李志飛，朱　凱（國網(wǎng)安徽省電力公司滁州供電公司，安徽　滁州　239000）

?

電力系統(tǒng)自動化智能技術(shù)的應(yīng)用研究

李志飛，朱凱（國網(wǎng)安徽省電力公司滁州供電公司，安徽滁州239000）

近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的穩(wěn)步提升，電力系統(tǒng)也有著巨大的發(fā)展，尤其是電力系統(tǒng)自動化智能控制技術(shù)因其可靠、安全、高效而受到人們的青睞。隨著智能技術(shù)在電力系統(tǒng)的大范圍應(yīng)用，不僅落實了系統(tǒng)運(yùn)行的效率，還減少了在電能輸送時的損耗，成為了電力系統(tǒng)中的熱門技術(shù)。本文將對電力系統(tǒng)自動化中智能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的描述和研究，旨在為廣大同行提供可用經(jīng)驗。

電力系統(tǒng)自動化；智能技術(shù)；應(yīng)用探究；系統(tǒng)監(jiān)測

電力系統(tǒng)是具有時變性、非線性、動態(tài)性、參數(shù)不可知性等特點的一個維數(shù)很大的動態(tài)系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的分布是具有地域廣泛性的，并且系統(tǒng)中的相當(dāng)一部分元件具有飽和、延遲和磁滯等特性，所以想要達(dá)到有效控制的目標(biāo)是十分具有難度的。然而隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對電力系統(tǒng)控制的要求必然與日俱增，實現(xiàn)有效控制電力系統(tǒng)是具有時代意義的［1］。自動化技術(shù)與智能技術(shù)的引進(jìn)為電力系統(tǒng)控制帶來了一陣春風(fēng)，隨著這兩項技術(shù)的逐漸完善，它們已經(jīng)運(yùn)用到了電力系統(tǒng)建設(shè)的每個層面，成為了電力系統(tǒng)管理不可或缺的一部分。電力系統(tǒng)自動化控制大幅度的提升了電力系統(tǒng)控制的質(zhì)量以及有效性，也很大程度上提升了系統(tǒng)的反應(yīng)時間和調(diào)整了操作的有效性，這對于我國的電力事業(yè)發(fā)展無疑起到了巨大的促進(jìn)作用。時至今日，電力系統(tǒng)自動化中智能技術(shù)控制已經(jīng)形成了一個比較健全的體系，達(dá)到了規(guī)范化、精確化、標(biāo)準(zhǔn)化。

1　電力系統(tǒng)自動化中智能技術(shù)內(nèi)容及發(fā)展

1.1電力系統(tǒng)自動化簡介

電力系統(tǒng)自動化是指對電力設(shè)備和電力系統(tǒng)的自動控制、調(diào)度和監(jiān)視，它是電工二次系統(tǒng)的組分［2］。電力系統(tǒng)自動化實現(xiàn)了對局部和整體電力系統(tǒng)以及其中的各個元件的遠(yuǎn)程或者就地的自動協(xié)調(diào)、控制與監(jiān)視，它使用了多功能自動決策、檢測、控制的設(shè)備，以及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和信號系統(tǒng)。

1.2電力系統(tǒng)自動化中智能技術(shù)

目前，電力系統(tǒng)自動化智能技術(shù)是基于過去的自動控制技術(shù)來進(jìn)行智能控制。這項技術(shù)旨在使電力系統(tǒng)運(yùn)行更加高效節(jié)能，并且安全可靠。它是對物理電力系統(tǒng)進(jìn)行資源優(yōu)化配置，主要運(yùn)用了控制、計算機(jī)、信息、通信、傳感器等技術(shù)。

2　電力系統(tǒng)自動化的詳述

電力系統(tǒng)自動化按照電力生產(chǎn)配送的階段是分為多個方面的，包括電網(wǎng)調(diào)度、電力工業(yè)管理系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等等，這些方面結(jié)合便形成了一個分級分層的電力自動化系統(tǒng)［3］。

