王晉鵬

(四川省電力公司樂山城電電力工程設(shè)計(jì)有限公司，四川 樂山 614000)

電力系統(tǒng)在本質(zhì)上為典型動態(tài)巨維數(shù)系統(tǒng)，它具有一定的時變性、非線性等特點(diǎn)，并且參數(shù)并不確定，含有很多沒有進(jìn)行建模的動態(tài)部分。在電力系統(tǒng)中，地域的分布十分廣泛，很多元件具有磁滯、遲延、飽和等物理特性，要對這種系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制是十分困難的。此外，因?yàn)楣姴粷M意新建線路的造價(jià)以及數(shù)量的增加，尤其是在走廊使用權(quán)方面的費(fèi)用不斷增加等，同時電力網(wǎng)在范圍方面不斷擴(kuò)大，因此人們在控制電力系統(tǒng)方面的要求越來越高。也是因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)具有此種特征，需要將先進(jìn)的控制技術(shù)引入到電力系統(tǒng)。所以，新形勢新條件下，我們應(yīng)對電力系統(tǒng)自動化中的智能技術(shù)加大研究的力度，實(shí)現(xiàn)其更好的發(fā)展。筆者在此對電力系統(tǒng)自動化進(jìn)行一定的分析，并在此基礎(chǔ)上對其智能技術(shù)加以探討，以期能夠促進(jìn)在電力系統(tǒng)自動化中智能技術(shù)的應(yīng)用。

一、電力系統(tǒng)自動化簡述

電力系統(tǒng)的自動化主要是指電工的二次系統(tǒng)，也就是說在電力系統(tǒng)的自動化過程中使用各種具有一定自動檢測、決策、控制功能的設(shè)備，并且通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和信號系統(tǒng)來對電力系統(tǒng)中的各個元件、局部系統(tǒng)、全系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程或就地的自動調(diào)節(jié)、監(jiān)視、控制、協(xié)調(diào)，通過上述措施來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、健康、穩(wěn)定運(yùn)行。

二、電力系統(tǒng)自動化在目前的主要形勢和發(fā)展趨勢

企業(yè)要想獲得生存和一定的發(fā)展就必須不斷提高其科學(xué)技術(shù)的水平，而在一定程度上科學(xué)技術(shù)應(yīng)用能夠影響到電力企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營。也就是說技術(shù)先進(jìn)能夠使得電力生產(chǎn)力得到不斷提高，確保企業(yè)經(jīng)濟(jì)獲得長遠(yuǎn)的發(fā)展和永久的效益。電力系統(tǒng)的自動化能夠體現(xiàn)出電力企業(yè)在先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用方面的綜合實(shí)力，是其智能技術(shù)應(yīng)用的綜合體現(xiàn)，能夠不斷優(yōu)化電力企業(yè)的管理模式，因此，電力系統(tǒng)自動化的能力和水平直接影響著電力企業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益的提高。電力是特殊商品，它具有普通產(chǎn)品所不具有的特性，所以對于電力生產(chǎn)與經(jīng)營也有不同的規(guī)定。在電力的生產(chǎn)和經(jīng)營過程中，電力經(jīng)營的自動化在電力系統(tǒng)自動化中具有重要的地位和意義，在電力生產(chǎn)和電力市場中具有連接紐帶的作用，其結(jié)合了供電企業(yè)以及相關(guān)的技術(shù)。當(dāng)前，我國的電網(wǎng)還處于發(fā)展的階段。

隨著不斷發(fā)展的區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)技術(shù)和逐步擴(kuò)大的電網(wǎng)規(guī)模，電力企業(yè)需要對其自身的駕馭能力進(jìn)行不斷提高，尤其是在對大電網(wǎng)進(jìn)行駕馭方面的能力，此外還應(yīng)使得電力系統(tǒng)自動化能力和水平得到大力提高，只有這樣才能使得電網(wǎng)獲得長遠(yuǎn)的發(fā)展，也只有這樣才能滿足電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行的基本要求。電力系統(tǒng)自動化在當(dāng)前具有以下幾種主要的發(fā)展趨勢：

