電力系統自動化控制中的智能技術應用

胡尊卿

（國電南瑞南京控制系統有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引 言

隨著智能技術的開發與應用，電力系統的自動化水平也不斷提高，不僅拓展了智能技術的應用范圍，而且推動了我國電力系統自動化水平的提高。

1 電力系統自動化控制技術概述

發電企業、配電系統、輸電網及電力用戶等構成了一個完整的電力體系。電力系統以往通過人工方式進行運行管理，隨著用戶數量的不斷增多，電網的規模也在不斷變大，如果僅靠人力方式進行運行管理，則存在較大的局限。因此，為了電力系統的安全穩定運營，需要引入自動化運行管理模式，以保障電力的生產、傳輸、管理以及調度。電力系統的自動化能夠提高系統運行的安全性，從而有效地對電力系統進行調度和控制，方便人工對整個電力系統的監視與控制，極大提高了電力系統運行的穩定性和安全性。

2 電力系統自動化控制中智能技術應用的重要性

2.1 具有高性能

電力系統自動化控制中，智能技術能夠有效保障電力系統運行的穩定性和高效性。其性能可以通過參數調節進行變更，為電力系統自動化控制提供了堅實的基礎與技術保障。

2.2 具有較強適應能力

相比于其他控制技術，智能化技術的信息處理效果好，在電力系統自動化控制中的控制效果良好，且適應能力強，能夠提高系統性能，有利于提升電力系統運行的穩定性和安全性。

2.3 具有智能化控制特點

智能技術在電力系統中的應用能夠對用電及發電進行智能化控制，從而提高資源的利用效率和電力系統的性能，完善電力系統結構[1]。

3 智能技術優勢分析

3.1 智能技術在發電階段的優勢

發電階段主要是充分運用煤炭等燃燒將傳統能源轉化為電能。智能技術能夠對發電設備和電路網絡進行有效管理，優化發電過程，提高能源利用率，降低發電成本。

3.2 智能技術在送配電階段的優勢

送配電是指將電力從發電企業傳輸到用戶的過程，如果不對配送電的電力傳輸過程進行有效控制，則會影響電力的傳輸效率，增大資源損耗，甚至會造成電壓不穩等安全隱患，嚴重危害用電設備和用電用戶的安全。智能技術在傳輸過程中的應用，可以增強對電力傳輸過程的掌控，管理、統計、分析送配電數據，發現安全隱患，幫助維修人員查找安全問題的來源并及時進行維修維護，有效提高電力系統的安全水平。此外，智能技術能夠關聯各個控制模塊，通過科學的管理和調配讓電力運輸更加高效，分配更加科學。

3.3 智能技術在用電階段的優勢

智能技術相比于傳統的人工管理，在信息數據采集分析方面更及時且準確。通過智能技術收集到的用電數據能夠掌握電力資源的使用情況，從而為電力相關單位提供數據支持。此外，智能技術在電力系統中的應用還包括檢測電力系統的安全性和供電穩定性，并對相關數據進行監控與分析。電力系統運行會受到多種因素影響，如果不及時發現其中的問題，則會對用電用戶的人身財產安全造成威脅。如果突然斷電或者電壓不穩，則會對電器的使用壽命造成影響，嚴重的甚至會直接報廢或引發火災，造成極大的安全隱患。而利用智能技術對電力系統進行實時監控能夠準確掌握用電狀況，一旦出現問題能夠及時通過智能設備對用戶進行反饋和風險提示，從而讓用電用戶及時掌握狀況并采取相應措施，減少了安全隱患的發生。

4 電力系統自動化控制中智能技術的應用現狀

4.1 智能技術應用不成熟

隨著時代的進步和智能技術的迅速發展，智能技術在電力系統中的應用更加廣泛。智能技術的發展時間較短，雖然得到了一定程度上的應用，但是技術的成熟度并不高，應用范圍也較小。此外，智能技術受到的影響因素較多，相關方面的人才儲備不足，電力系統的自動化控制一旦出現問題很難解決，而且電氣自動化與智能技術融合缺乏創新，制約了我國智能技術的發展與應用。

4.2 智能技術應用范圍小

智能技術受到眾多內在或外在因素影響，導致應用范圍小。大多數電力單位難以承受投入高額資金進行技術研發，導致智能技術的發展較為緩慢，且應用范圍相對較小。

4.3 智能技術的應用缺乏實踐性

電力系統自動化控制是大勢所趨，但是其高額的研發成本和實際應用范圍制約了其發展速度，且實際投入使用的數量太少，實踐性差，缺乏對實際應用情況和需求的考察，更多的是在“紙上談兵”，尚停留在理論階段，因此導致電力系統自動化控制與智能技術的融合難度高，出現較多問題，技術間的關聯性和協調性差。

5 電力系統自動化控制中智能技術的應用

5.1 專家系統控制技術

專家系統控制技術相對于其他控制技術在我國電力系統中的應用更成熟、普及度更高，能夠快速識別系統的運行狀態，并根據運行狀態分析提供合理的解決方案。電力系統一旦發生故障，專家系統能夠快速進行故障識別并以警報方式提示管理人員進行故障處理，不但提高了故障處理的效率，而且縮短了故障處理的時間。此外，專家控制技術的綜合性強，不但能夠通過分析電力系統運行狀態切換模式和分析故障，而且為電力系統管理提供了便利，能夠為管理規劃提供數據參考，還能夠進行短期負荷預測等任務，有助于進行電力系統管理[2]。雖然專家系統控制技術的成熟度較高也較為完善，但是如果出現復雜故障，專家系統控制技術也難以進行處理。因此，在推進專家系統控制技術的持續發展創新時，也需要注重與其他控制技術進行有機結合，以提升其應用性和有效性。

