智能控制在電力工程中的應用探究

楊新鳳

石家莊開發區明達電子技術有限公司 河北石家莊 050011

高速發展的計算機技術推動了各行業的技術升級。在電力工程的發展過程中，計算機技術所起到的作用正變得越來越大，智能電網已成為國際公認的電力工程發展方向。其智能控制系統可有效控制電網安全問題的出現，為各類新型能源的接入提供條件。智能化技術在電力工程中的應用策略仍處于研究探索階段，研究智能控制在電力工程中的應用策略，有助于推動我國電力工程的智能化發展。

智能控制技術以受控對象所處的環境、目標或任務為理論基礎。不同于傳統控制模式，智能控制能夠解決非模型化的控制對象問題。根據智能控制技術的發展階段與基礎理論進行劃分，智能控制技術主要包含以下4個類別：基于專家系統的智能控制、分層遞階智能控制、模糊邏輯控制和神經網絡控制。

1 專家控制系統

專家控制系統是智能控制技術在電力工程中的主要應用方式之一，其主要載體為計算機管理系統，該系統中內置了海量的電力領域專家管理知識與經驗案例，以對知識與案例的大數據挖掘結果總結實踐規律，從而為計算機管理系統提供解決問題的基本方法。專家控制系統中的知識架構主要包括知識庫、數據庫、邏輯推理系統、知識數據分析功能與知識獲取功能[1]。專家控制系統的存在能夠提升電力工程管理系統的安全性和可靠性，能夠根據具體問題的具體情況進行針對性分析，在發現問題時及時預警，并通過數據分析結果給出問題的最佳解決方法。但這種模式有個明顯的缺點，即在知識獲取渠道不穩定的情況下難以解決不確定性高的問題，在數據庫中的知識內容無法解釋突發問題的時候無法采取足夠有效的解決措施。專家控制系統的問題解決能力主要來源于數據分析結果，無法通過問題的具體情況創新出不屬于原數據庫范圍的解決策略。但總體而言，其功能基本滿足電力工程對智能控制系統的技術需求，能夠解決絕大部分的電力工程問題，是一種行之有效的智能控制方式。

2 分層遞階技術

分層遞階技術主要以分層遞階控制理論為依據，通過組織級、協調級與執行級三層結構實現對電力工程系統的控制。分層遞階技術產生于機器人制造領域，原本用于實現機器人的智能分析功能，后逐漸應用于其他需要智能控制技術的領域[2]。現實世界中的所有問題都具有層次性，人類在分析問題的時候都會在潛意識中將問題進行分層分析，在高級層次通過分析的方式制定宏觀角度上的信息處理與策略決斷，在低級層次通過對現狀的觀察制定處理策略中的具體數值與控制方法。分層遞階技術的實現思路也是如此，其基礎原力為IPDI原理（Increasing Precision with Decreasing Intelligence）。其主要包括三個層級，每個層級的具體工作原理如下所述。

（1）組織級。組織級是分層遞階系統的最高層級，負責整個控制系統的邏輯推理、步驟規劃、方法決策、信息處理與記憶等功能的實現。該層級以人工智能技術為核心，是整個系統的決策起點。

（2）協調級。協調級是組織級與執行級之間的過渡層級，是直接執行組織級決策的層次，負責將組織級提出的宏觀策略細化，將單一的決策分化為層次不同的目標與任務，將其分配給下屬層級與功能。

（3）執行級。執行級是分層遞階系統的最低層級，其核心指標為控制精度，要求在實際的管理過程中不出現精度失誤。執行級負責直接執行協調級發布的具體任務，不需要評價任務的正誤，只需要直接執行，所以常由硬件控制器組成，直接操控硬件實現任務。

3 模糊邏輯控制

模糊邏輯控制是以人類思維模式的模糊屬性為基本模板，以模糊邏輯推導的方式為基本方式，實現對非模型化不確定問題的控制。這種控制會要求計算機盡量模擬人類的智能思維，以人類的角度對情況進行判斷、分析與控制。該技術得以實現的核心是模糊控制的規則設定與隸屬度函數的設計。其實這種技術也需要引入模型計算，只是這種模型屬于模糊模型，可以分辨狀態模糊的各類情況，將輸入與輸出之間的關系利用數學表達式的方法總結歸納[3]。例如，某情況的模糊關系表達式為A1=B1×R，其中，A1與B1就是定義論域A和B中的模糊集合。這種模糊公式計算方式常用于電力工程的系統故障排查決策工作中，用以實現故障自動處理系統。

4 神經網絡控制

神經網絡控制則以模擬人體大腦的結構與運作方式為主要思路，通過模擬人腦的科學決策過程實現系統控制的目的。神經網絡控制技術能夠展現出卓越的學習能力、非線性影射能力與并行計算能力[4]。該種方法實現的電力系統控制能夠處理絕大部分的電力系統問題，尤為擅長解決傳統控制系統無法解決的非線性、強耦合、不確定性問題，提升電力系統的控制效率和強度。在實際應用過程中，神經網絡控制技術的應用范圍極廣，具體的應用手法較為多樣。神經網絡控制的學習能力可逐漸降低缺乏處理經驗帶來的決策失誤，隨著系統數據庫的擴充，出現決策失誤的概率將會越來越低，每次問題處理過程都會提升系統的決策能力，真正實現電力工程系統的智能化管理。

5 結語

智能控制在電力工程中的應用可推進整個電力產業的信息化、智能化發展。不同智能控制技術的實現思路不同，其表現出的實際應用效果也不同。電力系統應加大智能控制計劃的研究力度，使電力工程的發展跟上信息技術的發展腳步，實現時代性進步。