電力系統(tǒng)自動化中智能技術(shù)的應(yīng)用

權(quán)靜

摘 要：科學(xué)研究領(lǐng)域的不斷延伸、科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展極大地推動了各行各業(yè)的快速發(fā)展。智能技術(shù)正是其中一項在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)之一。在高風(fēng)險行業(yè)中，智能技術(shù)的應(yīng)用使一些工作人員從高危、大負(fù)荷工作中解脫出來，優(yōu)化了生產(chǎn)、運營管理的水平。該文從電力行業(yè)的電力系統(tǒng)自動化出發(fā)，就其中的智能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，并對電力系統(tǒng)自動化中智能技術(shù)應(yīng)用的未來發(fā)展展開討論。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)自動化 智能技術(shù)應(yīng)用 未來發(fā)展

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（c）-0003-02

智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用使一些從事高危行業(yè)的工作人員從危險系數(shù)高、工作符合大的工作中解脫出來，并提高了相關(guān)工作的工作質(zhì)量和效率。一些電力工作長時間處在高溫、高壓的環(huán)境下，屬于典型的高危工作。智能技術(shù)在電力企業(yè)的充分應(yīng)用可以顯著提高電力系統(tǒng)的運行以及電力調(diào)度的安全性、穩(wěn)定性以及可靠性，以智能技術(shù)為基礎(chǔ)的各項電力系統(tǒng)管理運行工作，工作人員在開展工作時的工作效率、安全也得到更好的保障。隨著智能技術(shù)自身的不斷進(jìn)步、完善，未來在電力系統(tǒng)的自動化運行上會有更加廣泛的應(yīng)用空間，也能夠幫助電力自動化系統(tǒng)發(fā)揮最大的效能。

1 電力系統(tǒng)自動化中智能技術(shù)綜述

電力系統(tǒng)是一個龐大的、運行十分復(fù)雜且具有危險性的巨維數(shù)動態(tài)式系統(tǒng)，具有很強的非線性和時變性特征。電力系統(tǒng)在運行過程中會出現(xiàn)大量不可確定的參數(shù)以及未能及時處理的動態(tài)化數(shù)據(jù)內(nèi)容。而電力系統(tǒng)覆蓋廣闊，其中的電氣元件、設(shè)備等在運行過程中存在磁滯、飽和、延遲等復(fù)雜的物理特征，這些對于電氣系統(tǒng)的有效控制來說是非常不利的，增加了控制的難度。隨著現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域的延伸、融合，科學(xué)技術(shù)得到了有效地發(fā)展，電力自動化控制系統(tǒng)的出現(xiàn)在很大程度上解決了電力系統(tǒng)中上述提到的問題。然而，不斷增加的各電壓等級高壓線路數(shù)量，覆蓋范圍越來越大的電網(wǎng)系統(tǒng)，線路運行管理成本及難度的上升等一些新形勢的出現(xiàn)，要求電力系統(tǒng)自動化必須不斷發(fā)展，逐漸發(fā)展并完善起來的人工智能技術(shù)、智能監(jiān)控技術(shù)、專家系統(tǒng)等多項智能技術(shù)，輔助并促進(jìn)了電力系統(tǒng)自動化的進(jìn)一步發(fā)展。

2 電力系統(tǒng)自動化中智能技術(shù)具體應(yīng)用

智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的主要應(yīng)用是對系統(tǒng)自動化中設(shè)備的故障進(jìn)行診斷，目前使用較多的智能技術(shù)有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)（ANN）、智能專家系統(tǒng)（ES）、模糊控制法、線性最優(yōu)控制技術(shù)以及綜合智能系統(tǒng)，這5種技術(shù)更有優(yōu)勢，應(yīng)用時也存在一定的局限性。

2.1 智能專家系統(tǒng)

智能專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用主要包括辨識電力系統(tǒng)是都處于警告或緊急狀態(tài)下、制定相應(yīng)的應(yīng)急處理方案、進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)、系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換分析、電流及電壓等負(fù)荷的切換、落實系統(tǒng)規(guī)劃、隔離故障點、無功補償電壓、對電力系統(tǒng)實施短期負(fù)荷的預(yù)報調(diào)整、對電力系統(tǒng)自動化的靜態(tài)及動態(tài)進(jìn)行安全分析等。智能專家系統(tǒng)的應(yīng)用不需要對專業(yè)理論、專家實踐經(jīng)驗等進(jìn)行知識轉(zhuǎn)化，可以根據(jù)該領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑墓收蠈嵗晟乒收显\斷的模版集，然后通過故障模版集對故障類型進(jìn)行識別并定位故障元件。

2.2 模式控制法

模糊控制法以模糊控制理論為基礎(chǔ)，對電力系統(tǒng)設(shè)備故障、斷路器以及保護(hù)裝置等元器件之間進(jìn)行可度量描述，依托于既定的控制數(shù)據(jù)和控制原則，運用模糊理論對模糊輸入值進(jìn)行推導(dǎo)，獲取輸出值。這種方法可以對一些不精確、不確定及客觀的問題進(jìn)行針對性處理，比如，電力調(diào)度系統(tǒng)中危險點預(yù)控問題。

