廖永杰
(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司惠州仲愷供電局 ,廣東 惠州 516029)
所謂智能技術(shù)就是指系統(tǒng)通過對所處環(huán)境的感知,實現(xiàn)對信息的提取,并進一步達到對所獲取信息進行控制的技術(shù)。它打破了傳統(tǒng)方法的局限性,可以及時發(fā)現(xiàn)控制對象出現(xiàn)的問題并采取有效措施進行處理,從而提高控制效率。另外,利用智能技術(shù)可以避免不確定因素的干擾和人為操作帶來的失誤,可以進一步提高控制效果。
電力系統(tǒng)自動化是一種在計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電力系統(tǒng)控制技術(shù)。它可以通過對電力系統(tǒng)的智能化模型構(gòu)建,實現(xiàn)對系統(tǒng)的檢測管理等功能,并且對電能的生產(chǎn)與傳輸進行自動化的調(diào)配。以往電力系統(tǒng)的正常運行都是通過人力資源來保障,這種方法在一定程度上滿足了生產(chǎn)建設(shè)的需要和人們生活上對電能的需求,然而隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,整個國家對電能需求大幅度增加,單憑人工操作來實現(xiàn)對電力系統(tǒng)調(diào)度和控制已經(jīng)不可能,智能技術(shù)的出現(xiàn)為解決這一難題提供了行之有效的方法。將智能技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)對電力設(shè)備的監(jiān)測和控制功能,還可以就地或遠程自動監(jiān)測和調(diào)控電能的傳輸,從而實現(xiàn)對整個電力系統(tǒng)的控制。
專家控制系統(tǒng)在電力系統(tǒng)自動化技術(shù)中的使用范圍較為廣泛,是一種相當(dāng)?shù)湫偷闹悄芸刂萍夹g(shù)。專家控制系統(tǒng)其實是一種設(shè)定的計算機程序,它將不同領(lǐng)域的多個專家的理論知識和實踐經(jīng)驗整合在程序中,通過模擬專家的思維方式來解決相關(guān)問題,是人工智能技術(shù)和計算機技術(shù)的美妙結(jié)合。該智能控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中主要用于辨別系統(tǒng)出現(xiàn)的警告狀態(tài),并且通過提供合理的解決方法來處理緊急情況,使系統(tǒng)恢復(fù)正常。
專家控制系統(tǒng)雖然是電力系統(tǒng)中應(yīng)用很廣泛的一種技術(shù),但此技術(shù)還存在一定的缺陷,比如計算機程序是提前設(shè)定的,它不能像人類大腦一樣具有創(chuàng)造性,只能根據(jù)已儲存信息做一些相對簡單的事故處理,當(dāng)出現(xiàn)新情況時分析能力有限。因此,在利用專家控制系統(tǒng)時應(yīng)考慮到有效性和時效性等問題。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是根據(jù)動物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特征,實現(xiàn)分布式并行處理信息的一種算法模型。它通過調(diào)節(jié)內(nèi)部系統(tǒng)大量節(jié)點之間的相互關(guān)系,達到對信息處理的目的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部有許多神經(jīng)元,這些神經(jīng)元通過特定的方式連接,根據(jù)事先編制好的算法調(diào)整系統(tǒng)的權(quán)值,實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性映射。正是由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的這一不同點,此智能技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的圖像處理和自動化管理等工作上,并取得了很好的效果。但是實際中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)硬件設(shè)施還不能完全和規(guī)模太大太復(fù)雜的電力系統(tǒng)相匹配,而且算法技術(shù)還不夠完善,所以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用還受到一定的限制。研究人員應(yīng)當(dāng)從電力行業(yè)的實際為出發(fā)點積極探索神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)和電力系統(tǒng)的有效結(jié)合方法。
模糊控制技術(shù)引入了模糊理論中的語言變量和近似推導(dǎo)的邏輯概念,是在模糊理論的基礎(chǔ)上建立的一種智能控制技術(shù)。模糊控制技術(shù)內(nèi)含一套完備的推導(dǎo)體系,有操作簡單、便于掌握等優(yōu)點。在實際中,動態(tài)系統(tǒng)的精確度難以測量,因為電力控制系統(tǒng)中很多量是動態(tài)變化的,這些動態(tài)量的參數(shù)很難把握。模糊控制理論則能很好地解決這個難題。模糊控制技術(shù)首先通過現(xiàn)代化的推理智能技術(shù),在完整的數(shù)據(jù)控制規(guī)則下,能自動分析數(shù)據(jù)并輸出分析結(jié)果,最后得到高精確度的模糊控制參數(shù)。電力系統(tǒng)中合理利用模糊控制技術(shù)可以精確把握動態(tài)變量,提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準確性,還可以大幅度降低電力設(shè)施因噪聲產(chǎn)生的影響。這種新型的控制技術(shù)由于操作方便簡單易學(xué),成為電力系統(tǒng)模型建立的最佳選擇。
