智能控制在電廠過程控制中的應用分析

陶丁，王鵬

蘇晉朔州煤矸石發(fā)電有限公司，山西朔州，036800

0 引言

目前，隨著我國電力行業(yè)的飛速發(fā)展，大量的發(fā)電廠以及發(fā)電組已經成了電網中主要的能源來源，為了保證發(fā)電廠發(fā)電機組能夠正常地運行以及安全地發(fā)電，對發(fā)電機組的自動化水平也提出了更高的要求，傳統(tǒng)的控制方法已經不能滿足當代社會對于電力發(fā)電的實際需求，因此需要運用更加智能化的控制策略來取代常規(guī)的控制策略，使得發(fā)電廠電力控制更加智能化，并且運用計算機，通信等相關的技術優(yōu)化電廠實際的工作模式。本文主要研究智能控制系統(tǒng)在電廠控制當中的應用以及分析其實際運用的價值。

1 智能化技術在電氣工程中的應用

1.1 電網調度智能化

在電網調度系統(tǒng)工程中，通過應用電氣工程的智能化技術可以使電網的調度過程更加智能化。在電網調度智能化系統(tǒng)中，該系統(tǒng)的主要構成包括了軟件與硬件兩個部分。硬件主要是指工作站、中央服務器、顯示器等各類操控裝置，利用操作裝置可以進行電網調度的智能化管理，而軟件則主要是指計算機網絡控制系統(tǒng)，運用計算機可以對電網調度實施管理以及對歷史數據進行采集、數據分析等[1]。在電網調度中以及運用電氣工程智能化技術的過程中，其主要方法就是運用計算機和配套的軟件對電力系統(tǒng)的電網實施調度，同時也可以對電網實施監(jiān)控和故障分析。利用計算機系統(tǒng)技術可以把調度中心、發(fā)電廠、變電站、工作站等終端聯(lián)合起來，讓相關的終端與用戶進行了聯(lián)系，這樣就可以進行對供電的自主調節(jié)，從而大大提高了供電系統(tǒng)的效率。

1.2 變電所綜合智能化

隨著智能化科學技術的日益發(fā)達，變電站內也開始建設綜合智能化控制系統(tǒng)，提高變電能力和效率，保證變電所的安全。變電所綜合智能化是利用計算機技術和通信技術等先進的技術來對變電所實現(xiàn)重新組合，對變電所的全部設備的運行情況進行監(jiān)測，控制變電所的設備運行，防止變電所發(fā)生安全事故。變電所綜合智能化利用光電互感器和IED技術來實現(xiàn)多模塊的管理，減少了變電所事故發(fā)生對電網的影響。利用智能化設備使變電所工作的獨立性和適應能力更強，提高了變電所的工作效率。而且利用遙視系統(tǒng)和人工智能技術，實現(xiàn)了變電所智能化、智能化監(jiān)測，保證變電所能夠安全、穩(wěn)定的工作。變電站綜合智能化具有了分布式系統(tǒng)結構、集中式系統(tǒng)結構和分層分布式體系結構三種形式，運用了綜合智能化管理系統(tǒng)進行對變電站的管理與監(jiān)控。變電站綜合智能化控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由變壓器保護單元、中央信號單元、事件記錄單元和分段測控等基本單元構成，從而完成了對變電站的綜合智能化[2]。變電所綜合智能化系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 變電所綜合智能化系統(tǒng)

2 智能化系統(tǒng)的分析

2.1 智能化系統(tǒng)的分析

智能化管理系統(tǒng)是建立在計算機技術和大數據分析等先進信息技術背景下的創(chuàng)新體系，使用智能化管理系統(tǒng)可以減少管理工作的困難與壓力，提升效率，提高工作品質。智能化系統(tǒng)中包含了信息輸入、輸出控制系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)以及信息處理單元等，通過使用智能化控制系統(tǒng)可以對信息的內容進行轉換和輸入、輸出，從而可以進行信息系統(tǒng)的資源共享。在電氣工程智能化控制系統(tǒng)中，通過利用計算網絡在控制系統(tǒng)的元件及其局部的管理、調節(jié)過程中，可以進行電力系統(tǒng)信息處理、電能管理以及供電調節(jié)等的智能化。

