電力系統自動化與智能電網的應用探討

楊文琛

（廣東電網有限責任公司佛山供電局，廣東 佛山 528000）

1 電力系統自動化與智能電網概述

1.1 電力系統自動化

電力系統自動化是指借助計算機技術、通信技術等多種技術對電力生產、傳輸的全過程加以監控，保證電力系統運用的安全性、穩定性。其工作流程具體是在電力調控中心安裝計算機，在周圍的電廠、配電站安裝對應的控制設備進行遠程監控，及時了解電力系統的運行狀況。

1.2 智能電網

智能電網是借助各種先進的技術來保證電網安全、穩定運行[1]。智能電網的優勢明顯，具體體現在如下方面：（1）可以預防外界各種因素的干擾，滿足各種能源的接入需求；（2）融合了智能化技術、信息技術等多項技術優勢，大大提升了電網設備的應用效率，減少能耗，同時通過技術融合對電網運行狀況進行全面監控，并在第一時間及時發現電網故障，再進行自我診斷、決策、恢復；（3）能實現信息集成、共享，清楚、準確地展示電網運行狀態圖，輔助電網決策；（4）能提升電網運行質量和效率，優化資產利用，減少運營成本投入[2]；（5）在電網出現大擾動等一系列故障時，依然可以為廣大用戶供電，不會出現大面積停電問題；（6）兼容性好，能適應分布式電源、微電網的接入，同時能實現與廣大用戶的高效互動；（7）有效提升了清潔能源在終端能源消費中所占比重，將自動化系統運用到智能電網建設中，通過強強聯合提高電網輸配質量和效率，使得各環節工作的開展更加高效、穩定。

設置輸配電網相關設備時，必須遵循如下3點原則：（1）要保證通信系統順暢，這是自動化技術得以有效應用的基礎和保障；（2）科學配置組電站控制及管理系統，控制好輸配電網架強度，讓網架建設更加完整、牢固；（3）由于智能電網分布在各個區域，工作地點較為分散，要想滿足廣大用戶的用電需求，必須堅持統一調配原則。圖1為智能電網的組成圖。

圖1 智能電網的組成圖

2 電力系統自動化中智能電網的應用現狀

2.1 智能電網整體結構設計的嚴謹性需提升

作為各區域電力資源的供應網絡，智能電網結構設計的嚴謹性關系到電力安全問題。智能電網整體結構設計不嚴謹，會使電力系統在運行過程中出現各種問題。如果沒有及時全部解決這些問題，就會影響電力的安全、穩定供應，對人們的正常生活、工作或學習帶來不利影響，更不利于自動化技術的應用[3]。所以，設計智能電網時，需要對結構的嚴謹性加以全面考慮。

2.2 智能電網分布不均

智能電網的功能在于為廣大用戶供電，但實際情況是，由于我國各區域對電力的需求、城市化發展速度不一樣，使得智能電網在分布上存在差異。尤其是在中部區域，許多工業生產企業生產產品時所要消耗的電能非常大，對電力需求很大，對智能電網建設的要求更高。基于各區域的差異，對電力工程建設帶來了一定的難度，要想加強智能電網建設，勢必存在很多疑難問題[4]。

3 智能電網技術在電力系統自動化中的應用

3.1 模糊技術

模糊技術是基于模糊數學理論，通過模擬電力系統近似推理、決策，以此保證控制算法的準確性，保證電力系統運行的穩定性。在電力系統中，模數控制技術的應用可以實現更靈活地調度電力。例如，電飯煲、電磁爐等電器設備運行時都體現了模糊控制技術。因此，從實用性角度看，模糊控制技術的應用價值非常高。而電力自動化系統在運行階段存在很多的復雜狀況，其中涉及各種變量問題，動態信息的模糊程度非常高。這時借助模糊控制技術能及時處理各種精準度不高的系統問題，讓電力系統可以模仿人做出判斷、決策，分析模糊信息，讓其可以轉化為精準度高、具有利用價值的信息，從而使電力系統高效運行。

