變電站電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能控制技術(shù)研究

張春娟

【摘 ?要】智能化變電站的推廣是電力系統(tǒng)改革的重要革新和體現(xiàn)，是電力系統(tǒng)改革不斷深化和發(fā)展的重要舉措，滿足了人們?nèi)找嬖鲩L的高品質(zhì)高標(biāo)準(zhǔn)電力需求和對(duì)電網(wǎng)現(xiàn)代化、信息化、智能化以及網(wǎng)絡(luò)化的管理建設(shè)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能控制將充分發(fā)揮變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，從而保障變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)近年來得到了快速的發(fā)展，并在電力行業(yè)展示出其獨(dú)特優(yōu)勢，自動(dòng)化控制技術(shù)的改進(jìn)和自動(dòng)化元器件性能的提高，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性起著重要的作用。

【關(guān)鍵詞】變電站;電力系統(tǒng);智能控制;自動(dòng)化;應(yīng)用

1 引言

電力系統(tǒng)作為一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)層次多，技術(shù)要求也比較高，具有較強(qiáng)的非線性系數(shù)。雖然電力系統(tǒng)已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作與控制，但是與智能化的熟練應(yīng)用還存在一定差異，因此，為了提高電力系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化程度，深入電力系統(tǒng)自動(dòng)化中進(jìn)行智能控制技術(shù)應(yīng)用研究具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。

2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能控制技術(shù)概念

電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能控制技術(shù)是新型的應(yīng)用技術(shù)，是自動(dòng)化技術(shù)和智能化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，從而保障了電力系統(tǒng)運(yùn)行效率的提升，成為電力企業(yè)市場競爭力提高的重要技術(shù)支持。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能控制技術(shù)的應(yīng)用下，可使企業(yè)獲得最大化的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，為電力市場中的可持續(xù)發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。電力系統(tǒng)智能化技術(shù)是對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)以及自動(dòng)化配電系統(tǒng)的結(jié)合應(yīng)用，兩種技術(shù)應(yīng)用有著緊密的聯(lián)系。在自動(dòng)化控制以及調(diào)度和供電部分，應(yīng)用了智能化技術(shù)之后，就能提高工作的效率，節(jié)約時(shí)間。

3 電力系統(tǒng)智能控制發(fā)展現(xiàn)狀

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，近10年來我國電力行業(yè)快速發(fā)展，變電站自動(dòng)化技術(shù)得以不斷更新并廣泛應(yīng)用，變電站電力系統(tǒng)自動(dòng)化的應(yīng)用對(duì)于方便變電站內(nèi)部各類設(shè)備運(yùn)行和操作的監(jiān)控有著明顯的推動(dòng)作用。其自動(dòng)化智能控制技術(shù)能有效地收集大量的數(shù)據(jù)和信息，并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行高速處理，有利于故障的分析處理、運(yùn)行操作的實(shí)時(shí)監(jiān)控，切實(shí)保障了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。從1984年第一套微機(jī)保護(hù)到2000年第一套專家系統(tǒng)的應(yīng)用，隨著IEC61850國際標(biāo)準(zhǔn)的誕生，變電站電力系統(tǒng)的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了智能管理接替人工管理，大大縮減了人力資源投入成本，并適應(yīng)了系統(tǒng)發(fā)展的趨勢和要求，以遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制的手段為電力系統(tǒng)的規(guī)模擴(kuò)大化提供了技術(shù)保障。智能控制在電力系統(tǒng)中的有效應(yīng)用在于專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和完善，并通過對(duì)知識(shí)庫的建立，運(yùn)用推理機(jī)來進(jìn)行設(shè)備作業(yè)匹配，并利用學(xué)習(xí)機(jī)的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)后期的知識(shí)獲取。總的來說，我國目前變電站的智能控制發(fā)展現(xiàn)狀主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①國內(nèi)變電站基本實(shí)現(xiàn)遙測、遙控、遙信、遙調(diào)的四遙功能，部分網(wǎng)省公司的220 kV變電站無人值班比例達(dá)85%以上，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)可以實(shí)時(shí)在線檢測和控制，繼保、安穩(wěn)控制等技術(shù)處在國際領(lǐng)先水平。

②專家系統(tǒng)：推理機(jī)。推理機(jī)的設(shè)計(jì)作為信息管理系統(tǒng)中重要專家控制部分，其設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了人工智能的理念，在事先進(jìn)行全面的資源整合而形成豐富的數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)之上，以目標(biāo)驅(qū)動(dòng)控制來保障推理機(jī)運(yùn)行，通過對(duì)機(jī)械設(shè)備特點(diǎn)的智能評(píng)估確定目標(biāo)，便于在資源庫中搜索到與之匹配的知識(shí)。推理機(jī)的設(shè)計(jì)實(shí)際上是對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析并匹配，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成指導(dǎo)目錄元素。推理機(jī)的設(shè)計(jì)對(duì)于變電站設(shè)備自動(dòng)匹配作業(yè)目標(biāo)和自動(dòng)運(yùn)行有著很強(qiáng)的實(shí)用性，其實(shí)質(zhì)在于積累全面的專家知識(shí)，通過知識(shí)庫來存儲(chǔ)專家的經(jīng)驗(yàn)，繼而運(yùn)用專家的知識(shí)來進(jìn)行推理。