2.1電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)是利用計算機(jī)實現(xiàn)的一個控制系統(tǒng)，主要包括以下兩個方面的內(nèi)容，首先是信息收集與信息顯示系統(tǒng)，其次是將實時的計算和控制分析落實的軟件系統(tǒng)。圖1為電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的示意圖。

2.2電力工業(yè)管理自動化系統(tǒng)

電力工業(yè)管理自動化系統(tǒng)也是基于計算機(jī)，通過計算機(jī)來控制電力工業(yè)管理系統(tǒng)，從而達(dá)到自動控制的效果。該系統(tǒng)包括的內(nèi)容主要有：設(shè)計管理、施工管理、生產(chǎn)管理、計劃管理、資料檢索與財務(wù)管理、人資管理等。

2.3供電自動化系統(tǒng)

供電自動化系統(tǒng)是針對供電系統(tǒng)的符合進(jìn)行的管理，它采用聲頻或工頻的控制形式。合理的運(yùn)用微型計算機(jī)遠(yuǎn)程編程的方式，可以實現(xiàn)變電站不需要人來值班，實現(xiàn)自動化［4］。還可以使用微型計算機(jī)組進(jìn)行類似于中心調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的實時監(jiān)控，主要針對地區(qū)調(diào)度事項。

圖1　電力調(diào)度自動化系統(tǒng)

3　電力系統(tǒng)自動化中智能技術(shù)的應(yīng)用

電力系統(tǒng)自動化是電力系統(tǒng)建設(shè)的重要內(nèi)容，它提高電力系統(tǒng)日常運(yùn)行質(zhì)量和效率，使電力資源得到良好的運(yùn)用，提高百姓的生活質(zhì)量，對我國經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展具有十分重要的作用。電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展已經(jīng)相對迅速，廣泛應(yīng)用控制方法目前主要有以下四種，前線性最優(yōu)控制、專家系統(tǒng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制。

3.1線性最優(yōu)控制的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電的過程中，想要改善發(fā)電機(jī)電壓的控制效果或想要強(qiáng)化控制力度時，通常采用最優(yōu)勵磁控制的方法。最優(yōu)勵磁控制的控制原則是應(yīng)用線性最優(yōu)控制，對比發(fā)動機(jī)測量電壓和給定電壓，再根據(jù)PID法求出偏差，最后得到控制電壓。最優(yōu)勵磁控制主要是調(diào)節(jié)控制電壓使其最優(yōu)化，同時相應(yīng)的調(diào)整電壓相位轉(zhuǎn)移角，確?？刂齐妷恨D(zhuǎn)換為輸出電壓，使控制操作過程更為高效。通過線性最優(yōu)控制原理得到的最優(yōu)勵磁控制方法實現(xiàn)了發(fā)電電壓控制和控制器控制，使局部線性化模型控制內(nèi)容得到了優(yōu)化。但是線性最優(yōu)控制也有一定的弊端，它一般只適用于局部線性化模型中，對其他模型體系進(jìn)行控制時效果不理想。

3.2專家系統(tǒng)控制的應(yīng)用

專家系統(tǒng)控制主要以專業(yè)智能計算機(jī)程序系統(tǒng)為依托，通過專家的水平經(jīng)驗及知識解決突然發(fā)生的問題的控制體系。在當(dāng)前的電力系統(tǒng)自動化控制的過程中，專家系統(tǒng)控制的發(fā)展已經(jīng)相對成熟，系統(tǒng)的方方面面均以涉及到專家系統(tǒng)，例如對故障處理或設(shè)備管理過程中都已用到專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)控制在當(dāng)前控制過程中對故障或緊急狀態(tài)甚至對故障地點、故障狀況進(jìn)行判斷和處理，使系統(tǒng)在最短的時間內(nèi)恢復(fù)正常。

