陳元江

國家新聞出版廣電總局871臺 海南東方 572600

論電力系統(tǒng)自動(dòng)化與智能技術(shù)

陳元江

國家新聞出版廣電總局871臺 海南東方 572600

隨著全面的信息技術(shù)時(shí)代的到來，我國人民的生活水平也得到了飛速的提高，智能化技術(shù)的出現(xiàn)又在很大程度上提高了人民的生活質(zhì)量，改變了人們的生產(chǎn)和生活方式，其中智能化的技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用變得更加的廣泛，受到了多方面的高度的認(rèn)可，智能化技術(shù)的應(yīng)用，極大的推動(dòng)了電力系統(tǒng)自動(dòng)化的進(jìn)程。因此，本文對電力系統(tǒng)自動(dòng)化中智能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

電力系統(tǒng)自動(dòng)化；智能技術(shù)；分析

1、電力系統(tǒng)自動(dòng)化與智能技術(shù)的含義

電力系統(tǒng)自動(dòng)化，從含義上是對電能生產(chǎn)、傳輸和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、自動(dòng)調(diào)度和自動(dòng)化管理；從種類上，它的分類較多，例如：電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化等。智能技術(shù)是智能計(jì)算機(jī)技術(shù)的簡稱，從含義上它包含體系結(jié)構(gòu)和人機(jī)接口；從種類上，它的種類也較多，例如：模糊控制等。

智能技術(shù)是具備學(xué)習(xí)、適應(yīng)及組織功能的行為，能夠?qū)Ξa(chǎn)品問題進(jìn)行合適求解，解決傳統(tǒng)魯棒性控制和自適應(yīng)控制無法解決出令人滿意結(jié)果的，非線性、時(shí)變性和不確定性的控制問題。目前，智能技術(shù)尚處于發(fā)展階段，但它已受到人們的普遍重視，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域中，并取得了一定的實(shí)效。

專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍很廣，它是一種基于知識的系統(tǒng)，用于智能協(xié)調(diào)、組織和決策，激勵(lì)相應(yīng)的基本級控制器完成控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)。主要針對各種非結(jié)構(gòu)化問題，處理定性的、啟發(fā)式或不確定的知識信息。如：電力系統(tǒng)恢復(fù)控制、故障點(diǎn)的隔離、調(diào)度員培訓(xùn)、處于警告或緊急狀態(tài)的辨識、配電系統(tǒng)自動(dòng)化等。以智能的方式求得受控系統(tǒng)盡可能地優(yōu)化和實(shí)用化，并經(jīng)過各種推理過程達(dá)到系統(tǒng)的任務(wù)目標(biāo)。雖然取得廣泛應(yīng)用，但存在如難以模仿電力專家的創(chuàng)造性等局限性。一般而言，專家控制系統(tǒng)應(yīng)用較大的原因是由于該方法可適用范圍廣，且能為電力系統(tǒng)處于各種狀態(tài)提出辨識，根據(jù)這種具體情況給出警告或提示，同時(shí)還能進(jìn)行控制和恢復(fù)。雖然專家系統(tǒng)得到一定的應(yīng)用，但是仍存在一定的局限性，這種局限包括對創(chuàng)造性的難以模仿，而只限于淺層知識的應(yīng)用，缺乏極有效的深層模仿和設(shè)計(jì)，難以適應(yīng)復(fù)雜狀態(tài)。因此，在開發(fā)專家系統(tǒng)方面應(yīng)注意專家系統(tǒng)的代價(jià)/效益分析方法、專家系統(tǒng)軟件的有效性和試驗(yàn)、知識獲取、專家系統(tǒng)與其他常規(guī)計(jì)算工具相結(jié)合等問題。

