電力自動化系統中的智能技術應用

國網寧夏電力有限公司吳忠供電公司 王 磊 冉慶禹

隨著國家經濟能力的日益增強，對電力工業改造的投入愈來愈大，各種智能化裝置和高科技技術的使用也愈來愈多。不同電氣裝置的聯絡復雜密切，不同電力系統運行的智能化工作又相互聯絡和相互控制。目前，智能技術在電力自動化中的運用還面臨著很大的局限性。其一，智能技術的發展并不能形成聯合合作，而是一起發展，而且很多資源還不可以實現共享；其二，中國國內許多高新技術的運用還僅僅存在于理論階段，沒有投入實際應用的可行性；其三，我國對智能技術的投入還不夠全面不充分[1]。

1 智能技術和電力系統自動化概述

電力系統運行全智能化，主要是指以計算機為基礎而開發的專門管理電力系統的新型發電技術，其運行的主要方法是對系統實施有效的監測與管理，并利用自動控制器和自動管理系統保證電力系統的平穩與安全。而實現系統的全智能化管理，是目前發電事業高速發展的主要趨勢。就電力系統運營管理而言，系統智能化意味著調度電網、變壓器和配電站等將全部進行全智能化管理模式。而這種現代化管理手段的使用，將會極大地提高電力系統的正常工作能力，從而在一定程度上改善電力公司的供電品質，并保證了電力系統運營的平穩工作。

智能技術系統，是隨著計算機科學的深入發展，而提出的一個全新概念，具體是指具備協調、自主學習和適應性等功用的各種人機接口與結構，能夠比較合理的解析復雜生產現實問題和解決傳統控制技術手段無法解決的復雜問題，所以應用在對非線性和不確定性問題的解決方面。比較于傳統控制技術手段，智能技術控制系統手段具有較突出的技術優勢，它不僅簡單的反饋提問，更可以高效的自主解決，極大地提高了控制系統的工作效能。也可以說，智能技術的誕生，完成了計算機技術由輔助性功能向主導性功能的過渡。隨著我國電網改造的逐步開展，智能科技的優勢地位也越來越的受到了重視，現在很多電力系統企業已經開始把智能科技與電力系統正常運作有機的融合起來，以保障整個電力系統的安全平穩運轉[2]。

2 常見的電力自動化系統中的智能技術

在當前中國電力工業改革發展的過程中，由于人們想要保證整個電力系統工作的安全，以及進行電力系統運營的智能化管理，所以人們就把智能檢測技術運用在工作當中，以便于對各類重大安全事故做出合理的防范。在一般情況下，智能檢測技術的運用一般是用來降低因電氣安全施工的事故，使整個電力系統能夠安全平穩的正常工作，從而達到對電力系統正常運營的智能化管理水平。但是由于科技的不斷進步，同時人類也把一些新興的設備和技術手段運用在生活當中，這也導致了智能檢測技術的功效在逐漸的增強，使智能檢測技術能夠同步規范和動態檢測，對其有關的運行參數進行了收集管理，從而使人類能夠更有效的找到在電力系統中可能出現的故障問題，并通過相應的技術手段，來對之加以解決。

目前的經濟社會蓬勃發展中，互聯網科技可以說早已覆蓋了社會的所有角落，為所有行業的產品蓬勃發展打下了很好的基礎前提。不過，在目前社會中，人們最常用的工作平臺還只是一種虛擬性的操作網絡平臺，而這些操作網絡平臺的使用都是以智能控制技術與管理手段的使用為基礎的，是對傳統的工作平臺與網絡功能加以優化與完善的重要成果。在現代電力系統中，選用較高科學化的模式與技巧對平臺工作方面的管理也十分必要，這對電力行業的蓬勃發展也非常有效，同樣，這些技術在實際使用中對人類經濟社會的蓬勃發展也具有著至關重要的意義和影響[3]。

伴隨著科技的日新月異與不斷發展，電力管理系統也在逐步呈現多元化、個性化的發展狀態，而智能化管理系統也在這個社會趨勢下，逐步形成了以新穎化、個性化為追求的全新管理發展模式。神經網絡控制作為智能控制技術中較為常見的環節，在社會發展的現階段正日益引起著人們的注意和關心。

人工神經網絡于一九四三年出現，之后經過了六、七十年代的時間低潮才發展到現在，在模型構造、機器學習計算等方面都獲得了巨大的成果。神經網絡能夠引起人類的廣泛重視，是因為其有著人類本質的非線條特征、高并行處理能力、強魯棒性和自組裝自我學習機器的能力。神經網絡是將大量單一的神經元，以特定的方法相互連結而成的。神經網絡理論將大量的信息都隱含于其連結權值上，并通過特定的機器學習算法調整連結權值，從而使得神經網絡完成了由m 維空間至n 維空間之間復雜的非線性映射。目前，神經網絡理論研究重點主要集中于神經網絡建模方法與架構的研究、神經網絡學習算法的研制以及神經網絡的硬件實現問題研究等。

集成智能控制技術，集成化智能控制技術現如今已經開發的相當完善，在電網智能化管理方面也已經有著相當的應用規范，把集成化智能控制技術合理運用在供電系統中能夠很好地提升系統的整個智能化程度。但是這個技術在原始開發時期受到了相當的制約，后來隨著神經與網絡科學技術的持續發展，以及智能控制系統運用能力的增強，集成化控制技術才得到了相應的改善和發展。而從中也可以發現，集成化控制技術也才得到了相應的改善和發展。從中可以發現，集成控制技術實際上是在神經網絡控制理論與智能控制系統不斷融合基礎上才能夠完成的，它是現代社會各種先進智能技術的組合，結構也相對比較繁雜，工作規則也不易總結，這就要求有關研究者與專家們加強對它的深入研究力度。與其他一些先進智能技術相比較，集成控制技術結構盡管相對復雜，但是由于各種智能化控制技術的不斷發展和融合，它已經在當前電力系統智能化監控工作中起到了日益關鍵的作用[4]。

