電氣工程中電氣自動化實踐研究

黎柳青

摘 要：人工智能技術的大規模開發和研究，電氣工程的人工智能化管理控制時代也逐步地來臨。在很多國內外一流電力供應企業中均實現或部分實現了對電氣系統運用智能技術的自動化控制，這一跨越式的發展彌補了長期以來電氣系統單靠人工管控和維護的工作缺陷，在電氣工程自動化方面邁出了堅實的一步，為未來的電氣工程自動化指明了方向。

關鍵詞：電氣系統；自動化；人工智能；實踐

中圖分類號： TU96+3 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）17-148-2

0 引言

電力的運用加速了二次工業革命以來的世界文明進程，當前電力工程系統的可靠穩定性不僅與人們便捷、舒適的生活方式息息相關，而且直接影響到各實體企業的生產經營活動是否能夠有序地進行。為此，采用先進的人工智能技術逐步淘汰落后的人工控制系統從而實現電氣工程系統的智能化、自動化、信息化控制，不僅是社會發展與科學進步的結果，也是維護社會正常生產生活秩序、不斷滿足日益增長的社會電氣系統穩定性可靠性需求的必然選擇。

1 人工智能與電氣系統

所謂人工智能（Artificial Intelligence），是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學，它發源于計算機科學發展和進步，在當前社會科學技術發展中屬于比較“時尚”的字眼。而它的研究對象和研究結果也是時下比較“時尚”的：模擬人的反應與邏輯思路，并在部分區域超越人的思維邏輯，在完成給定指令的同時能夠自主處理各種異常復雜的情況。而且，它最大的好處是能夠避免出現人由于情緒、精神、外在環境等因素影響下而產生的誤判斷、誤動作、誤反應。因而在當前很多行業領域，特別是技術難度高、風險性較大的領域均得到了廣泛的應用，并且在很多地方取得了極為不錯的效果。

而對于事故后果較為嚴重，社會依賴程度較高的電氣工程系統而言，采用人工智能技術似乎是個自然而然的結果。事實上，國內外的眾多技術人員在電氣系統人工智能方面進行了多方面的探索并取得了諸多的成就。如智能電氣設備的出現、智能電力工程控制系統的出現以及電氣系統異常情況智能診斷等多種形式的智能化使得電氣工程系統在自動化方向前進了一大步，實現了電氣工程技術的一大飛躍，同時也是未來電氣工程自動化發展的必由之路。

2 人工智能在電氣系統的實踐運用

以下就幾個電氣工程智能控制系統使用實踐進行介紹。

2.1 AVC系統

所謂AVC系統，是我國根據國外優秀電力系統智能技術實踐經驗和自身發展國情，通過綜合利用經濟壓差無功潮流計算技術與先進無功動態補償裝置相結合而發展起來的一種自動化電力系統無功電壓參數控制系統，簡稱AVC。

AVC系統通過利用遙測、遙信技術將預先設置在各主要電力配送點的實時監控數據收集到核心數據處理系統，對各節點的各項電力參數進行即時的計算，通過該節點電力參數的偏差、偏差范圍在系統的分析中找出偏差的原因以及偏差糾正方案（主要方案內容包括主變分接開關調節、電容器投切、系統無功功率補償等），并通過在線無功功率補償等控制以實現偏差糾正方案，由此保證該節點處電壓參數的穩定。

而本系統在進行該項實時控制的要點是預先確定各節點的電壓參數的約束條件，即作為確定該節點電力參數是否產生偏差的標準，該標準隨節點的不同而不同。因而對于AVC系統而言，預先設置（在更智能化的系統中可以實現根據其他電力參數進行即時的更新）電力參數的約束條件的可靠性就成為整套控制系統運行的關鍵控制點。

AVC系統不需要或極少需要人為的參與，具備較高的智能化和自動化，而且作為閉環控制回路調節及時，能夠保證輸配電電力系統的系統穩定性與系統安全性，因此得到了廣泛的好評，在目前國內電力系統送配電中得到了廣泛的應用。