模糊方法是一種對系統(tǒng)宏觀的控制，十分簡單而易于掌握，為隨機(jī)、非線性和不確定性系統(tǒng)的控制，提供了良好的途徑。將人的操作經(jīng)驗(yàn)用模糊關(guān)系來表示，通過模糊推理和決策方法，對復(fù)雜過程對象進(jìn)行有效控制。通常用“如果……，則……”的方式來表達(dá)，在實(shí)際控制中的專家知識和經(jīng)驗(yàn)不依賴被控對象模型，魯棒性較強(qiáng)。模糊控制技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，與常規(guī)控制相比，其在提高模糊控制的控制品質(zhì)，如：穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)等問題，自身的學(xué)習(xí)能力還不完善，因此要求系統(tǒng)具有完備的知識，對工業(yè)智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言是困難的，如模糊變結(jié)構(gòu)控制、自適應(yīng)或自組織模糊控制、自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變結(jié)構(gòu)控制等。另一方面包含了各種智能控制方法之間的交叉結(jié)合，對電力系統(tǒng)這樣一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)來講，綜合智能控制更具備巨大的應(yīng)用潛力?，F(xiàn)在，在電力系統(tǒng)中研究較多的有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)的結(jié)合，專家系統(tǒng)與模糊控制的結(jié)合，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制的結(jié)合，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制與自適應(yīng)控制的結(jié)合等方面。這些模糊方法的運(yùn)用因其可使用范圍廣，目前已在自動(dòng)化控制中被廣泛應(yīng)用。智能集成化是綜合智能控制重要的技術(shù)發(fā)展方向，其可將多項(xiàng)智能技術(shù)相互結(jié)合于一體，不再單獨(dú)運(yùn)用，各取優(yōu)勢。如模糊技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制的結(jié)合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)的結(jié)合等，這些都在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中有較多研究。

2、智能技術(shù)與電力系統(tǒng)自動(dòng)化的結(jié)合

智能技術(shù)被應(yīng)用在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中，進(jìn)一步完善和發(fā)展了電力系統(tǒng)自動(dòng)化。智能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的有效應(yīng)用，不僅協(xié)調(diào)了電力系統(tǒng)發(fā)展的不成熟性和該系統(tǒng)本身的不穩(wěn)定性，還滿足了公眾對于相對廉價(jià)、便利的電力網(wǎng)絡(luò)的需求。所以，智能技術(shù)作為一種技術(shù)被應(yīng)用于電力系統(tǒng)自動(dòng)化中。

眾所周知，智能技術(shù)從分類上可分為以下幾個(gè)部分：模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)控制、線性最優(yōu)控制和綜合智能控制。如今，電力系統(tǒng)自動(dòng)化還未發(fā)展成熟，還存在一些缺點(diǎn)以待改進(jìn)，如：強(qiáng)非線性，時(shí)變性且參數(shù)不確切可知，含有大量未建模動(dòng)態(tài)部分和電力覆蓋范圍大但卻具有網(wǎng)絡(luò)阻滯、延遲等。下面，我們將具體分析如何通過應(yīng)用智能系統(tǒng)改變電子系統(tǒng)智能化的缺點(diǎn)。

3、將智能技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的具體做法

3.1 模糊控制在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

模糊控制使得建立模型來進(jìn)行控制變得十分簡單和易于掌握。通過建立模型進(jìn)行控制是一種比較現(xiàn)代的方法，與建立常規(guī)的模式相比，更具優(yōu)越性、相對簡單。例如，交通信號燈的轉(zhuǎn)換是由前面的主列隊(duì)與后面的主列隊(duì)決定，并使用一定的工具實(shí)現(xiàn)二維模糊控制器。洗衣機(jī)可根據(jù)清洗過程中水質(zhì)的變化對衣物進(jìn)行不同程度的清洗，以保證衣物的干凈。模糊控制主要是在汽車的自動(dòng)變速器上起作用，是通過自動(dòng)變速器檢測駕駛員的速度得出駕駛員的駕駛意圖，判斷路況和汽車受到的阻力、監(jiān)測發(fā)動(dòng)機(jī)的情況。通過以上舉例，我們可以得出模糊控制適用于電力系統(tǒng)自動(dòng)化，并且具有廣泛性和通用性，能夠適用于其他不同的領(lǐng)域。

