試析智能技術在電力系統自動化中的應用

王晉鵬

(四川省電力公司樂山城電電力工程設計有限公司，四川 樂山 614000)

電力系統在本質上為典型動態巨維數系統，它具有一定的時變性、非線性等特點，并且參數并不確定，含有很多沒有進行建模的動態部分。在電力系統中，地域的分布十分廣泛，很多元件具有磁滯、遲延、飽和等物理特性，要對這種系統進行有效的控制是十分困難的。此外，因為公眾不滿意新建線路的造價以及數量的增加，尤其是在走廊使用權方面的費用不斷增加等，同時電力網在范圍方面不斷擴大，因此人們在控制電力系統方面的要求越來越高。也是因為電力系統具有此種特征，需要將先進的控制技術引入到電力系統。所以，新形勢新條件下，我們應對電力系統自動化中的智能技術加大研究的力度，實現其更好的發展。筆者在此對電力系統自動化進行一定的分析，并在此基礎上對其智能技術加以探討，以期能夠促進在電力系統自動化中智能技術的應用。

一、電力系統自動化簡述

電力系統的自動化主要是指電工的二次系統，也就是說在電力系統的自動化過程中使用各種具有一定自動檢測、決策、控制功能的設備，并且通過數據傳輸系統和信號系統來對電力系統中的各個元件、局部系統、全系統進行遠程或就地的自動調節、監視、控制、協調，通過上述措施來實現電力系統的安全、健康、穩定運行。

二、電力系統自動化在目前的主要形勢和發展趨勢

企業要想獲得生存和一定的發展就必須不斷提高其科學技術的水平，而在一定程度上科學技術應用能夠影響到電力企業的生產和經營。也就是說技術先進能夠使得電力生產力得到不斷提高，確保企業經濟獲得長遠的發展和永久的效益。電力系統的自動化能夠體現出電力企業在先進技術應用方面的綜合實力，是其智能技術應用的綜合體現，能夠不斷優化電力企業的管理模式，因此，電力系統自動化的能力和水平直接影響著電力企業的發展和經濟效益的提高。電力是特殊商品，它具有普通產品所不具有的特性，所以對于電力生產與經營也有不同的規定。在電力的生產和經營過程中，電力經營的自動化在電力系統自動化中具有重要的地位和意義，在電力生產和電力市場中具有連接紐帶的作用，其結合了供電企業以及相關的技術。當前，我國的電網還處于發展的階段。

隨著不斷發展的區域互聯電網技術和逐步擴大的電網規模，電力企業需要對其自身的駕馭能力進行不斷提高，尤其是在對大電網進行駕馭方面的能力，此外還應使得電力系統自動化能力和水平得到大力提高，只有這樣才能使得電網獲得長遠的發展，也只有這樣才能滿足電網穩定安全運行的基本要求。電力系統自動化在當前具有以下幾種主要的發展趨勢：

1.模糊控制的趨勢

模糊控制的方法能夠使得控制變得簡單而且容易被掌握，在對家用電器進行控制的過程中也具有無可比擬的優越性。通過對模型進行建立的方式來實現控制在當今時代還是一種比較先進的方式和方法，但通過對常規數學模型進行建立的方式，通常難度較大，但是模糊關系模型的建立卻是比較簡便的，通過實踐我們可以發現其有無可比擬的優越性。對模糊控制理論進行應用的范圍具有廣泛性。比如在我們日常生活中所必不可少的電風扇、電熱爐等家用電器。

在這里我們主要通過介紹模糊控制器對常規恒溫器進行改進的例子來展示其優越性。我們都清楚電熱爐通常是采用用恒溫器來對幾檔溫度進行保持，供烹飪者進行選用，那么在實際的應用中，經常會出現兩方面的問題，一方面便是在啟動冷態時會有對恒溫值進行越過的躍升現象，另一方面便是在應用恒溫時經常出現恒溫擺動和振蕩的現象。通過對模糊控制器進行改用以后，我們發現這些現象都清除了。