我國國內某電廠在電壓控制中采用了AVC系統，具體的實踐簡單介紹如下：

2.1.1 系統結構

該電廠AVC系統是基于送配電系統設施運行的輔助控制系統，其主要結構由調度中心主站、AVC子站、執行終端機構成，各結構間利用以太網等構成星狀網絡，采用DCS閉合回路控制系統。

2.1.2 所采用的主要控制方案

當系統中高壓母線電壓參數高/低于系統給定參數值時，控制減少/增加發電機的無功功率；給每臺發電機組設定各自高低極值，控制機組在極值允許范圍內調節，否則禁止一切調節活動；在系統出現電壓波動異常時，閉鎖各機組獨自的調節功能，防止出現交叉干擾。

這樣的AVC系統的使用使得電廠對于電力系統中各主要節點的電壓參數進行了實時的自動監測和控制，改變了以往制動響應遠滯后于參數異常的格局，增強了電力系統整個供配電的可靠穩定性，而且極大地減少了人工的操作量和處理量，減輕了人員的工作負擔，降低了人為失誤所帶來的風險。

2.2 綜合智能自動控制系統

在廣泛采用新時期各項前沿技術成果的綜合智能控制系統，在控制過程中涉及到了計算機技術、硬件技術、軟件技術、通信技術、網絡技術、數據分析技術、電力故障診斷與排查技術等多重技術。因而它相較于社會上一般的電氣自動控制系統而言具有反應更快、靈敏度更高、兼容性更強、數據處理更快、異常診斷排查能力更強的特點。它的自診斷能力，進一步增強了該系統在電氣工程系統中的穩定性與可靠性，因而綜合智能自動控制系統成為當前電力系統自動化控制改造的主要發展方向，也是未來電力系統自動化運行的主要控制系統之一。

綜合智能自動控制系統在工作中其數據處理中心具有不同的模塊用以實現不同的功能，主要包括智能診斷模塊、誤操作聯鎖制動模塊、電網供配電智能調控模塊等。

2.2.1 智能診斷模塊

綜合智能自動控制系統和AVC系統類似，在工作時通過從各個數據監控點采集的數據收集，通過封閉式局域網或加密開放式無線網絡可靠傳輸到系統數據處理中心，系統后臺通過對各個反饋節點的數據進行分析，辨識各節點數據信息或查找系統運行中各節點處存在的異常，從而確定適應的故障排除工作制動方案，而進行異常數據分析與處理的主要工作就在智能診斷模塊中進行。

2.2.2 誤操作聯鎖制動模塊

對于跟社會各方面緊密接觸的供配電系統而言，其系統運行中存在有大量的不可預知因素影響到系統運行的正常與可靠。特別是在城鎮鄉村居民動力/照明用電中，常會由于大量的人員誤操作而導致電氣火災、觸電等事故。綜合智能自動控制系統通過對各個模塊單元的即時數據（主要包括瞬時電壓、即時電流、電力負荷波動等）傳輸分析該節點處是否存在異常變化，從而在最短時間范圍內確定合適的控制動作方案，以節點處各動作元件按指令動作從而完成對該局部區域內電力系統的緊急聯鎖制動。

2.2.3 電網供配電智能調控模塊

對于當前社會電力供應，我國絕大部分地區均存在著電力供應相對不足的困境，特別是用電負荷較高時間段，電網供配電電力平衡供應就成為了一大難題，而綜合智能自動控制系統的智能調控模塊可以使得電力供應實現時間、區域上的最大合理化，在保障基本需求的基礎上，合理的實現電力資源的最優化利用，實現地區供電的相對平衡。

3 結語

因而，人工智能下的電氣系統自動化程度的提升給社會生產生活提供了更為堅實的保障。除此之外，各種人工智能自動化電氣設備的大量涌現也極大地改變了原有電氣工程格局，使得人工智能在電氣工程系統的自動化道路的推進方向又邁出了堅實的一步。可以預見的是，在不久的將來，充分利用人工智能的電氣工程系統自動化程度會空前的高，電氣工程系統的整體可靠性和穩定性也會得到極大提升。

參 考 文 獻

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