3 智能技術在電力系統自動化中的應用

電力系統中神經網絡的廣泛使用，本構非線性三神經網絡的主要特點，有助于很好的在電力系統中進行使用，同時，復雜神經網絡還具有優秀的數據處理能力和自主管理能力。由于利用把多個神經元加以結合，就能夠形成復雜神經網絡的控制機理，在使用復雜神經網絡實現控制系統的過程中，還能夠采用某些特殊的計算方法，把各種隱含的數據信號挖掘起來，從而達到非線性映射的目的。在電力系統智能化管理工作的過程中，人們能夠更充分的運用神經網絡的特性，實現對電網的有效控制管理。例如：在圖像的管理、自動化控制系統管理等方面，都能夠實現有效運用。

模糊控制技術的運用方法，模糊方式指的是在管理智能化體系的時代，通過構建一定的模式來實現操控電器的目的。而這種操控方式大多在家電中進行了應用，例如日常生活中的電風扇、電磁爐等，基本都是通過使用模糊操控的原理實現操控的目的，而通過在整個電力系統中應用模糊操控，則能夠讓構建整個電力系統運行模式的步驟變得更為的方便，從而簡單化了模式的建立流程，操作起來也更為簡單。而通過建立一個模式來對整個電力系統中實現監控，是一個全新的電氣系統監控方法，與傳統的監控方法一樣，這種方法運用起來也更為的簡單方便，采用根據輸入量重新定義了環境溫度變化和溫度，然后再描述為不同變數的描述方式。模糊監控是一個運用起來非常容易、非常簡單的智能控制，被廣泛應用于所有行業，例如模糊控制技術就能夠對車輛的手動變速器進行調控，能夠對道路信號燈的色彩做出變化。所以模糊控制技術在汽車電力系統中具有十分廣闊的使用空間，并且能夠在汽車電力系統的各種領域中加以廣泛應用。

在現代控制理論中，線性最優控制也是一種十分主要的基礎理論組成內容，在許多現代化的控制系統理論研究中，線性最優控制應用范圍是十分的廣泛的，技術上相對來說也較為完善，對于改善輸電線路能源的輸送距離和電力品質等相關方面都具有著十分關鍵的意義，在大規模機組建設中常通過采用最佳預測勵磁控制方法代替了傳統的勵磁方法，來實現了提高電力品質的目的。同時在對水輪發電機電阻優化工作時間的限制等工作方面也應用了最優控制技術理論。但是在現實的使用過程中，因為此技術主要是針對于電力系統的特性進行設定的，所以只能將其運用在整個電力系統中，才能夠使其優點完全的充分發揮出來，而一旦運用在除了電力系統之外的系統中，就不可以達到如此良好的效果。

電力系統中專家系統的控制的有效使用，在現代電力系統中，專家制度可以獲得一定的管理效果和管控力量，也可以利用計算機分析在現代電力系統工作流程中出現的問題，并使用系統編程，自動處理或修復了一些相對不嚴重的故障問題，極大地降低了電網系統故障的發生率，并有效的對重大故障問題做出反應，從而有效的降低了故障問題造成的損失[5]。所以，在現代電力系統中采用專家系統控制，能夠有效的發現出現在現代電力系統中的問題，并對該問題做出解決，從而有效的降低因網絡信號延遲和網絡信號滯后而造成的系統不便利性和不穩定性。在電力系統中專家制度具有十分廣闊的應用范圍，例如專家控制技術能夠在最短的時間內診斷出電力系統中出現的重大安全隱患，從而進入到控制系統中對該問題加以解決。同時，專家管理制度在電梯的建造過程中也具有相當大的應用空間，能夠更有效的提高電梯的實用性和安全系數。所以，在電力系統的智能化系統中應用專家系統控制技術是具有十分重大的意義的。

4 展望電力系統自動化智能技術的未來前景

隨著中國科學技術的日益發達，近年來中國的電力系統自動化等智能科技也正不斷完善。當前的電力系統已經正在逐步由但一元向功能單元去轉化，并進一步提升控制范圍。目前為了的自動化核心技術中，主要有：人工智能故障診斷、智能現場監控、以及綜合的智能控制系統。

人工智能診斷技術。但由于以往的故障狀態判斷大多是對單一線路的故障狀態做出判斷，因此存在著很大的科技局限，跟不上了時代發展的節奏。而人工智能設備故障判斷技能則是對設備中可能發生的故障狀態做出合理的判斷，而不再是根據單一過程、單設備故障狀態進行處理。而是能夠合理的對故障狀態做出預防和處理。比如在對車輛的發動機進行針對檢查時，通過人工只能故障狀態判斷技術就能夠合理的分析機組的制動狀態等。

智能實時監測技術。智能實時監測技術是指：對電力系統運營數據有效的檢測、管理與數據分析。為了增強對電力系統運營的管理力度，也就是需要對智能實時監控技術加以有效的強化，同時又能夠有效的減少系統的風險系數。而隨著中國目前科學技術的日益發達，對于電力系統運營自動化對只能技術的需求也愈來愈高。而智能實時監控技術又能夠有效的減少系統故障的出現概率，從而降低資源消耗，是中國未來電力系統運營智能化的重點發展方向。

綜合的智能控制系統。綜合智能控制是在未來的電力系統運行自動化智能技術中發展最大的一種技術，它融合了其他系統的優勢，能夠更合理的對故障做出預警，也迎合了現代智能技術優化設計的發展趨勢，在未來的電力系統運行自動化智能技術發展中占有很重要的地位。