用人工智能實現變電站的自動控制

摘 要：變電站是保障供電安全、提高供電效率的重要設施，具有調節電壓，集中分配電能、控制電能流向等作用。目前，人工智能自動控制技術的應用不但使供電安全和供電效率得到進一步提高，還大大降低了變電站的運行成本，但也存在一些問題需要解決和完善，諸如變電站工作流中控制變量較多，設計量較大，需要進一步提高自動制控程序接口，更好的滿足傳輸環境等，本文就以上問題做了深入研究，以求人工智能變電控制技術更成熟更完善。

關鍵詞：控制變量；變電站；安全保障；人工智能；自動控制技術

0 引言

變電站是用來調節電壓，集中分配電能、控制電能流向的重要供電設施，具有保障用戶供電量和供電安全的重要作用，運行成本較高。智能化技術的發展和運用不但讓變電站生產效率有了明顯提高，還大大減少了變電站的生產費用，同時，自動控制技術的應用在很大程度上替代了人工操作，有效避免了人為操作失誤，供電安全有效提高。人工智能的發展和應用就是要將人從一些危險復雜的工作中解脫出來，應用控制技術就是讓機器能夠按照人的要求去工作，變電站自動控制技術能夠自動識別電壓及電量情況，并根據需要及時轉換，流程更精準規范，運行更安全有效。與普通的變電站相對比，普通變電站的通信信息傳送是用電纜完成的，智能化變電站的通信信息傳送則是光纜完成的，傳統變電站用的是數字技術，人工智能則使用的是模擬技術，從基礎技術的改進到集成技術的提高，變電站自動化程度不斷提升，智能化的應用還避免了環境污染。普通電站如圖1。

1 關于人工智能變電站的構成

智能化變電站以現代化控制技術及性能穩定的設備為基礎，運用現代通信網絡和數字技術完成供電網絡的自動控制，人工智能的應用解決了一般變電器不能互通協作，不能根據情況自行判斷處理問題等不足，實現了變電站之間供電調配需求。變電站的自動控制系統構成包括：站控設備和間隔設備以及過程設備。過程設備是由主設備及其它關聯的自動化組件構成的計算機終端設備，它的主要任務是負責完成變電站的基礎配電和傳輸任務，如變電站分配、傳送和轉換電能的作用。間隔層設備的構成主要包括：具有繼電保護功能的裝置和具有監測控制功能的裝置組合而成的設備，能夠完成遠程供電的傳輸，站控層一般由通信、自動和對時三套系統構成，能夠實現對整個變電站的工作運行情況進行測控，時刻收集和監控變電數據，保證系統的運行安全。

2 變電站關于數字化和智能化之間的差別

①數字化的變電站系統是由過程層和站控層以及間隔層三部分構成，由智能自動一次化和網絡控制二次化組成的變電站，全站所有設備可以共享數據信息，這種變電站不同于普通變電站，數字化的變電站能夠將普通的模擬信息轉換成數字信息，并通過建成的變電站數字通信網格進行傳輸。

②數字化的變電站看重的是，在變電運行中相關的數字化系統處理，相比人工智能化變電站就對“智能性”比較看重了，要求達到的標準就是滿足變電站自動化智能控制，數字變電站是智能化技術發展完善的基礎，同時也促進了智能控制技術的發展。

3 關于人工智能變電站自動化系統的功能

①人工智能變電站的主要標志是實現變電的自動控制，變電自動控制一般包括：自動采集電氣量和對電氣設備的運行情況加以分析，確保智能變電站能夠自動安全的運轉。在變電站出現異常時，系統能夠立刻作出反應并采集電氣量，同時，對采集的氣電量進行分析處理，排除故障。

②人工智能變電站的自動化控制系統，能夠采集變電數據、處理變電數據，監視變電運行安全，完成自我診斷等功能。采集數據一般是指測量供電線路，測量外界氣溫及濕度，提取開關閘數據等項內容。處理數據一般是指計算電路的電量及功率，完成信息收集及監控等功能。監控變電運行安全是指對系統的工作運轉情況時時監測，并在發生異常時及時報警，對系統數據顯示和修改加以保護，在線進行自檢自查等功能。

4 自動化變電站控制系統存在問題和解決辦法

4.1 智能化自動控制系統存在的重要問題

智能化自動控制系統存在的重要問題是系統接口問題，這個問題如果得不到有效解決，人工智能變電站的智能控制就難以實現，系統對接的問題主要是兩點：一是對接的數據格式；二是通信規約的問題。假設一變電站的智能化機械、設備不是由同一廠商出產，就會存在以上兩種問題，就會影響自動化控制系統的正常運轉，所以在選擇智能化設備時要在一個廠家選擇同一個批次的產品，避免由于接口不匹配影響自動化控制的實現。

4.2 要提高自動化設備的產品質量，加強自動化設備采購，避免出現產品質量不達標等問題

例如，某廠家為提高效益，增加利潤，就會偷工減料，降低產品質量，不僅產品質量不合格，產品的結構設計也不合理，因此，要做好設備的采購工作，選用信譽好的商家進行合作，并要做好產品的進貨檢驗工作，一定要確保采購設備的產品質量，不能讓不合格產品影響變電自動控制系統。

4.3 要提高系統抗干擾的能力

控制系統抗干擾的能力較低，具體是指，在異常或惡劣氣候、溫度、環境等條件作用影響下自動控制系統受其影響，不能正常運轉的現象。惡劣條件一般是指異常高溫或異常低溫、靜電和電磁波的輻射以及雷電和雨雪天氣等，為了確保系統能夠正常穩定的運轉，就要減少這些外界條件的影響，提高系統抵抗干擾的能力。

④提高變電站通道通信質量，保障自動控制系統安全正常運行

通道通信是指受某種條件影響，變電站之間的信號傳輸出現問題，出現信號不穩、中斷或延遲等情況，給變電站正常運行帶來一定的影響，因此要解決通道通信質量問題，確保變電站之間通信暢通，讓智能控制系統得以實現。

5 智能化變電站未發的發展方向

隨著智能化科技的不斷進步，智能化技術被越來越多的應用于人們的生產生活中，智能電網就是人們基于人工智能自動化控制技術提出的，要求變電站使用智能化自動控制系統，這種智能控制技術的應用，最終實現變電站全自動智能控制，全自動智能控制的實現能夠使操作人員的工作更輕松，還能大幅降低生產用工，節約成本，此外，變電站的供電量也會得到大幅提升，變電站生產效率也會進一步提高。

為此要做好以下幾點：一是要努力提高監控機的運行管理；二是要實現計算機局域網絡的規劃使用，要盡可能的發揮計算機在變電站中的優勢，提高自動化控制度；三是加強變電站自動化系統的日常維護，確保自動化系統安全運行。目前，我國科學技術發展人令世界矚目，特別是現代科技與現代信息技術的進步和應用，讓人工智能自動化制控技術得以實現，我國變電站自動化控制技術就是在此基礎上實現的。

6 結語

本文通過對人工智能變電站構成的分析、通過對數字化和人工智能之間的優劣分析、通過對自動化控制系統功能的分析以及對自動化控制系統存在的問題、解決辦法的研究等，讓人們對智能變電站有了進一步的認識和了解，對智能變電站的未來發展有了更多期待，未來人工智能變電站控制技術將隨著現代科學技術的發展不斷完善，最終實現全自動控制智能化變電站。

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作者簡介：

高峰（1977- ），男，天津靜海人，大學，2004年畢業于太原科技大學，計算機及其自動化，電氣工程師，電氣作業。