淺談智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應用

廣西還珠電力發(fā)展有限責任公司 萬前銀

1 引言

電力系統(tǒng)運行與人民生活和企業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，故維護動力系統(tǒng)穩(wěn)定的工作十分重要。眾所周知，由于電力系統(tǒng)運用范圍廣泛、系統(tǒng)元器件數(shù)量眾多，在其運轉(zhuǎn)過程中任何一個系統(tǒng)元器件發(fā)生損壞，都會影響到整個動力系統(tǒng)的正常工作質(zhì)量，由此可見運行電力整個管理系統(tǒng)難度很大。同時由于我國人民生活水平在日益提升，對電力的需求量在日益增大，就必須保證電力系統(tǒng)的正常安全運轉(zhuǎn)，為人民群眾提供優(yōu)質(zhì)服務。

2 智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的重要作用分析

2.1 有效減少操作失誤，保證系統(tǒng)正常運行

電力系統(tǒng)是一個非常復雜的系統(tǒng)，包含著大量的電子設(shè)備，任何一個電子設(shè)備的故障都會對整個電網(wǎng)造成很大的影響。對已發(fā)生故障的電器，僅靠手工查找其原因，難以迅速查找故障原因，難以迅速處理，從而為電網(wǎng)安全運行帶來極大的隱患。同時，由于電力系統(tǒng)中使用的是人力，由于人員自身存在著不確定的因素，如計算錯誤等，在某些操作中會產(chǎn)生錯誤，從而對整個電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)造成不利的影響。而人工智能技術(shù)，則是由電腦進行，具有非常高的精度和穩(wěn)定性，可以根據(jù)需要計算出相應的參數(shù)，進行相應的操作。在這個過程中，電腦可以準確地判斷并穩(wěn)定地控制系統(tǒng)，避免人為的不穩(wěn)定性導致的錯誤，在一定程度上減少錯誤，保證供電工作的順利進行[1]。

2.2 有效提高系統(tǒng)控制力

在沒有人工智能技術(shù)的情況下，電力系統(tǒng)的控制常常是依靠人工進行的。一方面要投入大量的人力，另一方面又缺乏有效的管理手段確保員工的精確性。而將人工智能技術(shù)用于電網(wǎng)自動運行后，可以通過計算機技術(shù)達到對電網(wǎng)的控制需求，從而使電網(wǎng)的運行工作變得簡單、高效。例如在某些設(shè)備上，需要反復地操作和控制，利用人工智能技術(shù)可以簡化程序，實現(xiàn)一鍵操作，節(jié)約人力，確保最后的運行結(jié)果。此外，人工智能技術(shù)不僅可以根據(jù)規(guī)范來進行日常的操作，而且還可以充分利用人工智能技術(shù)，實現(xiàn)對復雜、高難度的人工無法實現(xiàn)的生產(chǎn)作業(yè)，從而使系統(tǒng)達到預期的目的。在電力系統(tǒng)的電動化過程中，控制是關(guān)鍵的一環(huán)，需要充分認識到人工智能在管理中的有效性和價值。

3 智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的具體應用

3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動化是由于人腦神經(jīng)系統(tǒng)研究與控制理論緊密結(jié)合下而形成的新興人工智能方法，是經(jīng)典的人類非線性特征。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動化是由大量復雜性的神經(jīng)元所構(gòu)成，比較其他人人工智能方法來說，具備了增強學習意識、數(shù)據(jù)處理能力和管理功能。一是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動化有效替代了傳統(tǒng)人工控制，完成了對計算機系統(tǒng)正常運行的自動化管理。二是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)具有一定的計算機技術(shù)功能，在其運用電力系統(tǒng)中，大大增強了動力系統(tǒng)中的信息計算。三是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在供電系統(tǒng)應用時，可以與更多的智能信息技術(shù)實現(xiàn)有機融合，進而改善電力系統(tǒng)在自動化控制系統(tǒng)中參數(shù)優(yōu)選性與故障診斷的能力，并根據(jù)獲得歷史數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動數(shù)據(jù)分析，進而確定電力設(shè)備的能量消耗、設(shè)備消耗值和總功率[2]。

3.2 模糊邏輯控制技術(shù)

以往控制中，動態(tài)模擬的準確性是決定控制有效性的關(guān)鍵因素，但在實際操作中，動態(tài)模擬準確性往往無法完全反映到位，主要是由于在系統(tǒng)中的控制變量很易改變，對系統(tǒng)動態(tài)模式的控制也就無從下手，因此控制的達到效率也常常不佳。模糊式推理方法是在計算機的技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，其可以模仿人腦的綜合判斷程序和近似邏輯推理的方法，從而大大增強控制算法的合理性、精確度和適應性。把模糊式推理方法運用于電力系統(tǒng)的自動化操作過程中，不但有效保證系統(tǒng)動作模式測量的準確性，還提高了電氣系統(tǒng)控制效率，并可有效克服在設(shè)備工作環(huán)境中產(chǎn)生的噪聲現(xiàn)象，模糊邏輯控制技術(shù)如圖1所示。

