淺述智能技術在電力系統自動化中的應用

[摘 要]本文作者結合多年來的工作經驗，概述了電力系統自動化與智能技術，分析了幾種常見智能技術在電力系統自動化中的有效應用，以確保系統安全穩定健康的運行。

[關鍵詞]電力系統自動化；智能技術；應用

一、電力系統自動化與智能技術概述

1.電力系統自動化。電力系統自動化主要是指以計算機技術為基礎研發的專門控制電力系統的新型電力技術，其運轉的主要方式是對系統進行有效的檢測和管理，并通過自動控制系統和自動管理系統保障電力系統的穩定和安全。實現系統的全自動化管理是電力事業快速發展的必然趨勢。就電力系統來說，系統自動化意味著調度網、變電站和配電站將全部實現全自動化管理。這種管理模式的運用將會大大提高電力系統的運行能力，并可以在一定程度上提高電力公司的供電質量，保障電力系統的穩定運行。

2.智能技術。智能技術主要包括綜合智能控制、神經網絡控制、專家系統控制等控制手段，也就是說，智能技術就是智能計算機技術。當前，各種智能技術已應用于電力系統之中，也是智能技術發展的新方向。智能技術突破了傳統控制方法的局限性，可以對產品中的問題進行及時有效的處理，進而有效地提高了控制方式的有效性。與此同時，智能技術主要是通過對周圍環境的感知，實現對所學信息的獲取，以及提升感知信息的控制能力。這樣一來，一些不確定因素的控制方法，就會在控制中有所減少，提高控制的實際效果。智能技術在組織與適應等方面，也具有極強的功能，基于對實際環境的正確判斷，以獲取相應的知識，以便于在實際中運用。這點也就說明，智能技術具有實時性、適應性和多樣性的特性，在當前的社會發展中具有十分重要運用價值。

二、智能技術在電力系統自動化中的應用

1.線性最優控制。最優控制在現代控制化理論中，具有非常重要的作用。在現代控制問題中，線性最優控制能夠成分體現其應用價值。目前，現代化的控制理論當中，線性最優控制的應用非常多，因此其技術也最成熟。但是，當前在電力系統中，對于非線性系統的控制，其控制效果并沒有達到預期目的。這主要是由于線性最優控制的設計和制造主要是針對當前電力系統局部線性模型的。

2.模糊控制。智能技術在電力系統自動化中的模糊控制，主要利用了宏觀的模糊控制理論，通過模糊控制推理、模糊控制和模糊運算，有效地控制復雜的電力自動化系統。模糊控制使得電力系統更容易操作，很多步驟簡單化，具有較好的非線性，這些特點使得模糊控制被廣泛地應用在電力系統自動化中。但是邏輯控制本身也具有很大的缺陷，模糊控制的學習能力差，在系統應用過程中穩定性差，經常導致電力系統出現誤差，通過智能技術的不斷發展，可以逐漸彌補模糊控制的這些缺點。

3.專家系統控制。專家系統在電力系統中的應用范圍很廣，包括對電力系統處于警告狀態或緊急狀態的辨識，提供緊急處理，系統恢復控制，非常慢的狀態轉換分析，切負荷，系統規劃，電壓無功控制，故障點的隔離，配電系統自動化，調度員培訓，電力系統的短期負荷預報，靜態與動態安全分析，以及先進的人機接口等方面專家系統控制的適用范圍非常廣，但也是有不適用的地方，比如創造性差、自主學習能力差、深層適應差、淺層知識面差、分析能力差、組織能力差、驗證能力差以及應付能力差等。

4.神經網絡控制。神經網絡具有自組織學習能力、強魯棒性、并行處理能力、本質的非線性特性等特點。神經網絡是由大多數簡單的神經元和一定的方式連接組成的，能夠將大多數信息隱含在連接權值中，按照一定的學習算法對權值進行調節，使神經網絡的由m維空間至n維空間的復雜非線性映射得以實現。神經網絡理論研究主要是進行神經網絡的硬件實現問題、神經網絡學習算法的研究、神經網絡模型和結構的研究等。

案例：基于神經網絡的變壓器故障診斷。

（1）問題提出及解決方案。電力變壓器的安全運行對保證供電的可靠性具有重要的意義。由于神經網絡（ANN）具有并行處理、學習和記憶、非線性映射、自適應能力和魯棒性等固有性質，使其非常適合應用在電氣故障診斷領域。為此，本實例針對就壓器故障特點，形容采用合適結構和算法的神經網絡，用以實現變壓器故障的準確診斷。

（2）變壓器故障診斷的（ANN）設計。網絡輸入層節點婁就是一個模式所包含的特征量數。在油色譜分析領域中。基于油中溶氣體類型與內部故障性質的對應關系，以5種特征氣體為依據的判斷就壓器故障的方法。其特征量為H2，CH，C2H3，C2H2，C2H6，這樣點婁N為5的網絡輸入層定。

（3）變壓器故障診斷樣本。

（4）ANN網絡應用分析。在實驗測試中，收集了30組變壓器樣本，并隨機取出20組樣本用于神經網絡訓練，其余的樣本作為仿真。

（5）結論。神經網絡的診斷要比三比值法準確。通過改進學習訓練算法，可在同等的收斂要求下，獲得較高的精度。

對溶解氣體分析法存在的問題，將人工神經網絡應用于就壓器故障診斷；根據變壓器故障的特點，采用了動量因子技術的神經網絡BP算法，使診斷網絡具有較強的學習能力、泛化能力和適應能力。

5.綜合智能系統。綜合智能系統主要包含兩方面：一是各種智能控制方法間的交叉結合，對于電力系統而言，綜合智能控制具有較大的應用價值；二是結合了現代控制方法和智能控制方法，例如神經網絡變結構控制、自適應神經網絡控制、自組織或者是自適應迷糊控制、模糊變結構控制等。

三、智能化技術在電力系統自動化發展中的應用優勢

隨著我國經濟的發展和科技的進步，我國電力事業得到了不斷地發展和進步，電力企業不斷加大電力系統自動化技術和智能化技術等先進的高科技技術的應用，極大提高電力系統的運行效率，智能化技術在電力系統自動化中的實際應用過程中，極大促進了電力系統自動化的進步，進一步提升了電力系統的運行能力，智能化技術已經廣泛應用到電網建設中，已經成為電網建設的重要部分，這是源于智能化技術具有多方面的應用優勢：首先，智能化技術可以促使企業由傳統單一的自動化技術轉變為多元化的自動化技術，通過智能化技術和智能化設備可以有效控制低電壓電網的運行速度，最大限度改善高壓電網的電力負荷情況，從而可以最大限度滿足人們的用電負荷要求和用電需求；其次，智能化技術可以促使電力系統的信息管理系統的升級改造，不斷提高電力企業與變電站之間的數據傳輸速率，極大提升了數據采集、處理與傳輸的準確性和實時性，為電力企業發展戰略決策和生產運營決策提供科學有效的數據基礎，不斷提高電力系統的運行效率，增加電力企業的社會經濟效益。

四、結語

綜上所述，智能技術在電力系統自動化中的廣泛應用，不僅滿足了人們日益增加的用電需求，而且還完善和發展我國電力系統自動化智能控制系統，極大增加了電力數據的總量，有效控制電力系統自動化設備的穩定、安全和高效運行，為電力企業創造了最大化的經濟效益和社會效益，不斷提高電力企業的市場競爭力，促進我國電力行業的可持續、健康穩定發展，不斷提高電網運行質量，不斷提高人們生活用電的便利性。

參考文獻：

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