5.2 模糊控制技術

模糊控制技術理念主要解決了電力系統動態變化情況下的數據分析需求。為了提升控制的準確度，在以往傳統的電力系統中需要將整個電力系統的數據全部進行采集，此過程不僅導致電力系統的控制工作量增大，同時還存在較大的數據采集弊端。因為運行狀態下的電力系統數據是實時變化的，所以采集也僅僅是采集到某一個時刻的數據，隨著系統的持續運行，下一個數據會再次發生變化，前面采集的數據也就失去了意義。模糊控制技術基于模糊數學理論，通過收集模糊數據進行計算分析并推出結論，其優點在于對數據的精確性要求低，能夠有效應對電力系統的動態運行情況，因此需要采用模糊控制技術來解決電力系統控制中的問題。模糊控制技術通過對電力系統工作狀態進行分析計算，從而獲得其中的變化規律，實現對電力系統的智能控制。總而言之，模糊控制技術通過規律分析和判斷的技術理念，計算、分析、判斷相關因素之間的規律，提高電力系統的控制效果。

5.3 線性最優控制技術

電力系統自動化控制應用頻率最高的智能技術之一就是線性最優控制技術。其應用主要體現在最優勵磁控制方面，在提高長距離電能輸送的安全性、穩定性以及輸送水平等方面具有顯著優勢。此外，線性最優控制能夠極大提高大型發電機組的運行安全性和穩定性。

5.4 神經網絡控制技術

神經網絡控制技術是通過計算機模擬人類神經系統工作，利用計算機算法對數據進行自主分析和判斷，以實現電力系統自動化控制的智能技術類型。其學習能力強，可以對過往的工作方式進行總結并生成新的控制方法。神經網絡控制技術發展已較為成熟，將其應用在電力系統控制中能夠有效提高電力控制效率，減輕人工控制壓力。在神經網絡控制技術中，信息節點是關鍵的組成部分，類似人的大腦神經中樞，通過高速計算來獲取最優數值，并以最優數值作為依據進行自動化控制，其挖掘和分析數據能力極強，能夠優化電力系統自動化的控制途徑。但需要注意的是，由于神經網絡技術水平和技術條件的有限性，其很難應用于規模大且復雜的電力系統，技術有待完善。

5.5 人工智能技術

人工智能技術顧名思義是將人工控制與智能技術相結合，在電力系統中通過監測電力系統運行數據實現對目標的控制。電力系統的人工智能技術依托于智能感應技術、網絡傳輸技術、智能監控技術以及數據處理技術來為電力系統提供技術支持。人工智能技術通過各項感應技術獲取電力系統相關數據，如運行環境的溫度、濕度以及輸入輸出的電壓、電流，以此進行電力系統的協助管控與技術支持。

5.6 綜合控制系統

綜合控制系統是集成多種智能控制技術的綜合應用。隨著社會的不斷發展，對于電力的需求水平也越來越高，電力系統需要及時進行規模的擴大和系統性能的提高，以滿足日益增長的電力需求。而規模的擴大將導致電力系統愈發精密和復雜，單一的控制技術無法滿足電力系統自動化控制的需要，因此就需要將不同的智能化技術在同一系統中進行有效融合，以提升智能技術自動化控制的效果。例如，專家模式控制技術獨立使用時會受到經驗數據范圍限制，導致其無法發揮最優控制效果，但是將其與神經網絡技術進行結合，就能通過神經網絡技術的智能化分析對專家模式數據進行總結創新，從而提高電力系統自動化控制的控制效果[3]。

6 電力系統智能技術的發展趨勢

6.1 智能化實時控制

電力系統發生故障后，如果無法得到及時解決，則有可能會引發后續更大的安全事故，對發電企業和電力用戶造成極大的人身和財產損失，因此電力系統實時性控制的重要性不言而喻。相關技術人員應當對電力系統智能技術控制的實時性進行創新，提高其智能化控制的實時性，縮短從發現故障到處理故障的時間，從源頭解決問題，及時反饋故障并進行維修，以降低損失，提高電力系統的安全性，保障發電企業的財產安全和電力用戶的人身安全[4]。

6.2 人工智能故障診斷技術的應用措施

專家系統的缺點和局限在于它只能解決已經出現過并傳入數據庫的問題，無法像人腦一樣主動思考并解決新的故障問題，因此人工智能故障診斷技術在電力系統中的應用就顯得尤為重要。通過技術開發創新，不僅能夠在電力系統出現故障時搜索原有數據對當前問題進行解決，而且能夠總結以往經驗，基于新的故障進行獨立思考并有效解決。積極創新人工智能技術，提升人工智能診斷技術的應用效果，可以讓人工智能診斷技術更好地服務于電力系統自動化。

6.3 綜合智能控制

單一的智能控制技術已經無法滿足當下電力系統自動化控制的需求，因此需要綜合智能控制，從而更全面地解決電力系統中的問題。各項智能控制技術各有所長，只有通過技術融合取長補短，結合各個控制技術的優點，互相彌補缺點才能發揮更有效的作用，做出最合理的決策來解決故障[5]。

7 結 論

電力系統自動化的廣泛應用能夠使電力系統的安全性得到提高，同時可以降低其管理難度和管理成本。隨著智能技術的不斷發展與完善，智能技術在電力系統自動化中的應用越來越廣泛。電力系統是一個精密且復雜的系統，管理難度高、工作難度大、危險系數高，如果僅靠人工管理和運營，則執行難度大且缺乏現實性。只有通過電力系統自動化和智能技術的創新與應用，提高電力系統管理效能和故障排除效率，才能保障人們的用電安全和供電系統的運營安全。