1.模糊控制的趨勢

模糊控制的方法能夠使得控制變得簡單而且容易被掌握，在對家用電器進(jìn)行控制的過程中也具有無可比擬的優(yōu)越性。通過對模型進(jìn)行建立的方式來實(shí)現(xiàn)控制在當(dāng)今時代還是一種比較先進(jìn)的方式和方法，但通過對常規(guī)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行建立的方式，通常難度較大，但是模糊關(guān)系模型的建立卻是比較簡便的，通過實(shí)踐我們可以發(fā)現(xiàn)其有無可比擬的優(yōu)越性。對模糊控制理論進(jìn)行應(yīng)用的范圍具有廣泛性。比如在我們?nèi)粘Ｉ钪兴夭豢缮俚碾婏L(fēng)扇、電熱爐等家用電器。

在這里我們主要通過介紹模糊控制器對常規(guī)恒溫器進(jìn)行改進(jìn)的例子來展示其優(yōu)越性。我們都清楚電熱爐通常是采用用恒溫器來對幾檔溫度進(jìn)行保持，供烹飪者進(jìn)行選用，那么在實(shí)際的應(yīng)用中，經(jīng)常會出現(xiàn)兩方面的問題，一方面便是在啟動冷態(tài)時會有對恒溫值進(jìn)行越過的躍升現(xiàn)象，另一方面便是在應(yīng)用恒溫時經(jīng)常出現(xiàn)恒溫?cái)[動和振蕩的現(xiàn)象。通過對模糊控制器進(jìn)行改用以后，我們發(fā)現(xiàn)這些現(xiàn)象都清除了。

2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的趨勢

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)是在二十世紀(jì)四十年代，到二十世紀(jì)的六、七十年代出現(xiàn)了研究的低潮時期，但是在學(xué)習(xí)方法、模型結(jié)構(gòu)方面還是取得了巨大的成績。人們普遍關(guān)注神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一個重要原因就是它具有本質(zhì)化的處理能力、非線性特性、自學(xué)組織能力、強(qiáng)魯棒性等。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要是由簡單神經(jīng)元通過特定方式進(jìn)行連接而形成的。其能夠?qū)⒋罅啃畔⒃谶B接權(quán)值上進(jìn)行隱含，通過特定學(xué)習(xí)算法對權(quán)值進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)維空間和n維空間內(nèi)的復(fù)雜非線性進(jìn)行科學(xué)映射。當(dāng)前對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論研究主要體現(xiàn)在研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和模型、研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法、研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件等方面。

3.專家系統(tǒng)控制的趨勢

在電力系統(tǒng)中專家系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常廣泛，其主要包括辨識電力系統(tǒng)是否處于緊急狀態(tài)或警告狀態(tài)，以進(jìn)行緊急的處理，對系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)控制，將慢狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換分析，系統(tǒng)規(guī)劃、切負(fù)荷，隔離故障點(diǎn)，控制電壓無功，培訓(xùn)調(diào)度員，配電系統(tǒng)方面的自動化，分析動態(tài)和靜態(tài)下的安全，預(yù)報(bào)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的短期負(fù)荷，和對先進(jìn)人機(jī)進(jìn)行接口等主要內(nèi)容。雖然在電力系統(tǒng)中專家系統(tǒng)的應(yīng)用十分廣泛，但還是有一定的缺陷，比如不能對電力專家所具有的創(chuàng)造性進(jìn)行模仿；而只是使用較淺的知識并且沒有深層適應(yīng)和對功能進(jìn)行理解；沒有完善的學(xué)習(xí)機(jī)制，在新情況的處理方面具有十分有限的能力；驗(yàn)證知識庫十分困難；缺乏好的組織和分析工具來處理復(fù)雜情況和問題等。所以，在對專家系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)和研究時必須對對專家系統(tǒng)的代價(jià)和效益進(jìn)行科學(xué)的分析，找出專家系統(tǒng)軟件中所包含的有效性以及對問題和缺陷進(jìn)行試驗(yàn)，通過知識來對問題進(jìn)行獲取，有效解決專家系統(tǒng)結(jié)合其他計(jì)算工具的問題。