3.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的應(yīng)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在電力系統(tǒng)中應(yīng)用也比較成熟，它算是現(xiàn)在智能控制技術(shù)中的比較有效的新技術(shù)。根據(jù)數(shù)據(jù)的非線性原則特征，對系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫、運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化得到最優(yōu)的控制方案是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在電力系統(tǒng)中的主要應(yīng)用。人工智能系統(tǒng)、數(shù)學(xué)系統(tǒng)、計算機(jī)系統(tǒng)被神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制巧妙的結(jié)合在一起，使得能量消耗收集、能量損耗計算、能量損耗分析框架更為精確直觀，提高了系統(tǒng)的工作效率。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制能夠改善神經(jīng)結(jié)構(gòu)，對控制模型做出準(zhǔn)確分析［5］。隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件水平的提升，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制改善了系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量，并且提高了電力系統(tǒng)的效益。

3.4模糊控制的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)自動化操作過程中經(jīng)常應(yīng)用到模糊控制。通過模糊系統(tǒng)能夠使控制系統(tǒng)動態(tài)模式更加精確性，對結(jié)構(gòu)龐大、內(nèi)容關(guān)系復(fù)雜的大型電力系統(tǒng)的控制調(diào)整起到加強(qiáng)作用。當(dāng)前，模糊控制在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)有了一定的規(guī)模，它可以從根本上解決電力系統(tǒng)的變量復(fù)雜問題和難以掌握實時的系統(tǒng)動態(tài)等問題，將使電力系統(tǒng)自動化控制邁向新的高度。模糊系統(tǒng)控制原理是依照自身數(shù)據(jù)控制的完整性以及設(shè)置的控制規(guī)則，對電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊處理和分析。該方法的特點是具有高準(zhǔn)確性和精確性，它可以一定程度上改善電力系統(tǒng)自動化控制可靠性。

3.5綜合智能系統(tǒng)的控制

綜合的智能控制是把現(xiàn)代的智能控制方法和現(xiàn)代的控制方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合的一種控制手段。例如自適應(yīng)性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、變結(jié)構(gòu)控制的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、變結(jié)構(gòu)的模糊控制、自適應(yīng)或自組織的模糊控制等。主要表現(xiàn)在各種智能控制方法間交叉使用，在研究電力系統(tǒng)時，經(jīng)常結(jié)合使用專家系統(tǒng)和模糊控制，經(jīng)常結(jié)合使用模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，把自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制進(jìn)行結(jié)合使用，把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合使用等。

4　結(jié)語

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力市場經(jīng)濟(jì)也隨之不斷的進(jìn)步。電力系統(tǒng)自動化智能控制技術(shù)作為電力系統(tǒng)的重要技術(shù)，也受到了人們的期待和關(guān)注，必然需要向著高質(zhì)量、高效率、穩(wěn)定安全的目標(biāo)穩(wěn)步發(fā)展。除了上文介紹的控制方法，還有白適應(yīng)控制法、變結(jié)構(gòu)控制法等方法被用在電力系統(tǒng)控制當(dāng)中。智能技術(shù)如此大范圍的在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，勢必促進(jìn)電力系統(tǒng)自動化控制的進(jìn)步。在設(shè)計電力控制系統(tǒng)的過程中，不僅要考慮控制質(zhì)量，也需要將控制成本考慮在內(nèi)，在順應(yīng)智能技術(shù)發(fā)展趨勢的同時，也需要減少成本投入，更要減少輸電、配電過程中的電能損耗，提高電力經(jīng)濟(jì)效益，響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展略，建成節(jié)能環(huán)保的電力體系。

［1］電力系統(tǒng)自動化中智能技術(shù)的應(yīng)用分析［J］.北京電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，29（6）：151～152.

［2］王艷.淺談人工智能在電氣自動化控制中的應(yīng)用［J］.科技致富向?qū)В?010（26）：89～90.

［3］葉干洲.人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用［J］.科技資訊，2010（15）：95～96.

［4］探討智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2011（32）：130～135.

［5］淺析電力系統(tǒng)自動化中智能技術(shù)的應(yīng)用［J］.黑龍江科技信息，2011 （32）：141～145.

2016-4-10

TM76

A

2095-2066（2016）13-0035-02