淺談智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

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1 引言

電力系統(tǒng)運(yùn)行與人民生活和企業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，故維護(hù)動(dòng)力系統(tǒng)穩(wěn)定的工作十分重要。眾所周知，由于電力系統(tǒng)運(yùn)用范圍廣泛、系統(tǒng)元器件數(shù)量眾多，在其運(yùn)轉(zhuǎn)過程中任何一個(gè)系統(tǒng)元器件發(fā)生損壞，都會(huì)影響到整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的正常工作質(zhì)量，由此可見運(yùn)行電力整個(gè)管理系統(tǒng)難度很大。同時(shí)由于我國(guó)人民生活水平在日益提升，對(duì)電力的需求量在日益增大，就必須保證電力系統(tǒng)的正常安全運(yùn)轉(zhuǎn)，為人民群眾提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

2 智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的重要作用分析

2.1 有效減少操作失誤，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行

電力系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，包含著大量的電子設(shè)備，任何一個(gè)電子設(shè)備的故障都會(huì)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)造成很大的影響。對(duì)已發(fā)生故障的電器，僅靠手工查找其原因，難以迅速查找故障原因，難以迅速處理，從而為電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來極大的隱患。同時(shí)，由于電力系統(tǒng)中使用的是人力，由于人員自身存在著不確定的因素，如計(jì)算錯(cuò)誤等，在某些操作中會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，從而對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成不利的影響。而人工智能技術(shù)，則是由電腦進(jìn)行，具有非常高的精度和穩(wěn)定性，可以根據(jù)需要計(jì)算出相應(yīng)的參數(shù)，進(jìn)行相應(yīng)的操作。在這個(gè)過程中，電腦可以準(zhǔn)確地判斷并穩(wěn)定地控制系統(tǒng)，避免人為的不穩(wěn)定性導(dǎo)致的錯(cuò)誤，在一定程度上減少錯(cuò)誤，保證供電工作的順利進(jìn)行[1]。

2.2 有效提高系統(tǒng)控制力

在沒有人工智能技術(shù)的情況下，電力系統(tǒng)的控制常常是依靠人工進(jìn)行的。一方面要投入大量的人力，另一方面又缺乏有效的管理手段確保員工的精確性。而將人工智能技術(shù)用于電網(wǎng)自動(dòng)運(yùn)行后，可以通過計(jì)算機(jī)技術(shù)達(dá)到對(duì)電網(wǎng)的控制需求，從而使電網(wǎng)的運(yùn)行工作變得簡(jiǎn)單、高效。例如在某些設(shè)備上，需要反復(fù)地操作和控制，利用人工智能技術(shù)可以簡(jiǎn)化程序，實(shí)現(xiàn)一鍵操作，節(jié)約人力，確保最后的運(yùn)行結(jié)果。此外，人工智能技術(shù)不僅可以根據(jù)規(guī)范來進(jìn)行日常的操作，而且還可以充分利用人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜、高難度的人工無法實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)作業(yè)，從而使系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期的目的。在電力系統(tǒng)的電動(dòng)化過程中，控制是關(guān)鍵的一環(huán)，需要充分認(rèn)識(shí)到人工智能在管理中的有效性和價(jià)值。

3 智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的具體應(yīng)用

3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化是由于人腦神經(jīng)系統(tǒng)研究與控制理論緊密結(jié)合下而形成的新興人工智能方法，是經(jīng)典的人類非線性特征。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化是由大量復(fù)雜性的神經(jīng)元所構(gòu)成，比較其他人人工智能方法來說，具備了增強(qiáng)學(xué)習(xí)意識(shí)、數(shù)據(jù)處理能力和管理功能。一是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化有效替代了傳統(tǒng)人工控制，完成了對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行的自動(dòng)化管理。二是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)具有一定的計(jì)算機(jī)技術(shù)功能，在其運(yùn)用電力系統(tǒng)中，大大增強(qiáng)了動(dòng)力系統(tǒng)中的信息計(jì)算。三是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在供電系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，可以與更多的智能信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)有機(jī)融合，進(jìn)而改善電力系統(tǒng)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中參數(shù)優(yōu)選性與故障診斷的能力，并根據(jù)獲得歷史數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)數(shù)據(jù)分析，進(jìn)而確定電力設(shè)備的能量消耗、設(shè)備消耗值和總功率[2]。

3.2 模糊邏輯控制技術(shù)

