廣東旭能建設(shè)有限公司 林惠平

電力系統(tǒng)工程自動化中應(yīng)用智能化技術(shù)的優(yōu)勢如下：一是智能化技術(shù)的運用顯著提升了電力系統(tǒng)采集模擬量、開關(guān)量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息的效率，且數(shù)據(jù)分析處理效率也明顯提升[1]；二是智能化技術(shù)的運用實現(xiàn)了電力系統(tǒng)運行狀態(tài)及電力設(shè)備運行狀態(tài)的智能化實時監(jiān)測，并可自動生成運行趨勢圖，工作人員通過觀察趨勢圖可掌握電力系統(tǒng)以及電力設(shè)備的運行情況，便于適時采取干預(yù)措施；三是智能化技術(shù)的運用實現(xiàn)了對波捕捉以及順序記錄的智能化控制；四是智能化技術(shù)的運用實現(xiàn)了智能化電力系統(tǒng)故障診斷分析，一旦出現(xiàn)異常情況會自動發(fā)出報警信息；五是智能化技術(shù)的運用提供了在線修改參數(shù)功能，針對電力系統(tǒng)不對稱運行的情況可給予進行在線分析，并精準計算出負序量，進而采取措施。

1 智能化技術(shù)在電力系統(tǒng)工程自動化中的應(yīng)用

1.1 智能化軟件

1.1.1 智能化人機交互界面

智能化人機交互界面是操作人員與系統(tǒng)對話的窗口，是智能化系統(tǒng)的核心構(gòu)成之一，可實現(xiàn)人與系統(tǒng)的友好、智能化交互。目前，關(guān)于智能化人機交互界面的設(shè)計可在多種環(huán)境下進行，如與西門子PLC 相關(guān)的WINCC 界面開發(fā)環(huán)境，與STM32相關(guān)的STemWin 界面開發(fā)環(huán)境，與Windows 相關(guān)的Visual Studio 界面開發(fā)環(huán)境，與JAVA 語言相關(guān)的Android Studio 和eclipse 界面開發(fā)環(huán)境，基于MATLAB 的GUI 界面開發(fā)環(huán)境等。

1.1.2 多任務(wù)并行處理技術(shù)

電力系統(tǒng)運行控制是一項復(fù)雜化的工作，采用多任務(wù)并行處理技術(shù)顯著提升系統(tǒng)運行效率，同時也能簡化系統(tǒng)控制操作。多任務(wù)并行處理技術(shù)作為智能化電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)手段，需依賴于智能化操作系統(tǒng)，當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的系統(tǒng)包括FreRTOS、Linux、UCOS 以及Windows 系統(tǒng)[2]，在電力行業(yè)，應(yīng)用最為廣泛的是FreRTOS 和UCOS 操作系統(tǒng)，不僅程序簡潔且體積小，不會占用太大空間，多應(yīng)用于單片機以及嵌入式處理器當(dāng)中。搭載操作系統(tǒng)后，開發(fā)者可基于操作系統(tǒng)設(shè)計人機交互界面，進而是實現(xiàn)智能化控制。

1.1.3 智能化故障診斷技術(shù)

電力系統(tǒng)在運行過程中，受包括自然因素、環(huán)境因素及人為因素在內(nèi)的多種因素影響，可能出現(xiàn)故障，這會嚴重影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與連續(xù)性，可能造成電力資源供應(yīng)中斷。一般情況下，大部分故障在發(fā)生前會有預(yù)兆，如果能及時發(fā)現(xiàn)并采取有效措施，則可提前解除故障或者控制因故障造成的影響。在電力系統(tǒng)的維修和檢測中，電氣工程智能技術(shù)可起到舉足輕重的作用。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)檢修方法多為手工檢修，不僅檢修速度慢，檢修過程復(fù)雜，有時還會危及檢修工人的生命安全。在維修的時候，往往要關(guān)掉電源，從而導(dǎo)致電力供應(yīng)中斷等問題，給區(qū)域的工業(yè)和消費行業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失，同時也會對人們的正常生活造成一定影響。