3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)具有與電力系統(tǒng)自動(dòng)化相適應(yīng)的性質(zhì)“非線性特性”，同時(shí)，其還具有自我學(xué)習(xí)與自我組織的能力，以及具有強(qiáng)壯的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和處理的能力。因此，大量的、簡單的神經(jīng)元構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，有了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用一定的學(xué)習(xí)算法，將隱藏在其連接權(quán)值上的大量信息進(jìn)行了調(diào)節(jié)權(quán)值，從而實(shí)現(xiàn)了非線性的復(fù)雜映射，從m維空間到n維空間。這個(gè)概念被應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如：自動(dòng)控制領(lǐng)域；處理組合優(yōu)化問題；模式識別；圖像處理；傳感信號處理和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等。因?yàn)槿梭w與疾病之間的關(guān)鏈非常復(fù)雜，因此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)也被廣泛應(yīng)用到醫(yī)學(xué)上的多個(gè)領(lǐng)域，例如：醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)中的麻醉和危重醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的研究等。由上述舉例，我們可以知道神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)適用于電力系統(tǒng)自動(dòng)化，具有廣泛性和通用性，能夠適應(yīng)于其他不同的領(lǐng)域。

3.3 專家系統(tǒng)控制在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

專家系統(tǒng)控制能及時(shí)處理和辨識發(fā)生故障的電力系統(tǒng)，最大限度地降低網(wǎng)絡(luò)阻滯或延遲給人們帶來的危險(xiǎn)和不便。專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中有較為廣泛的應(yīng)用范圍，例如能夠辨識電力系統(tǒng)所處的狀態(tài)：警告狀態(tài)或緊急狀態(tài)、緊急的處理、系統(tǒng)恢復(fù)控制、系統(tǒng)規(guī)劃、切負(fù)荷和電壓無功控制、故障點(diǎn)距離的測量、做出短期負(fù)荷預(yù)報(bào)、所處狀態(tài)的安全分析以及先進(jìn)的人機(jī)接口等方面。在電梯控制中的應(yīng)用，隨著科技的日新月異，電梯的制作技術(shù)也在不斷地發(fā)展與更新，由簡單逐漸趨向于復(fù)雜化，現(xiàn)在，在電梯即將出廠時(shí)，會(huì)有專門的工作人員進(jìn)行調(diào)試，但當(dāng)安裝好后，電梯一旦出現(xiàn)故障時(shí)，為本單位所配備的維修人員，卻不能快速找到問題，解除故障，這是由于電梯構(gòu)造復(fù)雜化了，因此我們需要在安裝電梯之前，安裝專家控制器以確保電梯的可用性和保障性。由此可見，專家系統(tǒng)控制適用于電力系統(tǒng)自動(dòng)化。

3.4 綜合智能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

綜合智能系統(tǒng)根據(jù)模糊控制結(jié)構(gòu)有效、合理地將這些控制方法結(jié)合起來，以完善電力系統(tǒng)自動(dòng)化，使其能夠具備穩(wěn)定性、協(xié)調(diào)性和簡易性。由于智能控制方法之間的交叉結(jié)合，一般人們會(huì)將其進(jìn)行如下組合進(jìn)行分析，例如：神經(jīng)系統(tǒng)與專家系統(tǒng)的結(jié)合；專家系統(tǒng)和模糊控制的結(jié)合；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制的結(jié)合；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制與自適應(yīng)控制的結(jié)合等方面。

4、結(jié)束語

綜上所述，我們了解到智能化在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中所占據(jù)的重要地位及其產(chǎn)生的不可忽視的重要影響，目前雖然我國的電力系統(tǒng)自動(dòng)化還不夠完善，但是我們堅(jiān)信，只要在我們的共同努力下，隨著人們對智能技術(shù)研究的愈加深入化，我國的智能化技術(shù)一定會(huì)有更好的明天。