2.神經網絡控制的趨勢

人工神經網絡的出現是在二十世紀四十年代，到二十世紀的六、七十年代出現了研究的低潮時期，但是在學習方法、模型結構方面還是取得了巨大的成績。人們普遍關注神經網絡的一個重要原因就是它具有本質化的處理能力、非線性特性、自學組織能力、強魯棒性等。神經網絡主要是由簡單神經元通過特定方式進行連接而形成的。其能夠將大量信息在連接權值上進行隱含，通過特定學習算法對權值進行調節，確保神經網絡能夠對m維空間和n維空間內的復雜非線性進行科學映射。當前對神經網絡的理論研究主要體現在研究神經網絡的結構和模型、研究神經網絡的學習算法、研究神經網絡硬件等方面。

3.專家系統控制的趨勢

在電力系統中專家系統的應用范圍非常廣泛，其主要包括辨識電力系統是否處于緊急狀態或警告狀態，以進行緊急的處理，對系統進行恢復控制，將慢狀態進行轉換分析，系統規劃、切負荷，隔離故障點，控制電壓無功，培訓調度員，配電系統方面的自動化，分析動態和靜態下的安全，預報電力系統中出現的短期負荷，和對先進人機進行接口等主要內容。雖然在電力系統中專家系統的應用十分廣泛，但還是有一定的缺陷，比如不能對電力專家所具有的創造性進行模仿；而只是使用較淺的知識并且沒有深層適應和對功能進行理解；沒有完善的學習機制，在新情況的處理方面具有十分有限的能力；驗證知識庫十分困難；缺乏好的組織和分析工具來處理復雜情況和問題等。所以，在對專家系統進行開發和研究時必須對對專家系統的代價和效益進行科學的分析，找出專家系統軟件中所包含的有效性以及對問題和缺陷進行試驗，通過知識來對問題進行獲取，有效解決專家系統結合其他計算工具的問題。

4.線性最優控制的趨勢

在現代控制化理論中，最優控制是重要的部分，它能夠體現出最優化理論在控制問題中的應用。線性最優控制在當前的現代化控制理論中是最成熟、應用數量最多的一個部分。其主要是通過對最優勵磁進行控制的方式來使得動態品質和輸電線在遠距離輸電能力方面的問題得到改善。其主要是在大型機組的過程中使用最優勵磁控制的方式來取代古典勵磁的方式。在當前條件下，最優勵磁控制具有最佳的控制效果。同時，在水輪發電機對電阻進行制動的過程中，最優控制理論在控制時間方面取得了很好的效果。電力系統的線性最優控制在電力系統的生產過程中獲得了更好的應用，其具有一定的重要作用。但是我們必須注意的是，因為線性最優控制的控制器主要是對電力系統中的局部線模型進行設計和制造的，所以其在電力系統控制非線性系統的效果并不十分理想。

5.綜合智能系統的趨勢

綜合智能化的控制包含很多方面的內容，其中有結合現代控制方法和智能控制方法，比如控制模糊結構，控制自動組織和適應結構，控制自動適應神經網絡，控制神經網絡的結構等等。同時其還包含了對各種智能技術進行交叉結合的方法，電力系統是一個復雜的、龐大的系統，其對綜合智能的控制在應用潛力方面具有更大使用空間。當前，在電力系統中進行較多研究的是對專家系統和神經網絡進行結合，對模糊控制和專家系統進行結合，對模糊控制和神經網絡進行結合，以及將模糊控制、神經網絡、自動適應控制進行有機結合等很多方面。

神經網絡主要應用于對非結構信息進行處理，而在對結構化知識進行處理方面模糊系統具有更好的效果。所以，人工神經系統和模糊邏輯的結合在技術基礎方面非常深厚。這兩種技術能夠從不同方面對智能系統加以服務，其中人工神經網絡在低層計算方法上進行應用，而模糊邏輯主要對不確定性的問題進行處理，這些技術之間具有互相補充的作用，避免單項技術所不可消除的缺陷性，更好的起到電力系統自動控制的作用。

結語

綜上所述，時代要想獲得發展就必須大力發展自動化的技術，但是自動化技術的發展離不開智能技術的保障作用，近幾年來，在對電力系統的自動化發展中，控制技術有了很大的進步，在電力企業中更是具有不可替代的作用，其對現代化技術中的特有魅力進行了展示，并且使得工作成果得到不斷鞏固。所以我們應對當前形勢進行認真分析，對電力系統中智能技術的創新方法、應用途徑進行認真的思考，對智能技術進行不斷改良和創新，從而使得電力系統時效性、經濟性不斷得到提高，不斷提升電力企業的服務質量，確保電力企業獲得長遠的發展。

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