于志剛（哈爾濱電力實(shí)業(yè)集團(tuán)公司呼蘭分公司,哈爾濱 150500）

電力系統(tǒng)自動化與智能技術(shù)

于志剛
（哈爾濱電力實(shí)業(yè)集團(tuán)公司呼蘭分公司,哈爾濱 150500）

國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對電力系統(tǒng)提出了新挑戰(zhàn)與新機(jī)遇，要求電力系統(tǒng)必須要以安全、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)等作為目標(biāo)，不斷確保電力系統(tǒng)的安全性與可靠性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息技術(shù)的發(fā)展, 多媒體技術(shù)、智能控制將迅速進(jìn)入電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域,而信息技術(shù)的發(fā)展會推動電力系統(tǒng)控制向更高水平發(fā)展?，F(xiàn)代社會對電能供應(yīng)的要求越來越高，相應(yīng)地電力系統(tǒng)技術(shù)要不斷地由低到高、由局部到整體發(fā)展。智能電網(wǎng)可以保證從發(fā)電廠到用戶端電器之間的每一點(diǎn)上的電流和信息的雙向流動，它通過廣泛的應(yīng)用自動控制系統(tǒng)的集成，保證市場交易的實(shí)時互動。本文分析了電力系統(tǒng)中的自動化與智能化技術(shù)，具體闡述了自動化技術(shù)與智能化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

電力系統(tǒng)自動化智能技術(shù)

隨著智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化控制中的引入運(yùn)用，有效提高了電力系統(tǒng)自動化控制的適應(yīng)性，降低了控制系統(tǒng)的造價成本，對電力系統(tǒng)進(jìn)行自動監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制，確保電力系統(tǒng)安全、平穩(wěn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電力系統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)是個具有強(qiáng)非線性、變參數(shù)的動態(tài)大系統(tǒng)，是當(dāng)今控制理論發(fā)展的新的階段,主要適于那些具有模型不確定性、具有強(qiáng)非線性、要求高度適應(yīng)性的復(fù)雜系統(tǒng)。智能控制能夠改變傳統(tǒng)輸電能力的柔性交流輸電系統(tǒng)技術(shù)悄然，利用具有單獨(dú)或綜合功能的電力裝置,對輸電系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整控制，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)的調(diào)度自動化、變電站自動化和配電網(wǎng)自動化。國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對電力系統(tǒng)提出了新挑戰(zhàn)與新機(jī)遇，要求電力系統(tǒng)必須要以安全、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)等作為目標(biāo)，確保電力系統(tǒng)的安全性與可靠性。

1 電力系統(tǒng)中的自動化和智能技術(shù)

（1）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模型結(jié)構(gòu)方面取得了大量的研究成果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有本質(zhì)的非線性特性以及自組織自學(xué)習(xí)的能力，它將大量的信息隱含在其連接權(quán)值上， 根據(jù)一定的學(xué)習(xí)算法使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)從 m 維空間到 n 維空間復(fù)雜的非線性映射。

（2）線性最優(yōu)控制。最優(yōu)控制是將最優(yōu)化理論用于控制問題的一種體現(xiàn)。線性最優(yōu)控制利用最優(yōu)勵磁控制手段，有效改善動態(tài)品質(zhì)的問題。最優(yōu)控制理論在水輪發(fā)電機(jī)制動電阻的最優(yōu)時間控制方面獲得了廣泛的應(yīng)用，它的控制器是針對電力系統(tǒng)的局部線性化模型來設(shè)計(jì)的，但是對大干擾的控制效果不理想。

（3）綜合智能系統(tǒng)。綜合智能控制包含了智能控制與現(xiàn)代控制方法的結(jié)合，包含了各種智能控制方法之間的交叉結(jié)合，在電力系統(tǒng)中，綜合智能控制更有巨大的應(yīng)用潛力。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適合于處理非結(jié)構(gòu)化信息，而模糊系統(tǒng)有良好的技術(shù)基礎(chǔ)，這兩種技術(shù)以處理非統(tǒng)計(jì)性的不確定性為主，并且相互補(bǔ)充。

（4）安全監(jiān)控系統(tǒng)。基于 GPS 的安全監(jiān)控系統(tǒng)采用 GPS 實(shí)現(xiàn)的同步相量測量技術(shù)和光纖通信技術(shù),逐步取代RTU 設(shè)備實(shí)現(xiàn)電壓、電流相量測量。電力系統(tǒng)調(diào)度監(jiān)測向動態(tài)監(jiān)測發(fā)展是必然趨勢。GPS 技術(shù)和相量測量技術(shù)的結(jié)合，形成了一個完全自動化的供電網(wǎng)絡(luò)。

