試論電力系統(tǒng)自動(dòng)化中智能技術(shù)的應(yīng)用

[摘 要]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的進(jìn)程，科學(xué)技術(shù)也不斷被運(yùn)用和飛速發(fā)展，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中智能技術(shù)的應(yīng)用必然會(huì)越來(lái)越廣泛。本論文主要介紹線性最優(yōu)控制、專家系統(tǒng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制以及綜合智能控制等幾種智能技術(shù)在自動(dòng)化中的具體應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]電力系統(tǒng)；智能技術(shù)；應(yīng)用

一、電力系統(tǒng)自動(dòng)化簡(jiǎn)述

電力系統(tǒng)的自動(dòng)化主要是指電工的二次系統(tǒng)，也就是說(shuō)在電力系統(tǒng)的自動(dòng)化過(guò)程中使用各種具有一定自動(dòng)檢測(cè)、決策、控制功能的設(shè)備，并且通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)中的各個(gè)元件、局部系統(tǒng)、全系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程或就地的自動(dòng)調(diào)節(jié)、監(jiān)視、控制、協(xié)調(diào)，通過(guò)上述措施來(lái)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、健康、穩(wěn)定運(yùn)行。

二、智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提高，對(duì)電力行業(yè)的投資越來(lái)越大，各種智能化設(shè)備和高科技技術(shù)的運(yùn)用也越來(lái)越多。各個(gè)電力設(shè)備的連接復(fù)雜緊密，各個(gè)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行也互相聯(lián)系和互相制約。目前，智能技術(shù)在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用還存在著較大的局限性。其一，智能技術(shù)的開(kāi)發(fā)并沒(méi)有形成共同協(xié)作，共同發(fā)展，很多資源不能夠?qū)崿F(xiàn)共享；其二，國(guó)內(nèi)許多技術(shù)的應(yīng)用還只是存在于理論階段，缺乏投入實(shí)踐使用的可行性；其三，國(guó)家對(duì)智能技術(shù)開(kāi)發(fā)的投入不全面不充足。

而智能技術(shù)的開(kāi)發(fā)以及在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用，必然會(huì)推動(dòng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展。整個(gè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)也會(huì)越來(lái)越依賴智能技術(shù)系統(tǒng)。筆者通過(guò)查閱資料，以及結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)推測(cè)，智能技術(shù)發(fā)展趨向：由單一單元化功能向多功能多元化技術(shù)發(fā)展，例如，在變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，智能系統(tǒng)對(duì)全部各種類型的設(shè)備進(jìn)行多線監(jiān)控；實(shí)現(xiàn)低電壓控制，改變之前的高電壓等級(jí)，比如使用配電管理系統(tǒng)取代之前的能量管理系統(tǒng)；由單個(gè)元件發(fā)展到區(qū)域系統(tǒng)的智能控制，比如區(qū)域數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展和控制。此外，管理信息系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的自動(dòng)化的廣泛運(yùn)用也是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。三、智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的具體應(yīng)用

1.在提高遠(yuǎn)距離輸電的效率時(shí)，最優(yōu)勵(lì)磁控制的應(yīng)用取得了一系列成效。勵(lì)磁控制器通過(guò)測(cè)量發(fā)電機(jī)電壓與給定電壓比較，把偏差按PID方法計(jì)算出控制電壓，將其控制電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的移相角就能改可控硅整流橋的輸出電壓（轉(zhuǎn)子電壓），從而達(dá)到控制發(fā)電機(jī)電壓的目的。勵(lì)磁控制器中使用了線性最優(yōu)控制技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)也在控制器發(fā)揮著重要的作用。最優(yōu)控制作為組成現(xiàn)代控制理論的重要部分，在很多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。然而，需要指出的是這種線性最優(yōu)控制技術(shù)只適用于局部的線性化模型，并非適用于電力系統(tǒng)中所有自動(dòng)化程序。

2.專家系統(tǒng)是一個(gè)智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，它具有某個(gè)領(lǐng)域中專家水平的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)，能夠利用專家級(jí)別的知識(shí)來(lái)解決突發(fā)的問(wèn)題，專家系統(tǒng)控制在電力系統(tǒng)中也得到了應(yīng)用。在自動(dòng)化操作中，專家系統(tǒng)的應(yīng)用十分廣泛。它能夠清晰辨識(shí)處于緊急狀態(tài)或者是警告狀態(tài)的電力系統(tǒng)，并且通過(guò)智能系統(tǒng)，自行處理故障，幫助系統(tǒng)恢復(fù)。許多自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行、操作、管理以及監(jiān)控使用了專家系統(tǒng)控制，比如：故障點(diǎn)的分析與隔離、動(dòng)態(tài)與靜態(tài)的安全性分析以及配電系統(tǒng)自動(dòng)化等。專家系統(tǒng)智能技術(shù)給電力系統(tǒng)自動(dòng)化帶去了很多福利，然而它也存在著一些不足。專家系統(tǒng)中只是輸入了一些專家知識(shí)的數(shù)據(jù)，相當(dāng)于一個(gè)巨大的程序數(shù)據(jù)庫(kù)，雖然可以及時(shí)更新，但是它缺乏了解決問(wèn)題的創(chuàng)新性，當(dāng)面對(duì)新的問(wèn)題或者更為復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)，程序便會(huì)很難應(yīng)對(duì)。因此，使用專家系統(tǒng)控制技術(shù)時(shí)，也應(yīng)當(dāng)注重“人機(jī)結(jié)合”。

