(shí)解決，不僅有效降低了經(jīng)濟(jì)損失，還可以對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行改善?，F(xiàn)階段，智能實(shí)時(shí)控制技術(shù)已經(jīng)得到了普遍應(yīng)用，未來(lái)也會(huì)在電力系統(tǒng)的自動(dòng)化監(jiān)控中發(fā)揮更大的作用。

4.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制主要是以人體的腦神經(jīng)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合控制理論而誕生的新型智能技術(shù)，屬于典型的非線性特征。該項(xiàng)技術(shù)主要是通過(guò)復(fù)雜的神經(jīng)元構(gòu)成，與其他的智能技術(shù)相比，該技術(shù)的組織學(xué)習(xí)能力、信息處理能力以及管理能力會(huì)更強(qiáng)。第一，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)能夠進(jìn)一步取締人工控制，使電力系統(tǒng)達(dá)到自動(dòng)化控制的目的。第二，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)其中也涵蓋了計(jì)算機(jī)技術(shù)，因此其能夠增強(qiáng)電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)計(jì)算能力。第三，在應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的過(guò)程中，通過(guò)與其他智能技術(shù)的融合，可以使電力系統(tǒng)當(dāng)中的參數(shù)優(yōu)化以及提升故障診斷能力，以此來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析，進(jìn)而計(jì)算出電力設(shè)備的能量消耗、設(shè)備損耗值以及總能耗。

4.5 線性最優(yōu)控制

對(duì)于電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其主要優(yōu)勢(shì)就是對(duì)電力資源進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送，但是在這當(dāng)中會(huì)發(fā)生一定程度的電力損耗情況。為了確保在輸送的過(guò)程中對(duì)電力進(jìn)行有效控制，同時(shí)解決其中的能源損耗問(wèn)題，就可以通過(guò)相應(yīng)的措施來(lái)提升電力資源的利用率。例如，加強(qiáng)控制發(fā)電機(jī)電壓，并采用最優(yōu)勵(lì)磁控制手段，可以有效緩解電力系統(tǒng)在輸送過(guò)程中存在的控制問(wèn)題。其主要工作原理是對(duì)比發(fā)動(dòng)機(jī)的給電電壓和測(cè)量電壓，按實(shí)際供電需求和輸送需求，采用PID 法有效計(jì)算現(xiàn)有偏差，并保證可需電壓在最合適范圍內(nèi)。最優(yōu)勵(lì)磁控制的工作原理是能按實(shí)際需求控制調(diào)度電壓的大小，并將其利用率達(dá)到最大化。保持輸送電壓的恒定是降低電力輸送過(guò)程中能源損耗的一種方式。電壓相位轉(zhuǎn)移角同樣影響著電力輸送過(guò)程的高效性，現(xiàn)有的電力控制方案都以提高電力轉(zhuǎn)換和輸送效率為目的，在控制現(xiàn)有發(fā)電電壓的同時(shí)，建立完整的線性化模型是進(jìn)行最優(yōu)控制的基礎(chǔ)。

4.6 故障檢測(cè)

在對(duì)電力系統(tǒng)中的故障進(jìn)行診斷時(shí)，普遍會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)分析不準(zhǔn)確的情況，以至于診斷結(jié)果不理想。并且應(yīng)用傳統(tǒng)診斷技術(shù)是無(wú)法將系統(tǒng)中的新問(wèn)題進(jìn)行處理的，對(duì)于其中的一些突發(fā)情況更是無(wú)能為力。智能系統(tǒng)的診斷通常是將以往發(fā)生過(guò)的問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)一處理，然后在智能技術(shù)系統(tǒng)當(dāng)中將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，在進(jìn)行診斷的過(guò)程中必須以這套系統(tǒng)為基礎(chǔ)，這種診斷方式的缺點(diǎn)就是漏洞相對(duì)較多。而在電力系統(tǒng)故障診斷中應(yīng)用模糊理論系統(tǒng)，可以使其中的一些突發(fā)情況得到有效解決，同時(shí)在面對(duì)一部分新問(wèn)題時(shí)還可以進(jìn)行靈活的診斷。該系統(tǒng)和智能技術(shù)系統(tǒng)相比，對(duì)于故障診斷的靈活度方面有著更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，這套先進(jìn)的系統(tǒng)主要是通過(guò)模擬人腦來(lái)處理相關(guān)信息，但在進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用時(shí)也存在缺乏自主思考能力的缺點(diǎn)。因此，還需要更多的相關(guān)工作人員繼續(xù)研究，對(duì)其中的問(wèn)題加以解決。

圖2

4.7 綜合智能系統(tǒng)

對(duì)于綜合智能控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其主要涉及到了智能控制與現(xiàn)代控制方式的融合，例如模糊變結(jié)構(gòu)控制、自適應(yīng)或自組織模糊控制、自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變結(jié)構(gòu)控制等。此外，還涵蓋了一系列各類智能控制方式的結(jié)合，對(duì)于電力系統(tǒng)這種復(fù)雜且龐大的系統(tǒng)而言，綜合智能控制在其中有著更大的應(yīng)用潛力。目前，針對(duì)電力系統(tǒng)的研究主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)的結(jié)合、專家系統(tǒng)與模糊控制的結(jié)合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制的結(jié)合等方面，將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊邏輯進(jìn)行結(jié)合是非常有意義的。在智能控制系統(tǒng)當(dāng)中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊邏輯在不同的角度對(duì)其進(jìn)行服務(wù)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常在低層計(jì)算當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用，而模糊邏輯主要在處理非統(tǒng)計(jì)性的不確定性問(wèn)題中進(jìn)行應(yīng)用，屬于一種更高層次的推理，二者相結(jié)合能夠起到很好的互補(bǔ)作用。

5 智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的發(fā)展前景

隨著我國(guó)智能技術(shù)水平的不斷提升，并且在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中的廣泛應(yīng)用，使得人們的工作效率得到了很大提升，并且為企業(yè)帶來(lái)了更大的經(jīng)濟(jì)效益。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中應(yīng)用智能化技術(shù)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更加精確地判斷、科學(xué)分析以及有效控制，以此來(lái)為電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行創(chuàng)建良好的環(huán)境，在一定程度上提高了電力運(yùn)營(yíng)速度，有效減少了電力損耗，為電力企業(yè)節(jié)省了大量的運(yùn)營(yíng)成本，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。所以在未來(lái)，智能化是電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的主要方向，智能化技術(shù)也會(huì)在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，同時(shí)推動(dòng)各個(gè)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，對(duì)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化當(dāng)中的智能技術(shù)應(yīng)用也越來(lái)越成熟。雖然人們對(duì)于電力系統(tǒng)服務(wù)的要求在不斷提升，但是現(xiàn)階段電力系統(tǒng)自動(dòng)化對(duì)于智能技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越完善，足以滿足人們的需求。但是，這其中還存在著一些問(wèn)題需要改善，比如上文提到的故障檢測(cè)問(wèn)題。因此，相關(guān)研究人員應(yīng)當(dāng)針對(duì)智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化應(yīng)用中的問(wèn)題進(jìn)行研究并解決，以此來(lái)使今后的電力系統(tǒng)運(yùn)行變得更加順暢、高效、穩(wěn)定，讓智能技術(shù)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。