3.2 專家系統控制技術

專家系統控制技術是依據專業智能計算機程序，并綜合電力專家的經驗，對突發的電力問題加以解決。專家系統控制技術能對電力系統恢復狀況、工作人員電力調度等問題進行有效控制。同時，該系統具備晉級報警功能，以此對電力系統進行智能化管控。現如今，這項技術在電力部門得到了廣泛使用，優化了電力系統結構，使電力系統可以高效、安全運行。但是，該系統也存在一些需要解決的問題，主要是模仿電力專家的行為，與真正的電力專家相比還存在一定的差距。如果出現系統中未輸入的故障，該系統無法做出準確判斷，無法判斷出故障源。該系統本身存在很多不足，如實際運行過程中往往通過辨別各系統運行數據信息，進一步判斷系統是否處在正常的運行狀態。所以，設計者在開發該系統時，需要對電力系統運行過程中可能會出現的故障數據進行分析，以此判斷專家系統的可靠性，確保該系統的運行水平[5]。

3.3 人工智能故障診斷技術

從傳統的電力系統故障診斷情況來看，診斷方式較為單一，一般都是進行單向診斷，不能有效地與電力系統進行匹配，其中還會涌現許多復雜的場景問題，影響電力系統的穩定性和安全性，無法有效保障廣大用戶的用電需求。使用人工智能診斷技術能高效地進行多層次監測，尤其是在一些大型電力系統診斷任務中，人工智能故障診斷技術的優勢更加明顯，能在第一時間發現系統故障問題，并從根本上解決電力系統出現的問題，保證電力系統運行的安全性、穩定性。

3.4 神經網絡控制技術

神經網絡控制技術的發展和應用受到人體神經網絡的影響。同其他技術相比，神經網絡控制技術的優勢更加明顯，無論是學習能力還是管理能力都很強。此外，該項技術的應用能保證系統運行更加安全、高效，并節省資源，大大降低人工操作面臨的壓力，能實時對電力系統進行控制。

事實上，神經網絡控制技術是智能控制技術的升級。該項技術的有效應用對于解決電力系統存在的各種故障問題及電力系統的不穩定性問題提供了新思路。例如，該技術本身就具備非線性處理功能，能解決復雜非線性電力系統映射問題。電力系統自動化本身就存在許多隱藏信息，能簡化傳統復雜的控制流暢，實現對電力系統的全面控制，從而保證電力系統運行效率[6]。

3.5 線性最優控制技術

在我國現代化控制理論中，線性最優控制是非常重要的內容，也是應用最多的一項技術。現如今，許多電力企業借助最優勵磁控制技術，配合電力機組的使用，提高了電力系統的運行質量，保證了輸電線路傳輸的質量和效率。與此同時，該項控制技術在制動電阻、時間上也取得了一定的控制效果，提高了電力系統運行效率。雖然當前線性最優控制技術的發展取得了一些成績，但是該項技術在設計應用時必須有一個好的運行環境，否則就無法將其作用全部發揮出來。因此，相關人員需要結合電力系統運行的實際狀況，科學選擇和使用該種控制技術[7]。

3.6 綜合智能系統

綜合智能系統就是將模擬控制系統、神經網絡系統及專家系統等多種智能系統融合起來，發揮各系統優勢，使電力系統能高效運行[8]。該系統的應用，緩解了電力管理者的工作壓力，降低了系統故障的發生，大大提高了系統運行的安全性。同時，綜合智能系統涉及各類智能控制措施的交叉組合，全面提高了電力系統運行效率，降低了安全故障的發生率[9]。此外，該系統在實際運行的過程中可以進行智能化管理，能第一時間發現系統運行過程中出現的問題，并將故障信息上傳到計算機。管理者可以在計算機中查看故障信息，節省了故障維修時間和經濟成本投入。但綜合智能系統在具體應用中存在一些問題，如系統經過長時間運行會出現異常現象，運行效率隨之降低。該系統是人為設計的，根據標準程序完成相關操作，如果其中某個程序出現問題，就會對整個系統運行造成不良影響，給企業帶來一定的經濟損失[10]。

4 結 論

在電力系統中應用智能化技術，提升了電力系統自動化、智能化水平，保證了電力系統運行的安全性、可靠性，從而滿足廣大用戶的電力需求，節省能源、資源，推動電力企業持續健康發展。