3.作為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論與控制理論相結(jié)合的產(chǎn)物，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是智能控制的一個(gè)全新的分支，它在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用也具有十分重要的意義。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和最優(yōu)線性控制不同，它具有非線性的特征，很強(qiáng)的處理能力。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制中的人工智能系統(tǒng)、數(shù)學(xué)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)科學(xué)理論以及自動(dòng)控制系統(tǒng)，都能很好運(yùn)用到電力系統(tǒng)中，比如，自動(dòng)化設(shè)備管理中數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)，分析和計(jì)算電力系統(tǒng)的總能耗和各個(gè)設(shè)備的能量消耗，以及根據(jù)數(shù)據(jù)自行分析設(shè)備的耗損情況。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)目前主要集中研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的硬件相關(guān)問(wèn)題等。

4.模糊控制是利用模糊數(shù)學(xué)的基本思想和理論的控制方法。在傳統(tǒng)的控制領(lǐng)域里，影響控制優(yōu)劣的最主要關(guān)鍵是控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模式的精確性。然而，對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，由于變量太多，經(jīng)常很難掌握正確的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)，因此并不能控制精確的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。模糊數(shù)學(xué)卻能夠輕易解決這些問(wèn)題。模糊控制在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用使得電力系統(tǒng)的發(fā)展又上了一個(gè)臺(tái)階。當(dāng)需要檢驗(yàn)一個(gè)新的自動(dòng)化程序的可行性，模糊控制能夠進(jìn)行有效的模擬。由于模糊控制系統(tǒng)中包含了一套十分完整的推理智能技術(shù)，當(dāng)對(duì)系統(tǒng)輸入全套數(shù)據(jù)以及常規(guī)控制規(guī)則時(shí)，模糊控制系統(tǒng)能夠自行對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和推導(dǎo)，最終推斷出模糊控制輸出和結(jié)果。因?yàn)槟：刂剖腔谀：龜?shù)學(xué)的基本思想和基本理論的控制方法，推斷出結(jié)果的精確性也比較高。模糊控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中能夠?qū)δ切┤狈_性以及具有不確定性的問(wèn)題進(jìn)行分析和處理，并且也能夠有效解決由于電力設(shè)備的噪音而產(chǎn)生的一系列問(wèn)題。

除此之外，模糊控制在日常生活電器設(shè)備中的運(yùn)用也十分廣泛。例如，電熱爐中的恒溫器一般都是用來(lái)控制恒定溫度進(jìn)行烹飪，然而設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題：其一，當(dāng)設(shè)備溫度到達(dá)恒定溫度時(shí)會(huì)出現(xiàn)溫度擺動(dòng)的現(xiàn)象；其二，在設(shè)備啟動(dòng)至到達(dá)恒定溫度的過(guò)程中，有出現(xiàn)超越恒定溫度的現(xiàn)象。當(dāng)將恒溫器換成模糊控制器后，可以解決類似的問(wèn)題。用恒溫控制將輸入量溫度設(shè)定為溫度變化和恒定溫度兩個(gè)語(yǔ)言變量，其中語(yǔ)言變量用多組語(yǔ)言變量相互跨接描述。因此，控制量會(huì)出現(xiàn)多種規(guī)則，電熱爐的恒溫躍升現(xiàn)象也消失了，恒溫?cái)[動(dòng)現(xiàn)象也不復(fù)存在，此外模糊控制還達(dá)到了省電的功效。

5.關(guān)于綜合智能系統(tǒng)。綜合智能系統(tǒng)是指現(xiàn)代控制方法與智能控制的結(jié)合使用，另外也包含了各種智能技術(shù)的結(jié)合交叉使用。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)本身錯(cuò)綜復(fù)雜，綜合智能系統(tǒng)正好能夠滿足電力系統(tǒng)自動(dòng)化的需求，對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化進(jìn)行綜合處理。目前，多種智能技術(shù)相互結(jié)合的研究和使用也比較普遍，其中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和模糊控制的結(jié)合具有十分巨大應(yīng)用潛力。模糊控制能夠處理不確定的非統(tǒng)計(jì)性問(wèn)題，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制則應(yīng)用到計(jì)算方法上，兩種智能技術(shù)剛好得到了互補(bǔ)。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，時(shí)代要想獲得發(fā)展就必須大力發(fā)展自動(dòng)化的技術(shù)，但是自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)智能技術(shù)的保障作用，近幾年來(lái)，在對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展中，控制技術(shù)有了很大的進(jìn)步，在電力企業(yè)中更是具有不可替代的作用，其對(duì)現(xiàn)代化技術(shù)中的特有魅力進(jìn)行了展示，并且使得工作成果得到不斷鞏固。所以我們應(yīng)對(duì)當(dāng)前形勢(shì)進(jìn)行認(rèn)真分析，對(duì)電力系統(tǒng)中智能技術(shù)的創(chuàng)新方法、應(yīng)用途徑進(jìn)行認(rèn)真的思考，對(duì)智能技術(shù)進(jìn)行不斷改良和創(chuàng)新，從而使得電力系統(tǒng)時(shí)效性、經(jīng)濟(jì)性不斷得到提高，不斷提升電力企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，確保電力企業(yè)獲得長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。

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