智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究

李津婧

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司杭州市富陽(yáng)區(qū)供電公司，浙江杭州 311400）

電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中應(yīng)用智能技術(shù)，可提高電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行效率，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中具有重要的實(shí)踐意義。

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中應(yīng)用智能技術(shù)的要點(diǎn)

1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)本身具備非線性特征，可依據(jù)人類大腦的思維原理完成理論研究及實(shí)踐指導(dǎo)。相較于其他技術(shù)處理模式，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)的處理及組織學(xué)習(xí)的能力更好。將其應(yīng)用于電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能為電力系統(tǒng)多元應(yīng)用創(chuàng)設(shè)良好的技術(shù)平臺(tái)。

1.1.1 故障診斷

（1）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能建立訓(xùn)練學(xué)習(xí)模塊，分析既定故障的警報(bào)模式，并建立樣本庫(kù)，從而對(duì)樣本開展神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練處理，以更好地將相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)形式都存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)鏈接中心。

（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲取輸入量后就能進(jìn)行相匹配的計(jì)算分析，從而完成故障診斷處理工作，一般而言，是借助誤差反向傳播法算法進(jìn)行數(shù)據(jù)比較和分析評(píng)估，將警報(bào)信息作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)輸入量，故障則視為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出量，有效對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行過程中的故障問題予以識(shí)別分析，更好地提高故障評(píng)估控制的科學(xué)性。比如，變壓器出現(xiàn)內(nèi)部運(yùn)行異常，絕緣油中就會(huì)形成異常的氣體，此時(shí)，相應(yīng)的故障問題會(huì)從油溫、油壓以及繞組運(yùn)行等方面的輸入呈現(xiàn)出來，引導(dǎo)作業(yè)人員依據(jù)具體報(bào)警信息開展相應(yīng)的控制工作。

1.1.2 智能控制

在智能控制體系中，利用4層BP 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式以及系統(tǒng)干擾的精準(zhǔn)識(shí)別，就能在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)有效的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器運(yùn)行模式，維護(hù)穩(wěn)定性能和動(dòng)態(tài)控制效果。與此同時(shí)，借助改進(jìn)型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用規(guī)劃，就能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)遞歸管理，發(fā)揮自適應(yīng)控制器的作用，合理優(yōu)化整體系統(tǒng)運(yùn)維效率。

1.1.3 繼電保護(hù)

對(duì)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行體系而言，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)支持的繼電保護(hù)也能提高系統(tǒng)運(yùn)行控制的科學(xué)性，發(fā)揮魯棒性和容錯(cuò)性特性，就能打造更加完整規(guī)范的抗干擾保護(hù)體系，提高容錯(cuò)率，維持整體電力系統(tǒng)故障暫態(tài)控制的科學(xué)性。

（1）繼電保護(hù)過程要結(jié)合故障特點(diǎn)不斷進(jìn)行優(yōu)化，最大程度上解決保護(hù)的靈敏度補(bǔ)償和故障方向識(shí)別，從而打造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一控制平臺(tái)。比如，針對(duì)雙側(cè)電源系統(tǒng)，兩側(cè)系統(tǒng)電勢(shì)的夾角出現(xiàn)變化，此時(shí)，過渡電阻短路本身是非線性問題，傳統(tǒng)的距離保護(hù)很難進(jìn)行判定，而若是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)展開的訓(xùn)練樣本，則能建立較為完整的判定模式，更好地提高網(wǎng)絡(luò)保護(hù)水平。

（2）借助人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還能完成自適應(yīng)距離保護(hù)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的控制模式符合獨(dú)立子網(wǎng)的運(yùn)行管理要求，振蕩識(shí)別子網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用管理效果較為合理，配合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障類型就能實(shí)現(xiàn)保護(hù)跳閘，提高整體高頻保護(hù)的科學(xué)性和規(guī)范性，維護(hù)應(yīng)用處理的基本效率。

（3）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還支持差動(dòng)保護(hù)，結(jié)合相關(guān)仿真分析結(jié)果可知，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成的差動(dòng)保護(hù)效率較高，配合徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變壓器開展保護(hù)工作，能更好地滿足變壓器處于勵(lì)磁涌流狀態(tài)的控制需求，維持良好的工作性能，也能全面識(shí)別變壓器所處環(huán)境的實(shí)際情況，提高故障控制水平，維護(hù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行體系的科學(xué)性。