線性最優(yōu)控制技術(shù)是現(xiàn)代控制論中的一個重要內(nèi)容,在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也相當(dāng)普遍,和其他幾項控制技術(shù)相比,此技術(shù)相對成熟。線性最優(yōu)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中應(yīng)用的典型例子是最優(yōu)勵磁控制。有專家提出采用最優(yōu)勵磁控制技術(shù)來改善動態(tài)品質(zhì)的問題,并且提高遠距離輸電時輸電線路上輸流橋的轉(zhuǎn)子電壓,進而提高電線的輸電能力。這一提議已被證實切實可行,并開始逐步應(yīng)用于輸電線路建設(shè)中。雖然線性最優(yōu)控制技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛,但是這項技術(shù)只能在電力系統(tǒng)的局部線性化模型中才可以發(fā)揮最大作用,在非線性的電力系統(tǒng)中效果并不明顯,因此線性最優(yōu)控制技術(shù)還有很大的完善空間。
綜合智能控制技術(shù)是將上述單一智能控制技術(shù)綜合應(yīng)用的一種控制方法,是目前智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中新的嘗試。綜合智能控制技術(shù)既涉及智能控制技術(shù)與現(xiàn)代控制理論的結(jié)合,又包括單一智能控制方法彼此間的交叉,對電力行業(yè)這個龐大又復(fù)雜的系統(tǒng)而言,綜合智能系統(tǒng)控制技術(shù)有著很大潛在價值。例如實際工作中可綜合利用模糊控制系統(tǒng)和專家控制系統(tǒng),專家控制系統(tǒng)儲存的經(jīng)驗知識可以提供給模糊控制系統(tǒng)更多的信息做參考。當(dāng)然,綜合智能控制技術(shù)中最具代表性的是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和專家智能控制的綜合利用,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行拓撲結(jié)構(gòu)的構(gòu)建時可以從專家控制系統(tǒng)豐富的信息庫中吸取更多的建議,同時神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可將感知到的周圍信息傳送給專家控制系統(tǒng),為專家控制系統(tǒng)做出決策提供準確的數(shù)據(jù)。這兩種技術(shù)從不同角度服務(wù)于智能系統(tǒng),起到很好的互補作用。所以說綜合智能控制技術(shù)能夠?qū)⒍喾N智能技術(shù)有效結(jié)合,使兩種或多種技術(shù)優(yōu)勢充分得到發(fā)揮,為電力系統(tǒng)更好地服務(wù)。
目前,智能技術(shù)在實際應(yīng)用過程中,還存在一定的局限性:例如智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用時間短,彼此之間沒有經(jīng)歷系統(tǒng)的磨合,以至于有較多的信息不能共享;許多先進的電網(wǎng)控制技術(shù)還處在理論研究階段.不能真正融入到生產(chǎn)實踐中;對于智能控制技術(shù)的研發(fā)還遠遠不夠,不能滿足目前不斷發(fā)展壯大的電力系統(tǒng)的需求等。
但可以肯定的是,智能控制技術(shù)在實際生產(chǎn)過程中,不管發(fā)展進度快慢與否,從某種程度上來講,都勢必會推動著電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的前進。國家電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)模不斷擴大并日趨復(fù)雜,這也促使智能化控制技術(shù)加速成為電力系統(tǒng)控制過程的重要組成部分。隨著智能技術(shù)的逐漸發(fā)展與完善,模糊控制系統(tǒng)、線性最優(yōu)系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等,將會更有效地應(yīng)用到電力系統(tǒng)智能化控制中,以更好地服務(wù)生產(chǎn)生活。電力系統(tǒng)自動化控制的發(fā)展將趨向于由開環(huán)控制系統(tǒng)監(jiān)測向閉環(huán)控制系統(tǒng)發(fā)展;由高電壓控制等級向低電壓等級控制擴展;由元件個體向區(qū)域甚至整個系統(tǒng)發(fā)展;由傳統(tǒng)的單一化功能向多功能化技術(shù)發(fā)展,逐步實現(xiàn)電力系統(tǒng)的最優(yōu)化和智能化控制。
我國的智能技術(shù)水平雖然還處于初期探索階段,但是其對電力系統(tǒng)自動化的影響不可小覷??焖侔l(fā)展的社會經(jīng)濟給電力系統(tǒng)的建設(shè)提出了更高的要求,智能控制技術(shù)更好地服務(wù)電力系統(tǒng)的道路還很長,需要每個技術(shù)人員的共同努力。
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