圖1 模糊邏輯控制技術(shù)

3.3 專家模式控制技術(shù)

就當前的電力系統(tǒng)應用領(lǐng)域而言，智能專家系統(tǒng)控制技術(shù)是目前運用得最為普遍的一種技術(shù)手段，而這種技術(shù)創(chuàng)新也是智能技術(shù)的最主要運用模式，在人工智能專家系統(tǒng)控制技術(shù)的影響下，供電系統(tǒng)的智能水平程度將大大提高，運作穩(wěn)定程度也更高。具體來講，此項技術(shù)的運用模式，就具有擬人的特性，其最主要的技術(shù)運用原理便是利用計算機科學技術(shù)，對專家的工作行為加以效仿，并在系統(tǒng)中植入了專家區(qū)域，當出現(xiàn)各階段的決策問題或者系統(tǒng)執(zhí)行問題時，就能夠運用這些專家知識對問題加以分析解決，并以此確保了電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)[3］。

從工程技術(shù)的視角上分析，專家科技是現(xiàn)代智能技術(shù)和計算機科學的組合體，利用二者的聯(lián)合功能，為電力系統(tǒng)運營創(chuàng)造了多樣化的功能，從而達到比較合理的系統(tǒng)控制效果，使電力系統(tǒng)運營能夠一直穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的理想狀態(tài)。在實際的電力系統(tǒng)工作流程中，專家系統(tǒng)控制科技能夠?qū)φw控制系統(tǒng)工作情況進行全方位監(jiān)控，同時這種監(jiān)控具備了實時性的特征，只要控制系統(tǒng)工作情況發(fā)生反常，該科技就會第一時間發(fā)覺，在及時發(fā)布告警的同時，有效地采取處理措施，對反常問題實施自動解決措施，將反常區(qū)域和正常區(qū)域進行了分離管理。采用這種方法，能夠一定程度地化解系統(tǒng)運營風險，將系統(tǒng)故障造成的危害減至最小化，專家系統(tǒng)管理技術(shù)的巨大功效不言而喻，這也是這種技術(shù)應用于電力領(lǐng)域的主要因素所在。

現(xiàn)階段，專家系統(tǒng)控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應用到控制系統(tǒng)運作的各個方面，包括裝置的操作、管理等。在這些信息技術(shù)的影響下，控制系統(tǒng)自動化技術(shù)功能明顯提高，進一步地提高了控制系統(tǒng)的自動化技術(shù)功能，將我國的電力及整個控制系統(tǒng)發(fā)展帶到了一個全新的高度。所以，為了要進一步地充分發(fā)揮出了人工智能專家系統(tǒng)控制的關(guān)鍵功能，在電力系統(tǒng)領(lǐng)域要加大了科技研發(fā)，以進一步地健全專家系統(tǒng)控制體系，擴大技術(shù)功能，進一步擴大專家領(lǐng)域范圍，以進行合理的系統(tǒng)問題解決，從而達到安全平穩(wěn)的供電系統(tǒng)運營。

3.4 線性最優(yōu)控制技術(shù)

線性優(yōu)化控制在現(xiàn)代控制系統(tǒng)思想中是關(guān)鍵的部分，是在實際中運用的較為普遍智能方法之一。目前在電力系統(tǒng)的自動化中線性最優(yōu)控制的運用效果最好的是最優(yōu)預測勵磁控制技術(shù)，通過將其運用于電力系統(tǒng)工作中，不但顯著解決了動力性能問題，而且還極大地提高了遠距離輸電線路的輸電性能，所以最優(yōu)預測勵磁控制技術(shù)對遠距離輸電線路的運用比較廣泛，大大促進了電力系統(tǒng)的自動化發(fā)展。

3.5 綜合智能控制技術(shù)

智能系統(tǒng)運用包括了許多方面，應用范圍最大的就是將現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)技術(shù)與綜合智慧系統(tǒng)融合，和多種不同綜合智能控制技術(shù)的融合。因為現(xiàn)代化動力系統(tǒng)是一種復雜、大型的系統(tǒng)，其運動規(guī)則、結(jié)構(gòu)等都相當復雜，而以往的人工控制方案已無法適應現(xiàn)代化動力系統(tǒng)發(fā)展要求，這就要求把綜合智能控制技術(shù)運用在其中，才能真正全面認識到現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運行狀況及其內(nèi)在組成問題。在現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動化中，運用的最多綜合智能控制系統(tǒng)就是將專家學者系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)融合、將模糊控制系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)融合、將專家控制器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)融合或者模糊控制系統(tǒng)和其他的系統(tǒng)集成。采用交叉融合的方法使各種智能控制技術(shù)彼此優(yōu)勢互補，摒棄各自的弊端，將其融合后產(chǎn)物運用于電力系統(tǒng)運行自動化中，有效提升現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動化工作效能與品質(zhì)，還保證其工作穩(wěn)定性。