以往控制中，動(dòng)態(tài)模擬的準(zhǔn)確性是決定控制有效性的關(guān)鍵因素，但在實(shí)際操作中，動(dòng)態(tài)模擬準(zhǔn)確性往往無法完全反映到位，主要是由于在系統(tǒng)中的控制變量很易改變，對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模式的控制也就無從下手，因此控制的達(dá)到效率也常常不佳。模糊式推理方法是在計(jì)算機(jī)的技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，其可以模仿人腦的綜合判斷程序和近似邏輯推理的方法，從而大大增強(qiáng)控制算法的合理性、精確度和適應(yīng)性。把模糊式推理方法運(yùn)用于電力系統(tǒng)的自動(dòng)化操作過程中，不但有效保證系統(tǒng)動(dòng)作模式測(cè)量的準(zhǔn)確性，還提高了電氣系統(tǒng)控制效率，并可有效克服在設(shè)備工作環(huán)境中產(chǎn)生的噪聲現(xiàn)象，模糊邏輯控制技術(shù)如圖1所示。

圖1 模糊邏輯控制技術(shù)

3.3 專家模式控制技術(shù)

就當(dāng)前的電力系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域而言，智能專家系統(tǒng)控制技術(shù)是目前運(yùn)用得最為普遍的一種技術(shù)手段，而這種技術(shù)創(chuàng)新也是智能技術(shù)的最主要運(yùn)用模式，在人工智能專家系統(tǒng)控制技術(shù)的影響下，供電系統(tǒng)的智能水平程度將大大提高，運(yùn)作穩(wěn)定程度也更高。具體來講，此項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用模式，就具有擬人的特性，其最主要的技術(shù)運(yùn)用原理便是利用計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，對(duì)專家的工作行為加以效仿，并在系統(tǒng)中植入了專家區(qū)域，當(dāng)出現(xiàn)各階段的決策問題或者系統(tǒng)執(zhí)行問題時(shí)，就能夠運(yùn)用這些專家知識(shí)對(duì)問題加以分析解決，并以此確保了電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)[3］。

從工程技術(shù)的視角上分析，專家科技是現(xiàn)代智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的組合體，利用二者的聯(lián)合功能，為電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)創(chuàng)造了多樣化的功能，從而達(dá)到比較合理的系統(tǒng)控制效果，使電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)能夠一直穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的理想狀態(tài)。在實(shí)際的電力系統(tǒng)工作流程中，專家系統(tǒng)控制科技能夠?qū)φw控制系統(tǒng)工作情況進(jìn)行全方位監(jiān)控，同時(shí)這種監(jiān)控具備了實(shí)時(shí)性的特征，只要控制系統(tǒng)工作情況發(fā)生反常，該科技就會(huì)第一時(shí)間發(fā)覺，在及時(shí)發(fā)布告警的同時(shí)，有效地采取處理措施，對(duì)反常問題實(shí)施自動(dòng)解決措施，將反常區(qū)域和正常區(qū)域進(jìn)行了分離管理。采用這種方法，能夠一定程度地化解系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，將系統(tǒng)故障造成的危害減至最小化，專家系統(tǒng)管理技術(shù)的巨大功效不言而喻，這也是這種技術(shù)應(yīng)用于電力領(lǐng)域的主要因素所在。

現(xiàn)階段，專家系統(tǒng)控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到控制系統(tǒng)運(yùn)作的各個(gè)方面，包括裝置的操作、管理等。在這些信息技術(shù)的影響下，控制系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)功能明顯提高，進(jìn)一步地提高了控制系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)功能，將我國(guó)的電力及整個(gè)控制系統(tǒng)發(fā)展帶到了一個(gè)全新的高度。所以，為了要進(jìn)一步地充分發(fā)揮出了人工智能專家系統(tǒng)控制的關(guān)鍵功能，在電力系統(tǒng)領(lǐng)域要加大了科技研發(fā)，以進(jìn)一步地健全專家系統(tǒng)控制體系，擴(kuò)大技術(shù)功能，進(jìn)一步擴(kuò)大專家領(lǐng)域范圍，以進(jìn)行合理的系統(tǒng)問題解決，從而達(dá)到安全平穩(wěn)的供電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)。

3.4 線性最優(yōu)控制技術(shù)

線性優(yōu)化控制在現(xiàn)代控制系統(tǒng)思想中是關(guān)鍵的部分，是在實(shí)際中運(yùn)用的較為普遍智能方法之一。目前在電力系統(tǒng)的自動(dòng)化中線性最優(yōu)控制的運(yùn)用效果最好的是最優(yōu)預(yù)測(cè)勵(lì)磁控制技術(shù)，通過將其運(yùn)用于電力系統(tǒng)工作中，不但顯著解決了動(dòng)力性能問題，而且還極大地提高了遠(yuǎn)距離輸電線路的輸電性能，所以最優(yōu)預(yù)測(cè)勵(lì)磁控制技術(shù)對(duì)遠(yuǎn)距離輸電線路的運(yùn)用比較廣泛，大大促進(jìn)了電力系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展。

3.5 綜合智能控制技術(shù)