2.2 智能化系統(tǒng)的特點

智能化控制系統(tǒng)具備了便捷性、集約化，以及信息資源共享性等特征。使用智能化系統(tǒng)可以對電力系統(tǒng)進行有效管理的和監(jiān)控，從而大大減少了對人力資源的耗費，使電力系統(tǒng)向著更加智能、智能化的方向發(fā)展，同時運用智能化信息技術對數據處理過程進行智能分類，大大提高了數據處理的工作效率，也降低了數據處理的困難。利用智能化技術系統(tǒng)，可以將計算機、通信系統(tǒng)、智能技術和大數據分析等現(xiàn)代科學技術加以融合，運用最先進的科學技術來提升動力系統(tǒng)的效率，從而保障了動力系統(tǒng)的安全性。智能化控制系統(tǒng)還可以對其他更先進的信息技術加以整合，從而反映出了更高的集約性能。通過智能化控制系統(tǒng)，可以對動力系統(tǒng)的有關信息加以采集、匯總與分類，可以運用網絡手段把有關的信息更有效地共享給有關工作人員，還可以把電力系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的有關信息共享給各個部門工作人員，從而實現(xiàn)了信息系統(tǒng)的資源共享，有效推動了動力系統(tǒng)的發(fā)展[3]。

2.3 智能化系統(tǒng)的優(yōu)勢

智能化系統(tǒng)較傳統(tǒng)系統(tǒng)具備較高的檢測能力。在供電系統(tǒng)中，斷路器和變壓器等各類裝置均必須有一定的檢測裝置，對電氣設備進行檢測，確保裝置可以正常、穩(wěn)定的工作。而智能化控制系統(tǒng)可以對設備的工作狀況、信號參數等進行有效監(jiān)控，對設備出現(xiàn)的問題作出信息分類與解決，把設備故障的成因和故障源準確地反饋給維護管理人員，這樣可以便于維護，確保電力系統(tǒng)設備順利工作。智能化控制系統(tǒng)更加適應電力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律。智能化系統(tǒng)通過應用各種先進的技術來保證電力系統(tǒng)正常運行，實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行與管理智能化、智能化，使電力系統(tǒng)朝著智能化、智能化的方向發(fā)展，促進電力系統(tǒng)的發(fā)展。智能化系統(tǒng)讓電力系統(tǒng)的管理更加智能化。智能化系統(tǒng)包含先進的信息管理技術與計算機技術，利用海量的數據信息建立信息交互平臺，不僅能夠實時監(jiān)測，讓工作人員能夠及時掌握設備的工作狀態(tài)，而且能夠對電力系統(tǒng)進行智能化管理，能夠智能修復一些小問題。

2.4 被選擇的意義

智能化技術有著較多的優(yōu)勢和特色，既可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)電力系統(tǒng)的管理方式和發(fā)展模式，也比較適應現(xiàn)代動力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，促進了動力系統(tǒng)的發(fā)展。而且，智能化技術也會使電力系統(tǒng)向著更加智能、智能的方向發(fā)展，從而更加合乎動力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律。