1.1.4 負(fù)荷預(yù)測(cè)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還能輔助電力系統(tǒng)完成負(fù)荷預(yù)測(cè)工作，主要是因?yàn)樨?fù)荷參數(shù)以及影響負(fù)荷參數(shù)變量的關(guān)系難以建立完整的數(shù)學(xué)模型，這就使得相應(yīng)的評(píng)估過程難度增加，而使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能打造有效的變量和負(fù)荷關(guān)系式，從而利用訓(xùn)練過程全面評(píng)估輸入變量與預(yù)測(cè)負(fù)荷關(guān)系，最大程度上提高預(yù)測(cè)處理的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，也為電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行管理工作的全面優(yōu)化創(chuàng)設(shè)良好的技術(shù)平臺(tái)。

（1）將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用在電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)環(huán)節(jié)中，建立混合模型，配合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)機(jī)制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)捕獲模式，就能對(duì)變化趨勢(shì)、逼近非線性關(guān)系的情況進(jìn)行匯總，描述預(yù)測(cè)線性模型后，打造實(shí)時(shí)性跟蹤的控制體系，更好地建立電力系統(tǒng)多元管理控制結(jié)構(gòu)。

（2）結(jié)合電力系統(tǒng)短期負(fù)荷變化的特性和情況，配合BP 模型就能將BP 網(wǎng)絡(luò)、樣本空間、收斂性等進(jìn)行對(duì)比研究，全面打造多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用體系，將其應(yīng)用在電力系統(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)工作中，結(jié)果能更加準(zhǔn)確和合理。

（3）配合電力市場(chǎng)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，打造電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模式，還能實(shí)現(xiàn)合成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜合控制，滿足標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)測(cè)模型，為預(yù)測(cè)模型合理統(tǒng)一控制提供保障。

綜上所述，電力系統(tǒng)應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，能形成更加有效的技術(shù)應(yīng)用運(yùn)行管理模式，提高自動(dòng)化故障診斷、繼電保護(hù)、智能控制等工作的精準(zhǔn)性，也為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

1.2 模糊控制技術(shù)

近幾年，電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中應(yīng)用模糊控制技術(shù)的研究不斷增多，基于模糊模型開展的電力系統(tǒng)直接控制能更好地維持應(yīng)用科學(xué)性，模糊控制技術(shù)具有易操作的特點(diǎn)，能維持電氣應(yīng)用控制的科學(xué)性和規(guī)范性。最關(guān)鍵的是，模糊控制技術(shù)的應(yīng)用能更好地應(yīng)對(duì)變量和動(dòng)態(tài)信息的處理問題，建立更加精準(zhǔn)的系統(tǒng)應(yīng)用控制模式，從而保證電力系統(tǒng)能更好地模仿人類決策能力以及判定能力，維護(hù)電力系統(tǒng)統(tǒng)一運(yùn)行效率。

相較于傳統(tǒng)的線性處理方法，建立模糊T-S 最優(yōu)勵(lì)磁控制模型，能維護(hù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制效率的最優(yōu)化，將原有固定系數(shù)反饋在動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中，建構(gòu)動(dòng)態(tài)反饋體系，配合Matlab 仿真模式，就能更好地改善系統(tǒng)靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定性能，維持模型應(yīng)用控制的合理性和規(guī)范性。比如，建立系統(tǒng)模型后，利用并行分配補(bǔ)償?shù)奶幚矸绞?，完成控制器的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)每個(gè)線性子系統(tǒng)都具備局部線性狀態(tài)反饋單元，實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁系統(tǒng)控制全局動(dòng)態(tài)的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)反饋控制率，也能提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制的靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定效能。

1.3 專家系統(tǒng)

基于電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制的應(yīng)用要求，為更好地滿足運(yùn)行管理規(guī)范，就要整合具體的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，建構(gòu)完整的系統(tǒng)運(yùn)維管理體系，從而維護(hù)整體電力行業(yè)管理水平。專家系統(tǒng)則主要是對(duì)電力行業(yè)進(jìn)行專家知識(shí)以及推測(cè)方式的融合管理，建構(gòu)完整且規(guī)范的控制體系，確保專家知識(shí)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化信息，維護(hù)計(jì)算機(jī)程序分析的合理性和可控性，為電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)性監(jiān)督管理提供保障。