智能系統(tǒng)運(yùn)用包括了許多方面，應(yīng)用范圍最大的就是將現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)技術(shù)與綜合智慧系統(tǒng)融合，和多種不同綜合智能控制技術(shù)的融合。因?yàn)楝F(xiàn)代化動(dòng)力系統(tǒng)是一種復(fù)雜、大型的系統(tǒng)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)則、結(jié)構(gòu)等都相當(dāng)復(fù)雜，而以往的人工控制方案已無法適應(yīng)現(xiàn)代化動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)展要求，這就要求把綜合智能控制技術(shù)運(yùn)用在其中，才能真正全面認(rèn)識(shí)到現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況及其內(nèi)在組成問題。在現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動(dòng)化中，運(yùn)用的最多綜合智能控制系統(tǒng)就是將專家學(xué)者系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)融合、將模糊控制系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)融合、將專家控制器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)融合或者模糊控制系統(tǒng)和其他的系統(tǒng)集成。采用交叉融合的方法使各種智能控制技術(shù)彼此優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，摒棄各自的弊端，將其融合后產(chǎn)物運(yùn)用于電力系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)化中，有效提升現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動(dòng)化工作效能與品質(zhì)，還保證其工作穩(wěn)定性。

4 智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的未來發(fā)展方向

4.1 增強(qiáng)視覺信息技術(shù)的應(yīng)用

通常情況下，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中運(yùn)用視覺信息技術(shù)主要是利用圖像識(shí)別技術(shù)進(jìn)行的，其可以在一定程度上提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。在電力企業(yè)運(yùn)行過程中，由于環(huán)境的復(fù)雜性、多樣性及特殊性造成了工作人員無法進(jìn)行有效地現(xiàn)場(chǎng)勘查。因此，利用視覺信息技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)視覺信息技術(shù)主要包括了傳感器和攝像機(jī)等設(shè)備，這些設(shè)備可以直接將圖像和視頻傳輸?shù)接?jì)算機(jī)之中，在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別和分析處理之后再將其傳輸?shù)诫娏芾頇C(jī)構(gòu)。視覺信息技術(shù)能夠更好地處理畫面中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)的變化情況，并對(duì)其進(jìn)行分析。

4.2 制定地理信息技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平、生活質(zhì)量的提高，我國(guó)電力行業(yè)逐漸進(jìn)入了高質(zhì)量發(fā)展階段。在這一背景下，電力系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備都處于數(shù)字化狀態(tài)，這就對(duì)信息化建設(shè)提出了更高要求。要想實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中信息技術(shù)全面化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和系統(tǒng)化，需要建立一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)中，地理信息技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化能夠更好地實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化，提高整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。地理信息技術(shù)能夠?qū)Ω鞣N傳感器和信號(hào)進(jìn)行收集，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理之后再將其傳輸?shù)接?jì)算機(jī)之中[4]。

4.3 加快GPRS技術(shù)的有機(jī)融合

GPRS 是一種新興的通信技術(shù)，具有覆蓋范圍廣、穩(wěn)定性高、安全性能好和使用成本低等特點(diǎn)。在電力系統(tǒng)中GPRS 能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送與接收，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)淖詣?dòng)化和智能化。同時(shí)，也能夠更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表等電力自動(dòng)化建設(shè)功能，并進(jìn)一步對(duì)監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行完善。目前在電力企業(yè)中使用的監(jiān)控系統(tǒng)和管理軟件都可以通過數(shù)據(jù)中心直接訪問。因此，通過GPRS 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)內(nèi)部設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制，有利于保證能源安全可靠供應(yīng)。作為先進(jìn)智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的關(guān)鍵一環(huán)，GPRS 技術(shù)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)發(fā)展的重要方向之一。

4.4 推進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)布局

現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)布局是電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的一種趨勢(shì)，在計(jì)算機(jī)中完成數(shù)據(jù)的傳輸和信息處理之后，再將其傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)去。由于現(xiàn)場(chǎng)總線是一種高速網(wǎng)絡(luò)，所以能夠更好地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和處理[5]。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)中使用現(xiàn)場(chǎng)總線能夠提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并對(duì)各種故障情況進(jìn)行處理。

4.5 完善計(jì)算機(jī)技術(shù)的功能開發(fā)

在現(xiàn)代社會(huì)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)十分迅速，并且被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大和使用方便等特點(diǎn)，而且還能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和監(jiān)控。基于這種情況下，可以進(jìn)一步完善計(jì)算機(jī)技術(shù)的功能開發(fā)，并且將其應(yīng)用到電力系統(tǒng)之中去。電力行業(yè)的發(fā)展，需要加強(qiáng)智能化建設(shè)。在對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行智能化改造過程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的功能開發(fā)是關(guān)鍵。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技不斷發(fā)展，智能技術(shù)的運(yùn)用也日益普遍，將其與電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行融合也成為當(dāng)下重點(diǎn)工作，同時(shí)也得到相應(yīng)的成果，從而有效提升供電系統(tǒng)的工作效能與品質(zhì)，促進(jìn)供電事業(yè)的蓬勃發(fā)展。