郭正堯，佟勝偉，戴文滔

（吉林建筑大學(xué) 電氣與計(jì)算機(jī)學(xué)院，吉林 長春 130118）

0 引 言

智能化技術(shù)和電力系統(tǒng)的有效結(jié)合是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的一種必然趨勢，雖然電力系統(tǒng)目前的自動(dòng)化水平比較高，但是其電力系統(tǒng)的智能化水平還是比較落后，而智能化水平較低影響了電力行業(yè)的發(fā)展[1]。因此，需要針對電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中智能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析和研究，旨在使智能技術(shù)更好地為電力系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展服務(wù)。

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制與智能技術(shù)概述

電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制就是在整個(gè)電力系統(tǒng)中全面應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平[2]。電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)是由配電自動(dòng)化、發(fā)電控制自動(dòng)化以及電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化三部分組成。通過自動(dòng)化技術(shù)對電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電進(jìn)行控制，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中的各個(gè)電力設(shè)備，并對電力設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)控制，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。計(jì)算機(jī)技術(shù)是智能技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，智能技術(shù)能夠針對系統(tǒng)中的各個(gè)模塊進(jìn)行分析，然后優(yōu)化和完善措施，解決傳統(tǒng)控制中的漏洞[3]。例如，部分設(shè)備運(yùn)行效率比較低，傳統(tǒng)的控制技術(shù)無法解決這一問題，而利用智能技術(shù)能夠分析設(shè)備運(yùn)行四周的情況，采取科學(xué)有效的措施解決實(shí)際問題。在整個(gè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中應(yīng)用智能技術(shù)可以有效地提高系統(tǒng)的運(yùn)行及生產(chǎn)效率，控制精確度[4]。

2 在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中智能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 智能技術(shù)應(yīng)用不成熟

目前，智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中雖然得到了應(yīng)用，但是因?yàn)橹悄芗夹g(shù)在我國發(fā)展時(shí)間比較短，因此其應(yīng)用并不成熟。智能技術(shù)的應(yīng)用還受到多方面因素的影響。例如，當(dāng)前我國智能技術(shù)人才比較匱乏，一旦電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中出現(xiàn)問題，很難得到及時(shí)的解決。此外，因?yàn)槲覈悄芗夹g(shù)和國外技術(shù)相比差距較大，我國的自動(dòng)化控制與智能技術(shù)的融合缺少創(chuàng)新，因此智能技術(shù)的應(yīng)用目前處于初級階段，尚不成熟。

2.2 智能技術(shù)應(yīng)用范圍較小

智能技術(shù)受自身因素以及外界因素的影響而應(yīng)用范圍較小。例如，智能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用都需要投入比較大的資金，多數(shù)電力單位無法承受這樣的高成本投資，所以我國的智能技術(shù)目前應(yīng)用的范圍比較小。

2.3 智能技術(shù)的應(yīng)用缺乏實(shí)踐性

在電力系統(tǒng)自動(dòng)控制中應(yīng)用智能技術(shù)是未來必然的發(fā)展趨勢，但是實(shí)際應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，智能技術(shù)應(yīng)用的實(shí)踐性比較差。因?yàn)槲覈壳爸悄芗夹g(shù)的應(yīng)用還停留在理論階段，忽視了對系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際情況的考察，所以在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中應(yīng)用智能技術(shù)很容易出現(xiàn)問題，兩種技術(shù)之間協(xié)調(diào)性比較差。

3 電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中智能技術(shù)的應(yīng)用

3.1 專家控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)實(shí)際上是一種智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，系統(tǒng)中存儲(chǔ)了大量的專家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，能夠進(jìn)行推理和判斷，同時(shí)可以模擬出專家的決策過程，并解決一些復(fù)雜的問題。專家系統(tǒng)的應(yīng)用能夠識(shí)別出電力系統(tǒng)運(yùn)行中的故障，同時(shí)向工作人員發(fā)送警報(bào)信息，以采取對應(yīng)的解決措施。一旦遇到突發(fā)問題，專家控制系統(tǒng)能夠判斷出事件的故障原因和位置，故障報(bào)警后，能夠從動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩個(gè)方面處理故障。采用專家控制系統(tǒng)能夠使電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制水平得到迅速提高。圖1為專家控制系統(tǒng)的決策過程。

圖1 專家控制系統(tǒng)