③專家系統(tǒng)：學(xué)習(xí)機(jī)。學(xué)習(xí)機(jī)的設(shè)計(jì)實(shí)際上是對(duì)信息反饋收集后的一個(gè)分析并積累經(jīng)驗(yàn)的過程，設(shè)計(jì)以手工知識(shí)獲取、半自動(dòng)知識(shí)獲取以及自動(dòng)知識(shí)獲取來收集在檢修過程中出現(xiàn)的信息資源以及信息反饋。學(xué)習(xí)機(jī)設(shè)計(jì)不僅擁有多元化的知識(shí)獲取功能，還具有人性化的操作技能，在對(duì)知識(shí)庫進(jìn)行維護(hù)時(shí)采用了人工維護(hù)和智能維護(hù)兩種模式，能夠有效實(shí)現(xiàn)知識(shí)庫的半自動(dòng)、全自動(dòng)更新并不斷豐富。

4 電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能控制技術(shù)的應(yīng)用

4.1線性最優(yōu)控制技術(shù)

由于在電力系統(tǒng)中輸電是通過遠(yuǎn)距離進(jìn)行控制工作的，工作難度比較大。因此，工作人員要使用最優(yōu)控制技術(shù)，及時(shí)優(yōu)化控制方式。線性最優(yōu)控制技術(shù)不僅可以加大自動(dòng)化控制力度，而且還可以實(shí)現(xiàn)與測量系統(tǒng)的良好相融，對(duì)比獲取到各類數(shù)據(jù)，從而根據(jù)數(shù)據(jù)偏差得出相關(guān)結(jié)論。技術(shù)操作人員優(yōu)先使用較為先進(jìn)的控制技術(shù)，可以提高自動(dòng)化技術(shù)的可靠性，有效調(diào)節(jié)電壓，從而完成整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)控制操作流程。電力企業(yè)將線性最優(yōu)控制技術(shù)應(yīng)用到自動(dòng)化運(yùn)行過程中，技術(shù)操作人員可以通過建立局部模型，確保能夠合理有效應(yīng)用線性最優(yōu)控制技術(shù)，不斷完善技術(shù)內(nèi)容。然而，在電力系統(tǒng)中只能局部應(yīng)用線性化最優(yōu)控制技術(shù)，在其他模型中不能起到理想的控制作用，其控制效果也比較差。因此，技術(shù)操作人員必須熟悉掌握線性最優(yōu)控制技術(shù)的適用模式，不斷優(yōu)化其控制系統(tǒng)。

4.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行中出現(xiàn)了一種新興的控制技術(shù)，即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用有效促進(jìn)了電力企業(yè)的發(fā)展。電力企業(yè)技術(shù)操作人員在應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)的過程中，要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定制定完善的工作制度，提高數(shù)據(jù)庫的控制效率。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)結(jié)合了計(jì)算機(jī)、智能以及數(shù)字等系統(tǒng)，創(chuàng)設(shè)了一個(gè)比較完善的系統(tǒng)，能夠更好地對(duì)能量消耗進(jìn)行收集，實(shí)施計(jì)算工作，形成良好的能量分析框架。在這個(gè)基礎(chǔ)上，電力企業(yè)技術(shù)操作人員需要合理地調(diào)整電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，建立健全神經(jīng)控制系統(tǒng)，在提高網(wǎng)絡(luò)硬件使用質(zhì)量的前提下，利用各種仿真模型開展各項(xiàng)工作。在電力企業(yè)的實(shí)際運(yùn)行過程中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，并且極大地提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，有效改善了綜合系統(tǒng)的質(zhì)量。

4.3專家系統(tǒng)控制技術(shù)

在應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)專家控制技術(shù)時(shí)，根據(jù)分析職能計(jì)算機(jī)程序，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，并且采取有效的措施將其解決，將專家系統(tǒng)的作用盡量地發(fā)揮出來。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)用專家系統(tǒng)控制技術(shù)，不僅可以處理運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障，而且還能夠有效管理電力設(shè)備，與此同時(shí)，可以根據(jù)故障的緊急情況及其狀態(tài)、發(fā)生地點(diǎn)等相關(guān)信息，處理自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障，通過合理判斷，確保以最短的時(shí)間修復(fù)運(yùn)行系統(tǒng)，避免因?yàn)榕袛嗍д`影響自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展。比如，在分析電力系統(tǒng)故障點(diǎn)時(shí)，技術(shù)操作人員要對(duì)其進(jìn)行隔離操作，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，以便更好地將智能技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)中。

4.4模糊控制技術(shù)

將模糊控制技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行的過程中，技術(shù)操作人員必須重視自動(dòng)化操作技術(shù)的應(yīng)用，充分使用模糊控制系統(tǒng)，確保技術(shù)應(yīng)用準(zhǔn)確性的提高，不斷優(yōu)化電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能技術(shù)應(yīng)用體系。與此同時(shí)，還可以提高電力系統(tǒng)的控制效率，確保各類問題有效解決，充分發(fā)揮模糊控制技術(shù)的作用。電力企業(yè)想要在自動(dòng)化中更好地應(yīng)用智能技術(shù)，就要制定完善的技術(shù)應(yīng)用制度，不斷優(yōu)化各項(xiàng)技術(shù)體系，與此同時(shí)，及時(shí)處理電力系統(tǒng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)分析問題的出現(xiàn)，以此來增強(qiáng)電力系統(tǒng)運(yùn)行的準(zhǔn)確性，為電力企業(yè)的良好發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

變電站自動(dòng)化智能控制電力系統(tǒng)適應(yīng)現(xiàn)代變電站電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，滿足了人們對(duì)電力高質(zhì)量服務(wù)的要求。變電站自動(dòng)化智能控制電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合網(wǎng)絡(luò)化、智能化和信息化電網(wǎng)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，基于自動(dòng)化智能控制技術(shù)的變電站電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

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（作者單位：山西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院）