4 智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的未來發(fā)展方向

4.1 增強視覺信息技術(shù)的應用

通常情況下，在電力系統(tǒng)自動化中運用視覺信息技術(shù)主要是利用圖像識別技術(shù)進行的，其可以在一定程度上提高電力系統(tǒng)的運行效率。在電力企業(yè)運行過程中，由于環(huán)境的復雜性、多樣性及特殊性造成了工作人員無法進行有效地現(xiàn)場勘查。因此，利用視覺信息技術(shù)可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)自動化工作狀態(tài)的實時監(jiān)測視覺信息技術(shù)主要包括了傳感器和攝像機等設(shè)備，這些設(shè)備可以直接將圖像和視頻傳輸?shù)接嬎銠C之中，在計算機中實現(xiàn)自動識別和分析處理之后再將其傳輸?shù)诫娏芾頇C構(gòu)。視覺信息技術(shù)能夠更好地處理畫面中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)的變化情況，并對其進行分析。

4.2 制定地理信息技術(shù)的標準統(tǒng)一化

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展和人民生活水平、生活質(zhì)量的提高，我國電力行業(yè)逐漸進入了高質(zhì)量發(fā)展階段。在這一背景下，電力系統(tǒng)中的各個設(shè)備都處于數(shù)字化狀態(tài)，這就對信息化建設(shè)提出了更高要求。要想實現(xiàn)電力系統(tǒng)中信息技術(shù)全面化、標準化、規(guī)范化和系統(tǒng)化，需要建立一套統(tǒng)一的標準體系。在電力系統(tǒng)自動化建設(shè)中，地理信息技術(shù)的標準統(tǒng)一化能夠更好地實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化，提高整個電力系統(tǒng)的運行效率。地理信息技術(shù)能夠?qū)Ω鞣N傳感器和信號進行收集，通過計算機進行處理之后再將其傳輸?shù)接嬎銠C之中[4]。

4.3 加快GPRS技術(shù)的有機融合

GPRS 是一種新興的通信技術(shù)，具有覆蓋范圍廣、穩(wěn)定性高、安全性能好和使用成本低等特點。在電力系統(tǒng)中GPRS 能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送與接收，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)淖詣踊椭悄芑?。同時，也能夠更好地實現(xiàn)自動抄表等電力自動化建設(shè)功能，并進一步對監(jiān)控技術(shù)進行完善。目前在電力企業(yè)中使用的監(jiān)控系統(tǒng)和管理軟件都可以通過數(shù)據(jù)中心直接訪問。因此，通過GPRS 技術(shù)可以實現(xiàn)對電網(wǎng)內(nèi)部設(shè)備的實時監(jiān)控和遠程控制，有利于保證能源安全可靠供應。作為先進智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中應用的關(guān)鍵一環(huán)，GPRS 技術(shù)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)發(fā)展的重要方向之一。

4.4 推進現(xiàn)場總線的技術(shù)布局

現(xiàn)場總線的技術(shù)布局是電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的一種趨勢，在計算機中完成數(shù)據(jù)的傳輸和信息處理之后，再將其傳輸?shù)浆F(xiàn)場去。由于現(xiàn)場總線是一種高速網(wǎng)絡(luò)，所以能夠更好地對數(shù)據(jù)進行接收和處理[5]。在電力系統(tǒng)自動化建設(shè)中使用現(xiàn)場總線能夠提高數(shù)據(jù)的準確性，并對各種故障情況進行處理。

4.5 完善計算機技術(shù)的功能開發(fā)

在現(xiàn)代社會中，計算機技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)十分迅速，并且被廣泛地應用于各個領(lǐng)域。計算機技術(shù)具有操作簡單、功能強大和使用方便等特點，而且還能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)進行實時監(jiān)測和監(jiān)控。基于這種情況下，可以進一步完善計算機技術(shù)的功能開發(fā)，并且將其應用到電力系統(tǒng)之中去。電力行業(yè)的發(fā)展，需要加強智能化建設(shè)。在對電力系統(tǒng)進行智能化改造過程中，計算機技術(shù)的功能開發(fā)是關(guān)鍵。

5 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟和科技不斷發(fā)展，智能技術(shù)的運用也日益普遍，將其與電力系統(tǒng)自動化技術(shù)進行融合也成為當下重點工作，同時也得到相應的成果，從而有效提升供電系統(tǒng)的工作效能與品質(zhì)，促進供電事業(yè)的蓬勃發(fā)展。