電力系統(tǒng)自動化智能控制的方法

余天文

（南丹縣水利電業(yè)有限公司 廣西南丹 547200）

電力系統(tǒng)采用自動化控制手段是提高系統(tǒng)運行效率的關(guān)鍵舉措，也是行業(yè)發(fā)展重要趨勢。智能控制在自動化中具有重要作用和意義，能起到推動自動化實現(xiàn)的作用，它的應(yīng)用除了表現(xiàn)在設(shè)備與調(diào)試外，還能改善現(xiàn)有系統(tǒng)，解決現(xiàn)存問題。

1 智能控制

對于智能控制，它是伴隨控制理論不斷發(fā)展產(chǎn)生的新控制技術(shù)，作用在于解決現(xiàn)有控制方式難以解決的問題，對有極高適應(yīng)性要求和不確定或非線性問題尤其適用。電力系統(tǒng)本身就是具有較強非線性特征的系統(tǒng)，其包含很多還沒有建模的部分，加之分布范圍廣泛，導(dǎo)致其控制管理難度極大。另外，在經(jīng)濟社會與科技水平快速發(fā)展進程中，現(xiàn)有調(diào)度控制難以適應(yīng)新時代提出的電網(wǎng)運行控制需要，標新為缺少指令設(shè)備與控制技術(shù)，導(dǎo)致控制中時常產(chǎn)生誤動或拒動，最終對電網(wǎng)運行效率造成影響。為有效解決這一實際問題，有必要在電力控制應(yīng)用智能控制[1]。

2 智能控制在電力系統(tǒng)中的實施方案與措施

電力系統(tǒng)引入智能控制前，需制定詳細的實施方案，以原系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對當前控制系統(tǒng)潛在的問題及缺陷進行檢查與處理，從而確定智能控制需要解決哪些問題，應(yīng)具備哪些功能。與此同時，還要以智能控制的功能為依據(jù)，確定行之有效的應(yīng)用措施，編制任務(wù)書，按照其相關(guān)要求，以圖紙的方式繪制智能控制，并選出合理可行的應(yīng)用方案，最終為智能控制充分運用，發(fā)揮預(yù)期效果奠定良好基礎(chǔ)。

得出智能控制實施方案后，根據(jù)方案安排詳細的應(yīng)用工程，按照圖紙改造現(xiàn)有的自動化控制。此時，相關(guān)技術(shù)人員必須積極承擔(dān)責(zé)任，針對智能控制應(yīng)用時可能產(chǎn)生的問題，進行有針對性的分析研究，制定解決措施，不擅自改動設(shè)計圖紙，以此確保智能控制得以順利應(yīng)用，并發(fā)揮出應(yīng)有效果。

3 電力系統(tǒng)自動化中智能控制方法應(yīng)用

3.1 專家系統(tǒng)控制

電力控制中，專家系統(tǒng)控制有很多作用效果，可辨識電力系統(tǒng)所處狀態(tài)，同時對系統(tǒng)進行控制，采取合適的處理方案，使電力系統(tǒng)控制得以恢復(fù)；為系統(tǒng)進行規(guī)劃，并幫助調(diào)度人員的教育培訓(xùn)工作；預(yù)報電力系統(tǒng)短期負荷，分析系統(tǒng)的靜態(tài)安全與動態(tài)安全；當系統(tǒng)產(chǎn)生故障時，隔離故障點，避免故障擴大，縮小其影響范圍。然而，雖然該系統(tǒng)作用多樣，但也存在一定局限性，如不具備創(chuàng)造性，電力控制系統(tǒng)方面的知識還處于淺層次，針對那些深層技術(shù)還缺少認識與理解；不具備學(xué)習(xí)能力，針對某些新問題，一般難以有效解決；對于復(fù)雜問題，在分析和組織上無法達到預(yù)期效果。基于此，在應(yīng)用該系統(tǒng)時，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)有效性及知識獲取，同時注意和其它方法的整合應(yīng)用，從而對系統(tǒng)予以完善[2]。

3.2 模糊控制

自動控制的應(yīng)用與實現(xiàn)需要以構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，而常規(guī)數(shù)學(xué)建模難度很大，對準確度也有很高的要求，對電力系統(tǒng)而言，其數(shù)據(jù)量巨大，在這種情況下進行數(shù)據(jù)建模是有很大難度的，幾乎無法完成。但模糊控制憑借其語言變量的模糊與邏輯推理，使系統(tǒng)控制得以簡化，保證操作的便捷性，在非線性控制中尤其適用。此外，模糊控制在日常生活中也有所應(yīng)用，如微波爐就是模糊控制的典型應(yīng)用。在微波爐中，會用到恒溫器進行溫度控制，為使用者提供不同的溫度檔位。模糊控制的適應(yīng)能力很強，且容錯性良好，可減少或避免錯動及誤動等現(xiàn)象的發(fā)生，是一種理想的非線性控制系統(tǒng)。同樣，該技術(shù)也存在一些問題，如具有較強的經(jīng)驗性，且系統(tǒng)性與穩(wěn)定性均有待提高等，這些都需要相關(guān)技術(shù)人員進行深入分析和探究[3]。