利用智能技術(shù)實現(xiàn)了對電力系統(tǒng)故障的快速準確定位，不僅能夠代替大部分人工工作，提高檢修效率，還能夠保障檢修人員的人身安全。智能化技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)以及設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)測，一旦系統(tǒng)或者設(shè)備運行出現(xiàn)異常，故障診斷系統(tǒng)會進行智能識別以及處理，做出判斷后會發(fā)出預(yù)警信息，工作人員可根據(jù)系統(tǒng)提供的信息采取針對性措施，及時解除故障狀態(tài)，使系統(tǒng)保持穩(wěn)定運行。如，變壓器在運行過程中狀態(tài)異常，故障診斷系統(tǒng)會智能化識別故障信息、分析故障原因，為檢修人員提供完善的信息，工作人員可快速解除變壓器故障，避免電力系統(tǒng)運行中斷。

此外，電氣工程智能技術(shù)還可采集到大量的故障信息，為以后的維護工作等數(shù)據(jù)的處理奠定了依據(jù)。采用智能技術(shù)可實現(xiàn)對各種設(shè)備的故障進行模擬，以便在出現(xiàn)事故后進行實時的數(shù)據(jù)對比，減少了資源的消耗。同時在維修期間，利用人工智能系統(tǒng)對故障點進行準確定位，將監(jiān)測到的區(qū)域信息反饋給控制中心，大大提升了診斷工作的效果。

2.2 智能化硬件

2.2.1 智能算法電路

目前，所采用的每種算法都有相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，以電子電路技術(shù)搭建數(shù)學(xué)模型，可將電路中的電流、電力以及功率等參數(shù)的運算以及算法的模式進行，即算法電路化。通過這種方式可顯著提升系統(tǒng)運算效率，降低系統(tǒng)程序運算的復(fù)雜性，并可保障運算結(jié)果的精確度。如華為采用的麒麟芯片采用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元，不僅可顯著提升處理速度，同時能效明顯降低。智能化電力系統(tǒng)需要實時監(jiān)系統(tǒng)以及設(shè)備運行狀態(tài)，智能化判斷不同狀態(tài)下系統(tǒng)運行參數(shù)并作出智能化的調(diào)整優(yōu)化，這些都需要基于先進算法，智能算法電路的應(yīng)用有效解決這一問題。

2.2.2 特種IC 芯片

這是一種支持達成某一種特定功能的芯片，是智能化電力系統(tǒng)的核心構(gòu)成。由于智能控制算法一般以軟件代碼的形式搭建軟件或執(zhí)行程序，軟件或是執(zhí)行程序的運行須以運行內(nèi)存與CPU 為基礎(chǔ)，并需一定的運行時間，而特種IC 芯片可實現(xiàn)算法硬件化，進而解放CPU 與運行內(nèi)存、使算法實現(xiàn)獨立運行，這不僅可降低CPU 能耗，同時也能節(jié)省運算時間。在電力系統(tǒng)中，針對某些特殊的電路可采用特種IC 芯片，如運算放大電路、功率放大電路或者是三極管組合電路。

2.3 智能信息采集

當(dāng)前，由于大數(shù)據(jù)等技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)的信息量對于提高電力系統(tǒng)技術(shù)水平具有非常重大的意義。而當(dāng)前電力系統(tǒng)規(guī)模巨大且復(fù)雜，使得數(shù)據(jù)的收集成為了各電力企業(yè)工作的難點。將電力信息采集系統(tǒng)與電氣工程電氣化技術(shù)有機地融合在一起，可對電力系統(tǒng)的各種工況進行數(shù)據(jù)的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測。該系統(tǒng)還可實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的檢修全流程數(shù)據(jù)進行收集和處理，極大地改善了電力系統(tǒng)的檢修工作。

