探討智能控制在電力系統自動化的應用

任東麗

（石家莊市浩能電力安裝有限公司）

探討智能控制在電力系統自動化的應用

任東麗

（石家莊市浩能電力安裝有限公司）

本文概括描述了現代電力系統中人工智能控制的重要性，研究現狀及發展趨勢，分析了適于人工智能控制在電力系統的應用方法。

智能控制；人工智能；電力系統；自動化；電氣

前言

電氣智能控制技術是具有現代電氣工程的鮮明特征和內涵，集電子技術、控制技術以及信息技術于一體的電氣工程技術。在現代電氣系統工程中，為了保證電氣設備安全、可靠的運行，需要許多的輔助設備為其服務，使其具有自動控制功能、保護功能、監視功能，可以對各電氣設備的自動監控信息進行分析、正確判斷和處理。

1　智能控制的優勢

把人工智能控制的方法引入控制系統，將控制理論的分析和理論的洞察力與人工智能控制的靈活框架結合起來，才有可能得到新的認識上的突破。人工智能控制主要表現在智能決策上，能夠有效地解決復雜性和不確定性的控制問題。模糊控制就是在研究人的控制行為特點的基礎上發展起來的。對于無法構造數學模型的被控制對象，讓計算機模仿人的思維方式，進行控制決策。人的控制可以用語言加以描述，總結成一系列的條件語句，即控制規則。運用微機的程序來實現這些控制規則，這樣就很像是人的思考行為了。因此，人工智能控制可以有效地解決現代工業生產中許多無法用數學模型精確描述的工藝工程，以及利用傳統數字計算機難以獲得令人滿意效果的諸多問題，在電力系統應用中表現了很大的優勢。

2　智能控制的主要的應用方法

2.1模糊方法在電力系統自動化控制中的應用

模糊理論（FT）是將經典集合理論模糊化，并引入語言變量和近似推理的模糊邏輯，具有完整推理體系的智能技術。模糊控制是模擬人的模糊推理和決策過程的一種實用控制方法，它根據已知的控制規則和數據，由模糊輸入量推導出模糊控制輸出主要包括模糊化、模糊推理與模糊判決三部分。依據模型來進行控制，已被實踐所廣泛接受。一般線性模型較為簡便，但實際應用中，多為非線性系統，即使用多段線性來模擬，每段中的控制，仍只能是“次最佳”的。用模糊關系模型（FRM）來模擬非線性過程，是一種簡便而有效的方法。模糊關系模型簡單而直接地描述輸入量與輸出量之間的關系，這對單輸出系統比較易于實現，但對多輸出系統仍較困難。為了克服這些不足，目前有許多研究將模糊理論與其它人工智能控制技術結合起來，取得了較好的效果。

2.2專家系統在電力系統自動化控制中的應用

近年來，在國外和國內都有不少與電力系統控制相關的專家系統投入試運行或進入實用化推廣階段，并取得了不錯的效果，但是仍然存在著一些問題值得研究和探索：①當系統規模較大、規則較多時，完成推理的速度受到限制，因此目前已有的專家系統大多是用于離線，或者在線解決屬于系統分析方面的問題，而在實時控制方面的應用還剛剛起步，有待進一步的研究；②現有的專家系統缺乏有效的學習機制，對付新情況的能力有限，而且容錯能力較差，當系統發生故障或網絡結構、系統參數、設備控制器配置等發生變化的情況下，將有可能得不到結果或給出錯誤的結果。如何與ANN、模糊推理等其它人工智能控制方法結合以提高專家系統的自學習能力和容錯能力是值得研究的課題；③大型專家系統的建造周期長，知識的獲取和校核比較困難，要建立完備的知識庫，維護難度比較大，在建造專家系統之前必須充分考慮這些問題。

2.3人工神經網絡在電力系統自動化控制中的應用

人工神經網絡（ANN）是模擬人類傳遞和處理信息的基本特性，由人工仿制大量簡單的神經元以一定的方式連接而成。單個人工神經元實現輸入到輸出的非線性關系，它們之間的連接組合使得ANN具有了復雜的非線性特性。與ES相比，ANN的特點是用神經元和它們之間的有向權重來隱含處理問題的知識并具有以下的優點：信息分布存儲，有較強的容錯能力；學習能力強，可以實現知識的自我組織，適應不同信息處理的要求；神經元之間的計算具有相對獨立性，便于并行處理，執行速度較快。正是由于ANN有極強的非線性擬合能力和自學習能力，且具有聯想記憶、魯棒性強等性能，使ANN對于電力系統這個存在著大量非線性的復雜大系統來說有很大的應用潛力。

3　智能控制在電力系統中的發展趨勢

目前，人工智能控制中的4種主要工具，即專家系統、ANN、模糊集理論和啟發式搜索，各有優點和局限，缺少一種普遍有效的方法應用于電力系統的各個領域，混合智能即綜合多種智能技術，成為AI的重要發展方向之一。分布式人工智能控制DAI技術是80年代發展起來的人工智能控制研究的一個分支，是伴隨著并行分布式計算的發展而產生的，包括分布式問題求解（DPS）、并行人工智能控制（PAI）、多代理（Multi-agent）等內容。DAI在電力系統中的應用目前主要集中于運用多代理技術。

4　結語

人工智能控制技術在電力系統的應用中已經獲得了良好的發展。專家系統、人工神經網絡、模糊理論等人工智能控制技術在電力系統自動化控制中應用為人工智能控制技術在電力系統中提供了廣闊前景。可以預見，加強智能科學在電網中的科研和應用，將能更好的保證電網安全穩定經濟運行。

[1]肖成剛.淺論電力系統控制方法.寧夏電力，2003.

[2]張梓奇，蘇健祥.人工智能技術在電力系統中的應用探討.科技資訊，2007.

TM76

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1673-0038（2015）28-0304-01

2015-6-29