3 電氣工程技術在電力系統(tǒng)中發(fā)展優(yōu)勢

3.1 解析電氣工程技術在電力系統(tǒng)中的將會帶來的發(fā)展優(yōu)勢

在電力系統(tǒng)的運行過程中，對電氣工程及其智能化技術加以科學利用非常關鍵，特別是電機工程的智能化技術，該技術運用下可以保障動力系統(tǒng)的工作更加協(xié)調，促進能源供給的合理化分配，提高動力系統(tǒng)的平穩(wěn)運轉。電氣工程與智能化技術運用下，可以保障電網安全、平穩(wěn)運轉，可以增強動力系統(tǒng)工作中的信號收集和統(tǒng)計信息等能力。而且還可以合理降低用電成本，在很大程度上增加了動力系統(tǒng)的運轉效率[4]。因此電氣工程及其智能化技術能夠在電力系統(tǒng)運營中廣泛應用，利用電機工程的智能化控制系統(tǒng)可以進行動力系統(tǒng)的設計、調節(jié)、管理與維護；提高了動力系統(tǒng)的電機和電器，就可以開發(fā)出更安全、更高效的汽輪機、斷路器、電流互感器和熔斷器等裝置；通過電氣工程的高壓電和絕緣技術的研發(fā)，就可以提高動力系統(tǒng)中電網的安全運輸，降低能量消耗，從而推動了電力系統(tǒng)正常運行的發(fā)展；通過電氣工程的電力電子技術的研發(fā)，就可以更快捷、更安全地完成變電流程。

3.2 電氣工程智能化技術的實施

3.2.1 遠程監(jiān)控

電氣工程智能化技術能夠對電力系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控，對電力系統(tǒng)的工作狀態(tài)、信息參數進行收集和分析，可以及時地發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)存在的故障，能夠顯示出故障源和故障原因，為維修人員提供一定的解決方案。而且能夠利用遠程監(jiān)控實現(xiàn)24小時監(jiān)控，保證電力系統(tǒng)的正常工作。

3.2.2 集中控制和管理

電氣工程智能化技術能夠對電力各個環(huán)節(jié)進行集中控制和管理。電氣工程智能化技術能夠更加操作人員指令進行電力調度、電力輸送和電力變頻等措施，利用電力系統(tǒng)實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的控制和管理，保證電力系統(tǒng)正常、穩(wěn)定地運行。

3.3 各方面的應用效果以及實現(xiàn)

（1）實現(xiàn)在系統(tǒng)模擬屏上的實時設備狀態(tài)反饋、模擬操作、遙控閉鎖功能。

（2）實現(xiàn)在五防操作子系統(tǒng)上進行操作票的智能生成、打印和存儲功能。

（3）實現(xiàn)對電動設備的遙控閉鎖、實現(xiàn)對全廠電氣系統(tǒng)的遙視功能。

（4）實現(xiàn)在模擬、操作、跟蹤和事故報警時的視頻聯(lián)動功能。

（5）實現(xiàn)部分替代人工巡視的功能。

4 電廠設備安裝和質量控制優(yōu)化措施

4.1 完善安裝質量管理和控制體系

對于傳統(tǒng)的質量管理和控制體系，需要加以現(xiàn)代化的更新來使之滿足當前時代的需求。在體系控制當中，使用互聯(lián)網等先進的電子技術來規(guī)范安裝，同時對安裝質量進行監(jiān)控，保證建筑的安全性，并且完善安裝質量的管理，對設計圖紙以及安裝材料和材料的安裝人員都進行管控，特別是設計圖紙，必須要保證設計圖紙整體的準確性，同時培訓安裝人員對于圖紙的理解能力，要使安裝人員了解圖紙，讓實際的安裝效果與圖紙顯示并無出入。對于設計圖紙當中某些不確定的地方，安裝人員需要與設計人員及時進行溝通，從而保證安裝的效果；對于安裝材料的選取，也要擇優(yōu)選擇多方面對比，比較不同材料之間的參數，材料的合格證書以及檢測證書都需要進行比較，同時對于現(xiàn)場實際的材料也需要專門的監(jiān)管人員進行檢查，保證材料的安全性，從而更大程度地減少建筑工程當中產生的各種施工隱患。對于技術人員的選取，要根據工程造價的實際情況來進行選擇，根據工程成本，選擇合適的技術人員，保證安裝人員的技術對安裝人員要定期進行安全的培訓，多進行現(xiàn)場教學的培訓，運用科學合理的評價體系，對安裝人員的工作進行評價，從而確保工程質量的一致性[5]。

4.2 要加強相應的安裝質量控制監(jiān)督措施，保證安裝質量

要對現(xiàn)場安裝的全過程實施有效監(jiān)管，要充分利用現(xiàn)代監(jiān)管制度來嚴格監(jiān)察有關人員的安裝過程，要對安裝全過程實施全面監(jiān)管，也要監(jiān)督安裝后的檢驗工作和質量評判工作。在二次設備安裝的過程中，要通過對于設備不定期進行安裝質量檢查等手段以及對相應的人員實施不定期監(jiān)督，避免某些失誤步驟，也就是說要能夠合理地限制某些錯誤發(fā)生，以便保證新建二次設備的安裝質量。

