淺談智能技術在電力系統自動化中的應用

廣西還珠電力發展有限責任公司 萬前銀

1 引言

電力系統運行與人民生活和企業生產密切相關，故維護動力系統穩定的工作十分重要。眾所周知，由于電力系統運用范圍廣泛、系統元器件數量眾多，在其運轉過程中任何一個系統元器件發生損壞，都會影響到整個動力系統的正常工作質量，由此可見運行電力整個管理系統難度很大。同時由于我國人民生活水平在日益提升，對電力的需求量在日益增大，就必須保證電力系統的正常安全運轉，為人民群眾提供優質服務。

2 智能技術在電力系統自動化中的重要作用分析

2.1 有效減少操作失誤，保證系統正常運行

電力系統是一個非常復雜的系統，包含著大量的電子設備，任何一個電子設備的故障都會對整個電網造成很大的影響。對已發生故障的電器，僅靠手工查找其原因，難以迅速查找故障原因，難以迅速處理，從而為電網安全運行帶來極大的隱患。同時，由于電力系統中使用的是人力，由于人員自身存在著不確定的因素，如計算錯誤等，在某些操作中會產生錯誤，從而對整個電網的正常運轉造成不利的影響。而人工智能技術，則是由電腦進行，具有非常高的精度和穩定性，可以根據需要計算出相應的參數，進行相應的操作。在這個過程中，電腦可以準確地判斷并穩定地控制系統，避免人為的不穩定性導致的錯誤，在一定程度上減少錯誤，保證供電工作的順利進行[1]。

2.2 有效提高系統控制力

在沒有人工智能技術的情況下，電力系統的控制常常是依靠人工進行的。一方面要投入大量的人力，另一方面又缺乏有效的管理手段確保員工的精確性。而將人工智能技術用于電網自動運行后，可以通過計算機技術達到對電網的控制需求，從而使電網的運行工作變得簡單、高效。例如在某些設備上，需要反復地操作和控制，利用人工智能技術可以簡化程序，實現一鍵操作，節約人力，確保最后的運行結果。此外，人工智能技術不僅可以根據規范來進行日常的操作，而且還可以充分利用人工智能技術，實現對復雜、高難度的人工無法實現的生產作業，從而使系統達到預期的目的。在電力系統的電動化過程中，控制是關鍵的一環，需要充分認識到人工智能在管理中的有效性和價值。

3 智能技術在電力系統自動化中的具體應用

3.1 神經網絡控制技術

神經網絡自動化是由于人腦神經系統研究與控制理論緊密結合下而形成的新興人工智能方法，是經典的人類非線性特征。由于神經網絡自動化是由大量復雜性的神經元所構成，比較其他人人工智能方法來說，具備了增強學習意識、數據處理能力和管理功能。一是神經網絡自動化有效替代了傳統人工控制，完成了對計算機系統正常運行的自動化管理。二是神經網絡信息技術具有一定的計算機技術功能，在其運用電力系統中，大大增強了動力系統中的信息計算。三是神經網絡技術在供電系統應用時，可以與更多的智能信息技術實現有機融合，進而改善電力系統在自動化控制系統中參數優選性與故障診斷的能力，并根據獲得歷史數據實現自動數據分析，進而確定電力設備的能量消耗、設備消耗值和總功率[2]。

3.2 模糊邏輯控制技術

以往控制中，動態模擬的準確性是決定控制有效性的關鍵因素，但在實際操作中，動態模擬準確性往往無法完全反映到位，主要是由于在系統中的控制變量很易改變，對系統動態模式的控制也就無從下手，因此控制的達到效率也常常不佳。模糊式推理方法是在計算機的技術基礎上開發出來的，其可以模仿人腦的綜合判斷程序和近似邏輯推理的方法，從而大大增強控制算法的合理性、精確度和適應性。把模糊式推理方法運用于電力系統的自動化操作過程中，不但有效保證系統動作模式測量的準確性，還提高了電氣系統控制效率，并可有效克服在設備工作環境中產生的噪聲現象，模糊邏輯控制技術如圖1所示。

圖1 模糊邏輯控制技術

3.3 專家模式控制技術

就當前的電力系統應用領域而言，智能專家系統控制技術是目前運用得最為普遍的一種技術手段，而這種技術創新也是智能技術的最主要運用模式，在人工智能專家系統控制技術的影響下，供電系統的智能水平程度將大大提高，運作穩定程度也更高。具體來講，此項技術的運用模式，就具有擬人的特性，其最主要的技術運用原理便是利用計算機科學技術，對專家的工作行為加以效仿，并在系統中植入了專家區域，當出現各階段的決策問題或者系統執行問題時，就能夠運用這些專家知識對問題加以分析解決，并以此確保了電力系統的平穩運轉[3］。