一方面，專家系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)中，能利用專家知識(shí)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行問題進(jìn)行精細(xì)化分析，還能建立完整的判定模式，確保多元了解電力系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題和解決方案，更好地實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理的目標(biāo)。

另一方面，專家系統(tǒng)控制模式的處理能有效提高識(shí)別效果，識(shí)別系統(tǒng)運(yùn)行中的報(bào)警信息，從而建立更加合理的控制模式，發(fā)揮恢復(fù)措施和緊急處理措施的有效價(jià)值，并且，對(duì)靜態(tài)安全以及動(dòng)態(tài)安全予以數(shù)據(jù)的對(duì)照處理，保證電力系統(tǒng)統(tǒng)一管理的科學(xué)性和實(shí)效性。

與此同時(shí)，專家系統(tǒng)還支持優(yōu)化運(yùn)算，將專家系統(tǒng)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)在電力系統(tǒng)中，建構(gòu)實(shí)時(shí)性調(diào)度控制模式，在滿足計(jì)算量需求的基礎(chǔ)上，確保各個(gè)規(guī)劃階段供電控制管理的科學(xué)性。

1.4 線性最優(yōu)控制技術(shù)

對(duì)于現(xiàn)代控制理論而言，線性最優(yōu)控制技術(shù)具有重要的應(yīng)用價(jià)值和研究意義，要想維護(hù)電力系統(tǒng)統(tǒng)一管理控制的科學(xué)性，就要確保理論應(yīng)用管理的基本水平滿足預(yù)期，發(fā)揮線性最優(yōu)控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，更好地滿足最優(yōu)勵(lì)磁控制技術(shù)和電力機(jī)組協(xié)調(diào)應(yīng)用的需求，維護(hù)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)的基本水平，也為提高輸電線路運(yùn)行效率提供保障?；诰€性最優(yōu)控制技術(shù)的要點(diǎn)，能對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的制動(dòng)電阻以及制動(dòng)時(shí)間予以控制，形成完整的系統(tǒng)監(jiān)管模式。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，線性最優(yōu)控制技術(shù)對(duì)運(yùn)行環(huán)境有一定的要求，要想更好地維系電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制效能，就要結(jié)合實(shí)際情況合理調(diào)配相應(yīng)的技術(shù)資源，確保線性最優(yōu)控制技術(shù)能發(fā)揮實(shí)際作用，提高整體運(yùn)維管理的科學(xué)性。

除此之外，智能技術(shù)還支持電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化故障的自愈處理，利用終端設(shè)備收集相關(guān)故障數(shù)據(jù)信息，建立以數(shù)據(jù)信息資源為基礎(chǔ)的故障點(diǎn)分析模式，配合配電終端故障電流運(yùn)行狀態(tài)研判故障區(qū)，使用自愈處理方案，合理發(fā)揮饋線自動(dòng)化技術(shù)的作用，就能最大程度上減少電網(wǎng)電量的損失，提高電網(wǎng)電力資源綜合控制的水平。

2 應(yīng)用趨勢(shì)

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，智能技術(shù)的研究層面也在擴(kuò)充，基于電力系統(tǒng)自動(dòng)化應(yīng)用管理要求，要更好地建構(gòu)完整的智能技術(shù)應(yīng)用模式，推動(dòng)獨(dú)立單元向多功能單元轉(zhuǎn)換的進(jìn)程，保證單向監(jiān)控向多線控制轉(zhuǎn)換的質(zhì)量符合電力系統(tǒng)統(tǒng)一發(fā)展需求。并且，也正是基于智能化實(shí)時(shí)性控制技術(shù)研究的增多，智能故障在線診斷、智能協(xié)同控制等方式也將被逐漸應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，打造完整的自動(dòng)化控制運(yùn)行管理體系，減少人工作業(yè)難度的同時(shí)，提高故障排查的精準(zhǔn)性和科學(xué)性，為我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制體系的多元發(fā)展提供良好的技術(shù)支持。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，變電站電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制工作具有深遠(yuǎn)的研究意義，要結(jié)合智能控制標(biāo)準(zhǔn)和要求，共同落實(shí)規(guī)范化管理方案，發(fā)揮人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、專家系統(tǒng)、模糊控制技術(shù)、線性最優(yōu)控制技術(shù)等內(nèi)容的優(yōu)勢(shì)作用，為電力系統(tǒng)可持續(xù)健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。