另外，采用大數(shù)據(jù)、智能分析等技術(shù)，可對所收集到的數(shù)據(jù)進行有效的管理和處理，從而提高了數(shù)據(jù)的使用效果。在我國電力系統(tǒng)的建設(shè)中，計算機技術(shù)對我國電力系統(tǒng)的發(fā)展起到了巨大的推動作用，不但提高了電力系統(tǒng)的自動化水平，同時通過自動化配電、自動化調(diào)度等手段，有效地提高了電力系統(tǒng)的資源利用率。通過利用計算機技術(shù)，不僅實現(xiàn)對發(fā)電站和變電站的實時監(jiān)測，還實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的智能化傳輸，使電力系統(tǒng)的整體運行效率大大提升。

2.4 電力系統(tǒng)促進生產(chǎn)

電網(wǎng)是指各種設(shè)備、電線、電路以及變電等組成的電力系統(tǒng)。由于電網(wǎng)分布范圍廣，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，電網(wǎng)的運行受到地理、氣候等因素的制約，使得電網(wǎng)的更新相對較慢，電網(wǎng)的協(xié)同問題也長期困擾著我們。為了充分發(fā)揮國家電力資源的作用，就必須對電網(wǎng)調(diào)度工作進行科學(xué)的規(guī)劃。如何合理安排電網(wǎng)的調(diào)度，對提高國家電力資源的利用率和提高電力系統(tǒng)的安全、有效地運行具有重要意義。采用常規(guī)的人工方法進行電力系統(tǒng)的優(yōu)化改造，不但要花費大量的時間和精力，而且還會給維護工人帶來安全隱患。利用電氣工程智能技術(shù)實現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能調(diào)度，可提高電網(wǎng)調(diào)度的工作效率，同時通過對不同地區(qū)的用電需求進行合理的配置，以防止電網(wǎng)供應(yīng)短缺、電源過量等問題，從而有效地提升電網(wǎng)的運行效率。

另外，該技術(shù)不僅可構(gòu)建電網(wǎng)調(diào)配系統(tǒng)，還可通過電氣工程智能技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備自動化調(diào)配，對電力系統(tǒng)中的各種設(shè)備資源進行匹配。通過對變電站和發(fā)電廠的具體要求對其進行自動調(diào)節(jié)，從而使整個電力系統(tǒng)的運行效率得到有效控制。采用電氣工程自動化系統(tǒng)，不但可代替人工完成的傳統(tǒng)的電力調(diào)度任務(wù)，而且可保證整個電網(wǎng)的各部分的工作效率和安全。通過采用自動化技術(shù)代替人工操作，還可保證電力系統(tǒng)員工的人身安全，從而大大地提升了工作的效率和質(zhì)量。

2.5 優(yōu)化工作結(jié)構(gòu)

目前，各種工業(yè)都在致力于智能化和自動化，而在電力系統(tǒng)中，怎樣實現(xiàn)智能化已成為電力企業(yè)的一個重要課題。而將電氣工程智能技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，將有助于提高電力系統(tǒng)的智能化程度。運用電氣工程智能技術(shù)，不但可逐步推動電氣行業(yè)的發(fā)展，而且可使整個電網(wǎng)的體系架構(gòu)得到進一步的優(yōu)化和完善，從而推動整個電網(wǎng)的健康發(fā)展。