2 自動化和智能化技術(shù)的應(yīng)用

（1）緩解壓力。智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)可以緩解能源分布與生產(chǎn)力布局很不平衡，解決了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性與脆弱性問題，智能化的靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以保證因自然災(zāi)害、社會災(zāi)害等突發(fā)災(zāi)害性事件對電網(wǎng)安全不造成影響。

（2）適時監(jiān)測。電力自動化系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)測、控制是電力系統(tǒng)高效運(yùn)行的首要基礎(chǔ)和有力保障。隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，對電網(wǎng)智能化程度的要求越來越高，全分散式的電力自動化與管理機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心通信，分散與集中相結(jié)合的電力自動化系統(tǒng)采用的是分布分散式結(jié)構(gòu)。當(dāng)前的電力自動化技術(shù)為了適應(yīng)電力系統(tǒng)的自動化改造和現(xiàn)代化電能管理的需要，需要有與之配套的集測量、控制、保護(hù)、通訊于一體的智能保護(hù)測控設(shè)備，針對電力自動化設(shè)備現(xiàn)存的問題和缺陷，對智能保護(hù)測控設(shè)備進(jìn)行開發(fā)和設(shè)計(jì)，選擇性能好且集成度高的芯片，可以提高整個硬件電路的抗干擾能力，為了提高設(shè)備的性價比需要合理的選擇軟件設(shè)計(jì)方案，利用數(shù)字信號處理的相關(guān)算法、軟件算法要保證在使用過程中的靈活性，減少故障造成的停電范圍和電氣設(shè)備的損壞程度，對設(shè)備的測量功能進(jìn)行細(xì)致的實(shí)時測量，設(shè)備的方案設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)功能的基礎(chǔ)，發(fā)揮保護(hù)軟件的功能，從而保證測控設(shè)備的設(shè)計(jì)要求和性能要求。 實(shí)現(xiàn)開放、集成的通信系統(tǒng)，確保網(wǎng)絡(luò)安全，智能電網(wǎng)對已經(jīng)發(fā)生的擾動做出響應(yīng)的能力，其監(jiān)測范圍將大、覆蓋面廣。

（3）改善電能質(zhì)量。智能技術(shù)是電力系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，所以現(xiàn)代電力系統(tǒng)應(yīng)用的電力裝置幾乎全部使用了全控型大功率電力電子器件，是智能電網(wǎng)建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，其中調(diào)度的智能化是智能調(diào)度研究與建設(shè)的核心，能夠全面提升調(diào)度系統(tǒng)的風(fēng)險防御能力，具有多道安全防線的綜合防御體系，是災(zāi)變防治，實(shí)現(xiàn)大面積連鎖故障的有力保障。

（4）信息傳遞。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這種仿制連接方式形成了一個控制網(wǎng)絡(luò)，而每一個人工神經(jīng)元都負(fù)責(zé)非線性特性，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠使用神經(jīng)元與彼此之間有向權(quán)重去處理一些隱含問題，而且能夠主動組織以及能夠處理不同信息要求等優(yōu)點(diǎn)，每個神經(jīng)元都具有較強(qiáng)分線性自學(xué)能力及擬合能力。

（5）控制負(fù)荷。在自動化控制是通過感知信息來降低控制的不確定性，提升控制行為的能力，它具有較強(qiáng)的適應(yīng)功能，能夠運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)對環(huán)境做出相應(yīng)的判斷，根據(jù)這些判斷自動獲取與應(yīng)用知識，應(yīng)用模糊方法將經(jīng)典理論進(jìn)一步模糊化，并把結(jié)果變量形成一個完整推理體系，這種方法能夠有效處理不精確性、不確定性及噪聲等原因帶來的諸多問題，或者是描述調(diào)度員負(fù)荷的預(yù)測法，該調(diào)度中心使用過多種短期的負(fù)荷預(yù)算計(jì)算機(jī)程序，再制定出許多關(guān)系到負(fù)荷因素模糊集，進(jìn)而建立負(fù)荷模型，達(dá)到控制實(shí)際產(chǎn)額實(shí)施的目的。

智能技術(shù)推動了電力系統(tǒng)的自動化進(jìn)程，隨著智能控制理論研究的進(jìn)一步深入，利用各自優(yōu)勢而組和的綜合智能控制系統(tǒng)會對電力系統(tǒng)起到更加重要的作用。

[1]沈君奕.電氣自動化控制中人工智能的探討分析[J].科技資訊,2009.

[2]梁寧波.淺析人工智能在電氣自動化控制中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2008(05).