3.3 人工智能

在電力系統(tǒng)中，人工智能作用在于故障診斷。過去對設(shè)備故障，主要由人工完成分析預(yù)測，以系統(tǒng)收集到的狀態(tài)信息為依據(jù)，分析故障產(chǎn)生位置與產(chǎn)生原因，同時對故障造成的影響予以預(yù)測，這一方法不僅效率十分低下，而且還會影響到系統(tǒng)運行可靠性與穩(wěn)定性。引入人工智能后，能從根本上解決以上問題，目前在電力系統(tǒng)的自動化當中，人工智能應(yīng)用在很多方面，以ES的應(yīng)用最為成熟。ES除包含電力系統(tǒng)所有理論知識外，還容納了豐富的實踐經(jīng)驗，而且通過對獲取與表達方式的改進，提高系統(tǒng)故障診斷能力及效率。另外一個比較先進的是ANN，其主要特點為使系統(tǒng)具有學(xué)習(xí)和組織能力，省去知識形成及獲取的復(fù)雜過程，同時以學(xué)習(xí)結(jié)果為依據(jù)，建立診斷樣本，進而在后續(xù)診斷過程中直接根據(jù)樣本確定故障點具體為止與故障的種類及其可能造成的影響[4]。

3.4 線性最優(yōu)控制

對于最優(yōu)控制，它是先進的最優(yōu)化理論于系統(tǒng)控制領(lǐng)域充分應(yīng)用的具體表現(xiàn)，作用原理為：最某種條件下，找到與系統(tǒng)最符合的控制方法與策略，確保性能指標能夠達到最優(yōu)。它在電力系統(tǒng)當中的實際應(yīng)用可謂是由來已久，相關(guān)研究得出，通過對最優(yōu)控制的合理應(yīng)用，可以提高電網(wǎng)輸電能力，尤其是遠距離輸電，同時保證輸電品質(zhì)，保證電能質(zhì)量。然而，因其僅可以對部分線性模型給出最優(yōu)策略，所以控制作用往往有限，在具有較強非線性的系統(tǒng)中，應(yīng)用效果一般，所以在實際應(yīng)用過程中，主要用于部分線性模型[5]。

3.5 監(jiān)控技術(shù)

監(jiān)控在電力系統(tǒng)中是一個重要的部分，通過實時監(jiān)控，控制中心的工作人員可以隨時掌握系統(tǒng)實際運行情況，并且在電力行業(yè)快速發(fā)展的進程中，監(jiān)控尤其是智能監(jiān)控得到明顯進步。對智能監(jiān)控而言，它可以為使用者提供全數(shù)字化操作界面，同時對系統(tǒng)實際運行實施圖形與數(shù)據(jù)監(jiān)控及分析，為管理調(diào)度人員的決策提供可靠依據(jù)。此外，當前的智能控制還能實現(xiàn)遠程遙控、實時報警與遙控閉鎖，提高控制效率，并節(jié)省人力資源，保證電力生產(chǎn)與輸送的安全性、可靠性，進一步提高系統(tǒng)控制自動化程度，滿足時代與行業(yè)發(fā)展基本需要。這一方面的智能性表現(xiàn)為，在分析高壓進線、低壓進線、電源切換時，優(yōu)先考慮分布分層式結(jié)構(gòu)，同時實時監(jiān)控溫度變化及運行情況。另外，系統(tǒng)還能對不同的遙信量進行監(jiān)測，將監(jiān)測到的信號反饋至控制中心[6]。

3.6 綜合智能系統(tǒng)

所謂綜合智能系統(tǒng)，實際上就是對不同的智能控制進行整合，一同應(yīng)用在電力系統(tǒng)當中，集合多種不同智能控制的優(yōu)勢，實現(xiàn)不同技術(shù)和方法的優(yōu)勢互補。在綜合智能系統(tǒng)當中，其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可對非結(jié)構(gòu)性信息進行處理，模糊技術(shù)對結(jié)構(gòu)化信息進行處理，進一步擴大系統(tǒng)實際應(yīng)用范圍，保證信息處理質(zhì)量與效率，在龐大而復(fù)雜的電力系統(tǒng)當中尤其適用，對提高電力系統(tǒng)自動化程度有重要意義與價值。就目前而言，很多專業(yè)技術(shù)研究人員均將綜合性智能系統(tǒng)作為主要發(fā)展方向，成為電力系統(tǒng)智能控制重要發(fā)展趨勢，企業(yè)應(yīng)增加有關(guān)方面的投入。

4 結(jié)束語

綜上所述，在電力系統(tǒng)及其自動化控制中合理應(yīng)用智能控制方法能進一步提高自動化程度，同時伴隨相關(guān)技術(shù)人員對智能控制分析研究的不斷加深，不同控制方式間有了越來越緊密的關(guān)系，并因此形成具有綜合性特征的控制系統(tǒng)，推動電力系統(tǒng)快速發(fā)展和提高。作為電力企業(yè)的技術(shù)人員，需要正確認識應(yīng)用和發(fā)展智能控制的重要性與必要性，通過學(xué)習(xí)和培訓(xùn)不斷提高自身知識與業(yè)務(wù)水平，進而為企業(yè)發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻。

[1]劉瀚濤，何婧.智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化的應(yīng)用探究[J].科技與企業(yè)，2016（07）：96.

[2]朱長君.淺論電力系統(tǒng)自動化中智能技術(shù)的主要應(yīng)用[J].民營科技，2015（10）：58.

[3]何章瑋.淺析電力系統(tǒng)自動化與智能技術(shù)[J].裝備制造技術(shù)，2013（11）：50～51+60.

[4]劉偉.電力系統(tǒng)自動化控制中的智能技術(shù)分析[J].機電信息，2012（33）：108～109.

[5]吳曉蓉，王建華，張忠華，王穎.電力系統(tǒng)孤網(wǎng)運行安全穩(wěn)定分析及智能控制研究[J].吉林電力，2012，40（04）：8～11.

[6]張永剛，葉魯卿，曾偉民，姜文立.智能控制-維護-技術(shù)管理集成系統(tǒng)（ICMMS）及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用（三）電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制的ICMMS體系設(shè)計[J].電力系統(tǒng)自動化，2012（01）：34～37+63.