另外，利用智能技術(shù)可有效地減少電力企業(yè)的人工、材料、能源等方面的成本，從而改善電力企業(yè)的管理效率，使其內(nèi)在的組織結(jié)構(gòu)得到了最優(yōu)的改善，從而使整個企業(yè)的運行更加高效。而在過去的電力系統(tǒng)管理中，由于生產(chǎn)、檢修、管理等環(huán)節(jié)的不連續(xù)性，使電力系統(tǒng)在運行過程中產(chǎn)生不協(xié)調(diào)、不統(tǒng)一的問題。利用智能技術(shù)建立智能化數(shù)據(jù)管理平臺，可使電力企業(yè)各個部門之間的信息共享和情況互通得以實現(xiàn)，大大提高了企業(yè)的統(tǒng)一化、數(shù)字化管理水平。另外，電氣工程智能技術(shù)集成了各種技術(shù)，可將其與電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)有機地結(jié)合起來，充分利用了智能技術(shù)在電力系統(tǒng)實際運用中的優(yōu)越性，從而保證了電網(wǎng)的可靠性。

2.6 推動信息網(wǎng)絡(luò)一體化管理

在這個新的時代，很多高科技都被運用到了各行各業(yè)，并且取得了很好的效果。在此背景下，若想將電氣工程智能技術(shù)運用于電力系統(tǒng)中，就必須運用信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使其能更好地發(fā)揮自身優(yōu)勢。從實際應(yīng)用中可看到，在各種電氣智能設(shè)備中正確使用各種軟件，可提高電氣智能設(shè)備的信息準確率，從而保證電氣自動化設(shè)備的運行更安全、更穩(wěn)定。從這方面講，它還可提高電力系統(tǒng)安全性能。因此，今后相關(guān)企業(yè)和單位需要實現(xiàn)對電力系統(tǒng)進行統(tǒng)一的信息化管理，并對相關(guān)的問題進行及時地解決，全面維護整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2.7 確保相關(guān)標準的實現(xiàn)

在電力系統(tǒng)實際操作過程中，電氣智能設(shè)備相對較多。由于廠家和制造企業(yè)的差異，對相關(guān)的電氣智能設(shè)備產(chǎn)生了一定的沖擊，主要體現(xiàn)在信息共享方面，從而使后續(xù)的電網(wǎng)運行管理工作陷入了一片混亂之中。所以，為了進一步提高電氣智能技術(shù)的應(yīng)用水平，就必須根據(jù)國家的標準來生產(chǎn)和制造相應(yīng)的設(shè)備，以確保不同電氣智能設(shè)備之間的兼容性，從而使不同電氣智能設(shè)備之間的數(shù)據(jù)實現(xiàn)共享，這對于當(dāng)前的電力系統(tǒng)來說十分重要。

3 電力系統(tǒng)工程智能化發(fā)展趨勢

毋庸置疑的是，智能化必然會成為現(xiàn)階段以及未來電力系統(tǒng)發(fā)展的主要方向。從當(dāng)前電力系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢來看，未來智能化電力系統(tǒng)在性能方面將更加準確、高效；在功能方面將向多元化發(fā)展；在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面將向模塊化與集成化發(fā)展。現(xiàn)階段智能化技術(shù)雖然已經(jīng)在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，但是由于實踐時間尚短，在很多方面缺乏可借鑒的經(jīng)驗，以此，仍需要進行不斷的摸索。

可預(yù)見的是，隨著智能化技術(shù)的發(fā)展成熟，無論是智能化軟件還是硬件在性能與功能方面都會進一步優(yōu)化，系統(tǒng)運行效率會越來越高，能耗必然越來越小。無論是狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、數(shù)據(jù)信息采集與處理都將實現(xiàn)高度智能化，電力系統(tǒng)受人為因素的影響會越來越小。此外，在智能化電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面，必然會向標準化、規(guī)范化發(fā)展，系統(tǒng)功能會向模塊化發(fā)展，而智能化電力系統(tǒng)會向集成化發(fā)展，在管理以及操作方面將更為便捷。

4 結(jié)語

當(dāng)前智能化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用雖然時間較短，尚未形成完整的技術(shù)體系，積累的經(jīng)驗還不夠豐富，但是就目前的成果來看已經(jīng)取得了重大突破，隨著智能化技術(shù)的發(fā)展完善，必然會在電力系統(tǒng)中發(fā)揮更為重要的作用。