4.3 必須樹立正確地安裝質量管理和控制意識，進行分項質量管理和控制

在二次設備安裝的過程中，必須重視對安裝品質的管理，并積極地實施安裝的品質管理和控制，使這一系統(tǒng)更好地促進和提高了二次設備的裝配品質。也需要分項對安裝實施質量管理，把安裝質量管理加以細化，從每一環(huán)節(jié)的部分工程質量監(jiān)控到全部施工的各項工程質量監(jiān)控必須層層落實，進行量化、細化。也要實施工程質量管理預控措施，才能合理地管理安裝工程質量存在的問題，實現(xiàn)合理地管理。

5 目前存在的問題及相應的解決方法

5.1 目前存在的問題

在中國，過去20年發(fā)生了100多次停電事故。當電力系統(tǒng)發(fā)生大事故時，其規(guī)模和損失非常嚴重。電力系統(tǒng)內部各種硬件設施故障、保護故障和信息系統(tǒng)故障都會影響到電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行，造成一定的損失。而我國缺乏對電力系統(tǒng)安全評估工作的研究，導致電力系統(tǒng)存在的問題不能及時地解決，阻礙了電力系統(tǒng)的發(fā)展。

目前，在商業(yè)領域的發(fā)展過程中，主要少不了電氣工程與智能化信息技術，在公司內部的信息交往流程中，公司機密是企業(yè)發(fā)展的關鍵組成部分，會直接影響公司內部的正常運作，導致數據信息的傳輸安全極為重要。因為在公司內部的信息傳輸樣式很多，復雜，在短距離時間內，很難快速精確地進行數據之間的傳遞，而單一日發(fā)生信息泄漏就會直接導致整個系統(tǒng)崩潰，并造成對公司產生了一定的經濟損失，也因此提高了電氣工程與智能化的運作成本。

5.2 相應的解決方法

電力系統(tǒng)穩(wěn)定性評價的研究重點主要集中在電力系統(tǒng)模型和故障計算上，而并不顧及相關的信息系統(tǒng)和通信系統(tǒng)模型。這還沒有形成信息系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的標準模型，因此網絡系統(tǒng)與電力系統(tǒng)之間的相互作用也還是沒有徹底研究的。對于開發(fā)電力系統(tǒng)的最新安全評估理論，當務之急就是使用更復雜的相互作用系統(tǒng)和分散人工智能理論。預計多代系統(tǒng)可以提供一個處理上述問題的新型方式。在電力系統(tǒng)中，網絡中的各個成員可以被作為分布式自律代理，它們都能夠獨立地進行某些任務，同時利用多種代理的交互關系與配合方式來進行對各個成員的功能的交互調節(jié)，以達到控制系統(tǒng)的綜合控制目標。將功率控制系統(tǒng)功能歸類的最經典的方式，是把控制系統(tǒng)分為發(fā)電、輸電、配電和消耗控制系統(tǒng)。在電力市場環(huán)境中，多代理結構通常是指單獨的發(fā)電機、傳輸網絡服務供應商、輔助服務提供商等。雖然是傳統(tǒng)的層級控制技術的延伸，不過它們相互之間有著很明顯的區(qū)別。也有通信系統(tǒng)和信息系統(tǒng)中的特殊構建方式和工具。也因此，通信代理相對于網絡代理，信息系統(tǒng)對應于信息代理。這種分類方法建立了多代理層結構不同層次之間相互作用的準確模擬基礎。

6 結語

現(xiàn)如今，能源存在著短缺，對電力的需求不斷增加。為了提高電力系統(tǒng)的效率，必須要加強對電氣工程智能化在電力系統(tǒng)中應用的研究，不斷提高電力系統(tǒng)的工作效率和機械化程度，促進電力系統(tǒng)的發(fā)展。