芻議電力系統自動化中智能控制的應用

馮志昕

摘 要：在電力系統自動化中，應用智能控制不僅能夠提升電力系統的自動化水平，還能提高供電的安全性和可靠性。簡單介紹了智能控制技術，并闡述其在電力系統自動化中的具體應用，供有關人員參考。

關鍵詞：電力系統；自動化；智能控制技術；供電

中圖分類號：TP18 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）21-0144-02

隨著電力事業的發展，電力行業之間的競爭逐漸加強，為了提高電力企業的核心競爭力，不僅需要加強對企業的管理，還需要通過有效的控制技術提高電力系統運行的安全性和可靠性。智能控制在電力系統自動化中的應用能夠有效提升系統的安全性。在我國電力事業快速發展的今天，智能控制技術有廣闊的發展前景。

1 智能控制技術概述

智能控制技術主要是基于人工智能技術和自動化控制技術發展而來的，它屬于一門新興的交叉學科。智能控制技術能夠感知系統環境，獲取相關的信息，通過信息分析感知系統中的不確定因素，并加以控制，提升系統的控制能力。

智能控制在電力系統自動化中的應用主要體現在以下幾個方面，包括模糊控制方法、人工神經網絡、專家系統和遺傳算法。

模糊控制方法：模糊控制主要是通過系統的具體行為，利用模擬人的模糊推理和決策過程得到相關數據，并通過數據分析進行相應的控制。

人工神經網絡：按照一定的方式將若干個簡單神經元連接在一起，形成一個系統、并行、分布式的信息結構網絡，從而進行電力系統狀態監控。

專家系統：從實質上講，專家系統屬于智能化程序，主要是將大量的專業知識和控制程序編寫到系統中，實現對電力系統的智能化控制。

遺傳算法：遺傳算法是將電力系統中所有數據中的每個個體作為編碼對象實施編碼，并將編碼數據按照隨機方式編投到參數空間中實施高效搜索。

實踐證明，智能控制具有較強的適應能力、組織能力和學習功能，能夠通過不同的方法對系統環境作出判斷，并自主獲取相應的知識，突破了傳統控制方法對模型的依賴，提高了對電力系統控制的多元性和實時性等。

2 智能控制技術的應用

在電力系統自動化中，智能控制技術主要體現在對模糊控制方法、人工神經網絡、遺傳算法和專家系統等的應用上，具體應用有以下幾方面。

2.1 模糊控制方法

模糊理論就是將經典理論模糊化，將通過模糊推理得出的結果變量引入模糊邏輯中，形成一個完整的推理體系。模糊推理的過程實際上是一種實用的控制方法，根據已知的數據和控制規則，通過模糊變量進行推導，得出主要的模糊控制輸出，主要包括模糊判決、模糊推理和模糊化三部分。隨著時間的推移，模糊理論被不斷地完善，模糊控制方法也被廣泛應用，并取得了一定的成績，具體體現在以下三方面：①該方法適用于處理不確定的、不精確的和噪聲帶來的相關問題；②模糊知識是使用語言變量來表述專家的經驗，更接近人的表達方式，易于實現對知識的抽取和表達；③該方法具有較強的魯棒性，被控對象參數的變化對模糊控制的影響不明顯等。近年來，模糊控制方法在電力系統中的應用越來越廣泛，并且隨著科技水平的發展，獲得了越來越多的研究成果，這也間接說明了模糊控制在電力系統中具有廣闊的應用前景。

電力系統傳統的控制方法為模型控制，一般的線性模型相對簡單，但是，在電力系統控制中，多應用非線性模型系統，這不僅增加了控制難度，控制效果也差強人意。加入了模糊理論、建立模糊關系模型后，可以有效地模擬非線性過程，并描述了系統輸出、輸入量關系，克服了傳統模型的不足。

2.2 人工神經網絡

人工神經網絡主要是通過對人類思維、推理過程的模擬，建立多個簡單的神經元，并利用一定的方式進行連接，形成完整的神經網絡結構。由于單個神經元在輸入與輸出之間存在非線性關系，所以，人工神經網絡間也具備非線性特點，并且相對復雜。在電力系統自動化中應用人工神經網絡具有以下優勢：①人工神經網絡具有較強的學習能力，能夠自我組織相關知識適應不同的信息處理要求；②采用分布儲存的方式存儲信息，其容錯能力強；③人工神經網絡中的各個神經元相對獨立，能夠獨立處理數據信息，具有較高的處理速度。

現階段，人工神經網絡在具體應用過程中還存在一些問題，例如學習算法的速度慢，需要花費較長的時間訓練；在數據信息收斂方面有一定的局限性。可以說，將人工神經網絡應用于我國電力系統自動化中目前還處于初級階段，需要加強科研力度，提高算法速度和效率，使其在電力系統智能控制中發揮更大的優勢。

2.3 專家系統

相對上述兩種智能控制方法來說，專家系統發展較早，現在已經發展為一項較為成熟的控制技術。專家系統主要是由推理結構和知識庫構成，主要的控制方法是根據某一領域專家提供的知識進行特定推理，并模擬人類專家進行相關分析，最終根據分析結果作出相應的決策?，F階段，在電力系統自動化中，電力調度和運行控制主要調度人員利用自動化技術完成的，傳統的數值分析缺乏推理性，并且在知識積累上存在一定的欠缺。另外，電力系統本身的復雜性也決定了建立數學模型和獲取狀態量的難度。應用專家系統能夠很好地解決上述問題。

專家系統在電力系統自動化中的應用已經初見成效，但同時也存在一些問題需要解決：①專家系統在運行過程中，其推理速度會受到系統規模和規則的限制，同時，只能在離線或在線時解決系統問題，無法實現實時控制；②建立專家系統需要花費大量的時間，并且知識庫建立工程量大，增加了系統維護的難度；③在應對新問題方面，專家系統的相關能力還有待加強，并且其容錯能力比較弱。當設備改動或發生故障后，很容易出現錯誤碼。以上問題需要相關領域的專家共同努力。解決這些問題，將為電力系統智能控制貢獻力量。

3 結束語

隨著科學技術的發展，越來越多的科學技術被應用于電力系統中，并取得了顯著的成效。智能控制技術在電力系統自動化的應用主要體現在模糊控制、人工神經網絡、專家系統和遺傳算法等方法上，但是，目前在具體應用中還存在一定的問題，需要將各種方法有效結合，實現方法互補，形成一套有效的智能控制體系，為電力系統智能化發展打下堅實的基礎。

參考文獻

[1]張程杰.探討智能控制方法在電力系統自動化中的應用[J].自動化技術，2012，14（7）：56-57.

[2]莫冬翔.探討智能控制在電力系統自動化的應用[J].創新技術與應用，2013，31（6）：124-125.

[3]劉小凡.淺談智能控制技術在電力系統自動化中的運用[J].科技創新與應用，2013，17（2）：107-108.

[4]武景振.關于電力系統自動化中智能控制技術的應用[J].科技專欄，2012，29（7）：66-67.

〔編輯：白潔〕

Discussion of Intelligent Power System Automation Control Applications

Feng Zhixin

Abstract： In the power system automation， the application of intelligent control can not only improve the level of automation of the power system， but also improve security of supply and reliability. Introduces the intelligent control technology， and explains its specific application in the automation of power systems for the relevant officers.

Key words： power systems； automation； intelligent control technology； power