4.線性最優(yōu)控制的趨勢

在現(xiàn)代控制化理論中，最優(yōu)控制是重要的部分，它能夠體現(xiàn)出最優(yōu)化理論在控制問題中的應(yīng)用。線性最優(yōu)控制在當(dāng)前的現(xiàn)代化控制理論中是最成熟、應(yīng)用數(shù)量最多的一個部分。其主要是通過對最優(yōu)勵磁進(jìn)行控制的方式來使得動態(tài)品質(zhì)和輸電線在遠(yuǎn)距離輸電能力方面的問題得到改善。其主要是在大型機(jī)組的過程中使用最優(yōu)勵磁控制的方式來取代古典勵磁的方式。在當(dāng)前條件下，最優(yōu)勵磁控制具有最佳的控制效果。同時，在水輪發(fā)電機(jī)對電阻進(jìn)行制動的過程中，最優(yōu)控制理論在控制時間方面取得了很好的效果。電力系統(tǒng)的線性最優(yōu)控制在電力系統(tǒng)的生產(chǎn)過程中獲得了更好的應(yīng)用，其具有一定的重要作用。但是我們必須注意的是，因?yàn)榫€性最優(yōu)控制的控制器主要是對電力系統(tǒng)中的局部線模型進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的，所以其在電力系統(tǒng)控制非線性系統(tǒng)的效果并不十分理想。

5.綜合智能系統(tǒng)的趨勢

綜合智能化的控制包含很多方面的內(nèi)容，其中有結(jié)合現(xiàn)代控制方法和智能控制方法，比如控制模糊結(jié)構(gòu)，控制自動組織和適應(yīng)結(jié)構(gòu)，控制自動適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)等等。同時其還包含了對各種智能技術(shù)進(jìn)行交叉結(jié)合的方法，電力系統(tǒng)是一個復(fù)雜的、龐大的系統(tǒng)，其對綜合智能的控制在應(yīng)用潛力方面具有更大使用空間。當(dāng)前，在電力系統(tǒng)中進(jìn)行較多研究的是對專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)合，對模糊控制和專家系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，對模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)合，以及將模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自動適應(yīng)控制進(jìn)行有機(jī)結(jié)合等很多方面。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于對非結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行處理，而在對結(jié)構(gòu)化知識進(jìn)行處理方面模糊系統(tǒng)具有更好的效果。所以，人工神經(jīng)系統(tǒng)和模糊邏輯的結(jié)合在技術(shù)基礎(chǔ)方面非常深厚。這兩種技術(shù)能夠從不同方面對智能系統(tǒng)加以服務(wù)，其中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在低層計(jì)算方法上進(jìn)行應(yīng)用，而模糊邏輯主要對不確定性的問題進(jìn)行處理，這些技術(shù)之間具有互相補(bǔ)充的作用，避免單項(xiàng)技術(shù)所不可消除的缺陷性，更好的起到電力系統(tǒng)自動控制的作用。

結(jié)語

綜上所述，時代要想獲得發(fā)展就必須大力發(fā)展自動化的技術(shù)，但是自動化技術(shù)的發(fā)展離不開智能技術(shù)的保障作用，近幾年來，在對電力系統(tǒng)的自動化發(fā)展中，控制技術(shù)有了很大的進(jìn)步，在電力企業(yè)中更是具有不可替代的作用，其對現(xiàn)代化技術(shù)中的特有魅力進(jìn)行了展示，并且使得工作成果得到不斷鞏固。所以我們應(yīng)對當(dāng)前形勢進(jìn)行認(rèn)真分析，對電力系統(tǒng)中智能技術(shù)的創(chuàng)新方法、應(yīng)用途徑進(jìn)行認(rèn)真的思考，對智能技術(shù)進(jìn)行不斷改良和創(chuàng)新，從而使得電力系統(tǒng)時效性、經(jīng)濟(jì)性不斷得到提高，不斷提升電力企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，確保電力企業(yè)獲得長遠(yuǎn)的發(fā)展。

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