3.2 模糊控制

通常，模糊控制主要是在電力系統(tǒng)自控化控制中被應(yīng)用。利用模糊控制可以提高系統(tǒng)運(yùn)行的準(zhǔn)確性，加大對電力系統(tǒng)的控制。當(dāng)前電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中，利用模糊控制可以降低對系統(tǒng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行掌握的難度，最大程度上實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。模糊控制系統(tǒng)對于系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)沒有較高的要求，只是需要結(jié)合常規(guī)控制方式，對于系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，就可以判斷出電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。實(shí)踐證明，模糊技術(shù)的應(yīng)用降低了系統(tǒng)受到電力設(shè)備運(yùn)行噪音的影響，同時(shí)提高了對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)判斷的準(zhǔn)確性。

3.3 線性控制系統(tǒng)

線性控制系統(tǒng)在電力系統(tǒng)當(dāng)中具有重要作用。其中最優(yōu)勵(lì)磁控制就是比較典型的應(yīng)用，系統(tǒng)能夠自動(dòng)分析和對比勵(lì)磁控制器對發(fā)電機(jī)電壓測量的結(jié)果，之后在PID 調(diào)節(jié)法的支持下，對系統(tǒng)的控制電壓進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。實(shí)踐證明線性最優(yōu)控制系統(tǒng)很好的提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量及線路的輸電能力，同時(shí)對電力系統(tǒng)的運(yùn)行也起到了優(yōu)化作用。

3.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在我國的電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中具有重要作用，能夠解決很多的非線性問題。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)能夠解決這些語言無法表述的非線性問題是因?yàn)樗陨淼姆蔷€性特點(diǎn)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用必須要注意“權(quán)值”，因?yàn)樵撓到y(tǒng)作用的發(fā)揮和“權(quán)值”的算法之間的關(guān)系比較大。此外，國家還應(yīng)該給予神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)一些硬件支持，讓神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠得到更好的應(yīng)用。

3.5 綜合智能控制系統(tǒng)

在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制過程中，綜合智能控制系統(tǒng)的前景也十分廣闊。這主要是因?yàn)橹悄芗夹g(shù)的應(yīng)用能夠表現(xiàn)出自身的優(yōu)缺點(diǎn)，而綜合智能控制系統(tǒng)就是將模糊控制系統(tǒng)、專家控制系統(tǒng)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)三種組合使用，充分發(fā)揮出這些智能技術(shù)的優(yōu)勢。圖2 為綜合智能控制系統(tǒng)的框圖。雖然這一技術(shù)目前的應(yīng)用范圍比較小，但是其未來的發(fā)展前景是公認(rèn)的。隨著科技的進(jìn)步、專家的探索，綜合智能控制系統(tǒng)將會(huì)帶動(dòng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制邁上新的臺(tái)階。

圖2 綜合智能控制系統(tǒng)

4 電力系統(tǒng)自動(dòng)化中智能技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢

電力系統(tǒng)自動(dòng)化中智能控制技術(shù)的發(fā)展趨勢就是從根本上實(shí)現(xiàn)綜合智能控制、智能化實(shí)時(shí)控制與人工智能故障診斷。綜合智能化控制就是設(shè)計(jì)師根據(jù)智能技術(shù)的要點(diǎn)，將最優(yōu)控制技術(shù)、狀態(tài)監(jiān)測、故障分析以及模糊邏輯控制技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，對現(xiàn)代控制和智能控制實(shí)行統(tǒng)一管理。綜合智能技術(shù)成為電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能技術(shù)未來發(fā)展的必然趨勢。智能化實(shí)時(shí)控制技術(shù)能夠通過圖形化的用戶界面，將電力系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)直觀的反應(yīng)出來，降低故障率，降低設(shè)備損耗。智能化實(shí)時(shí)控制技術(shù)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制未來發(fā)展的重要方向。傳統(tǒng)電力故障診斷技術(shù)局限性比較大，而人工智能診斷技術(shù)能夠根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際需要，全方位、多層次地對電力設(shè)備可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，同時(shí)對電力系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制。因此，在電力系統(tǒng)未來的發(fā)展中人工智能故障診斷技術(shù)也是一種必然的方向。

5 結(jié) 論

在電力系統(tǒng)自動(dòng)控制的過程中，智能控制技術(shù)的應(yīng)用有效提高了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率，保證了電力系統(tǒng)的輸電質(zhì)量。在整個(gè)電力行業(yè)中引入智能化控制系統(tǒng)可以降低工作人員的操作風(fēng)險(xiǎn)，保證工作人員的人身安全，同時(shí)還能夠提高電力系統(tǒng)的工作效率和行業(yè)競爭力。