2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)具有非線性、能夠進(jìn)行并行處理能力、強魯棒性以及具有自組織自學(xué)習(xí)能力等多個特點，受到了人們的普遍關(guān)注和深入研究。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過大量簡單的神經(jīng)元件按照相應(yīng)的方式連接而成。根據(jù)一定的學(xué)習(xí)算法調(diào)節(jié)權(quán)值，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)使m維空間到n維空間的非線性映射得到了實現(xiàn)。

2.4 線性最優(yōu)控制

線性最優(yōu)控制是眾多現(xiàn)代控制理論中應(yīng)用最廣泛、也最成熟的理論分支之一。目前，最受到關(guān)注的是由盧強等人提出的利用最優(yōu)勵磁控制手段來提高遠(yuǎn)距離輸電線路的輸電能力、改善動態(tài)品質(zhì)。這一系列的研究成果指出大型機組應(yīng)該用最優(yōu)勵磁控制直接代替古典勵磁方式。此外，最優(yōu)勵磁控制在水輪發(fā)電機組制動電阻的時間控制方面也得到了相應(yīng)的成功應(yīng)用。然而，由于控制器僅針對電力系統(tǒng)的局部線性化模型進(jìn)行的設(shè)計，在較強的非線性電力系統(tǒng)中，在大干擾的工作環(huán)境下，控制效果不佳。

2.5 綜合智能系統(tǒng)

綜合智能系統(tǒng)既包含了智能控制技術(shù)與現(xiàn)代控制方法的結(jié)合，如模糊變結(jié)構(gòu)控制、自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、自適應(yīng)模糊控制等；也包含了各種智能控制方法之間的交叉結(jié)合。綜合智能系統(tǒng)對電力系統(tǒng)這樣龐大又復(fù)雜的大系統(tǒng)而言，有著非常巨大的應(yīng)用潛力。目前，電力系統(tǒng)的研究中對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制與智能專家系統(tǒng)的結(jié)合，智能專家系統(tǒng)與模糊控制技術(shù)的結(jié)合，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制技術(shù)的結(jié)合，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制與自適應(yīng)控制的結(jié)合等方面的研究較多。各種方法之間的優(yōu)勢點不同，比如，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制適合用來處理非結(jié)構(gòu)化信息，模糊控制系統(tǒng)適合處理結(jié)構(gòu)化知識，將模糊邏輯和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效結(jié)合就有了科學(xué)合理的知識基礎(chǔ)。

除了上述提到的方法以外，智能監(jiān)控技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中也得到相應(yīng)的應(yīng)用。通過智能監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了實時的電力系統(tǒng)監(jiān)控，能夠及時、快速、精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障。先進(jìn)的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的充分應(yīng)用，表明了發(fā)展智能監(jiān)控技術(shù)的必要性和重要性。只有在提升系統(tǒng)故障的監(jiān)測水平的基礎(chǔ)上，才能更好地發(fā)揮應(yīng)用于電力系統(tǒng)自動化中的各項技術(shù)的最大效能。

3 電力系統(tǒng)自動化中智能技術(shù)應(yīng)用的未來發(fā)展

從電力系統(tǒng)自動化中智能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀以及智能技術(shù)自身的發(fā)展情況來看，未來的智能技術(shù)應(yīng)用趨勢將朝著多元化、全方位系統(tǒng)化的方向來發(fā)展。比如，推動電力系統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)從開環(huán)監(jiān)測向閉環(huán)監(jiān)測發(fā)展，從能量管理系統(tǒng)應(yīng)用延伸至配電管理系統(tǒng)中；比如實現(xiàn)全電網(wǎng)的監(jiān)測控制與數(shù)據(jù)手機系統(tǒng)，變電站自動化向變電站綜合自動化方向升級，將單一功能升級為多功能一體化發(fā)展。智能技術(shù)應(yīng)用的未來發(fā)展方向是為了電力系統(tǒng)運行管理能夠?qū)崿F(xiàn)更大的經(jīng)濟性、安全性以及穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動了各行業(yè)的進(jìn)步。智能技術(shù)對于電力系統(tǒng)自動化發(fā)展有著非常重要的作用。智能技術(shù)的應(yīng)用提升了整體電力系統(tǒng)的經(jīng)濟性、安全性和穩(wěn)定性。智能技術(shù)自身的不斷發(fā)展與完善，以及在電力系統(tǒng)應(yīng)用中廣度和深度的不斷擴大，都將會對電力系統(tǒng)自動化水平的提升起到推動作用。相關(guān)工作人員要主動學(xué)習(xí)和研究智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，熟練掌握相應(yīng)的技術(shù)，發(fā)揮創(chuàng)新思路，研發(fā)出更加全面、有效的智能技術(shù)為電力系統(tǒng)建設(shè)服務(wù)。

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