從工程技術的視角上分析，專家科技是現代智能技術和計算機科學的組合體，利用二者的聯合功能，為電力系統運營創造了多樣化的功能，從而達到比較合理的系統控制效果，使電力系統運營能夠一直穩定運轉的理想狀態。在實際的電力系統工作流程中，專家系統控制科技能夠對整體控制系統工作情況進行全方位監控，同時這種監控具備了實時性的特征，只要控制系統工作情況發生反常，該科技就會第一時間發覺，在及時發布告警的同時，有效地采取處理措施，對反常問題實施自動解決措施，將反常區域和正常區域進行了分離管理。采用這種方法，能夠一定程度地化解系統運營風險，將系統故障造成的危害減至最小化，專家系統管理技術的巨大功效不言而喻，這也是這種技術應用于電力領域的主要因素所在。

現階段，專家系統控制技術已經廣泛應用到控制系統運作的各個方面，包括裝置的操作、管理等。在這些信息技術的影響下，控制系統自動化技術功能明顯提高，進一步地提高了控制系統的自動化技術功能，將我國的電力及整個控制系統發展帶到了一個全新的高度。所以，為了要進一步地充分發揮出了人工智能專家系統控制的關鍵功能，在電力系統領域要加大了科技研發，以進一步地健全專家系統控制體系，擴大技術功能，進一步擴大專家領域范圍，以進行合理的系統問題解決，從而達到安全平穩的供電系統運營。

3.4 線性最優控制技術

線性優化控制在現代控制系統思想中是關鍵的部分，是在實際中運用的較為普遍智能方法之一。目前在電力系統的自動化中線性最優控制的運用效果最好的是最優預測勵磁控制技術，通過將其運用于電力系統工作中，不但顯著解決了動力性能問題，而且還極大地提高了遠距離輸電線路的輸電性能，所以最優預測勵磁控制技術對遠距離輸電線路的運用比較廣泛，大大促進了電力系統的自動化發展。

3.5 綜合智能控制技術

智能系統運用包括了許多方面，應用范圍最大的就是將現代工業控制系統技術與綜合智慧系統融合，和多種不同綜合智能控制技術的融合。因為現代化動力系統是一種復雜、大型的系統，其運動規則、結構等都相當復雜，而以往的人工控制方案已無法適應現代化動力系統發展要求，這就要求把綜合智能控制技術運用在其中，才能真正全面認識到現代電力系統的運行狀況及其內在組成問題。在現代電力系統自動化中，運用的最多綜合智能控制系統就是將專家學者系統和模糊控制系統融合、將模糊控制系統和神經網絡系統融合、將專家控制器和神經網絡系統融合或者模糊控制系統和其他的系統集成。采用交叉融合的方法使各種智能控制技術彼此優勢互補，摒棄各自的弊端，將其融合后產物運用于電力系統運行自動化中，有效提升現代電力系統自動化工作效能與品質，還保證其工作穩定性。

4 智能技術在電力系統自動化中的未來發展方向

4.1 增強視覺信息技術的應用

通常情況下，在電力系統自動化中運用視覺信息技術主要是利用圖像識別技術進行的，其可以在一定程度上提高電力系統的運行效率。在電力企業運行過程中，由于環境的復雜性、多樣性及特殊性造成了工作人員無法進行有效地現場勘查。因此，利用視覺信息技術可以實現對電力系統自動化工作狀態的實時監測視覺信息技術主要包括了傳感器和攝像機等設備，這些設備可以直接將圖像和視頻傳輸到計算機之中，在計算機中實現自動識別和分析處理之后再將其傳輸到電力管理機構。視覺信息技術能夠更好地處理畫面中出現的數據信息和數據的變化情況，并對其進行分析。

4.2 制定地理信息技術的標準統一化

隨著經濟社會的發展和人民生活水平、生活質量的提高，我國電力行業逐漸進入了高質量發展階段。在這一背景下，電力系統中的各個設備都處于數字化狀態，這就對信息化建設提出了更高要求。要想實現電力系統中信息技術全面化、標準化、規范化和系統化，需要建立一套統一的標準體系。在電力系統自動化建設中，地理信息技術的標準統一化能夠更好地實現電力系統的自動化，提高整個電力系統的運行效率。地理信息技術能夠對各種傳感器和信號進行收集，通過計算機進行處理之后再將其傳輸到計算機之中[4]。

4.3 加快GPRS技術的有機融合

GPRS 是一種新興的通信技術，具有覆蓋范圍廣、穩定性高、安全性能好和使用成本低等特點。在電力系統中GPRS 能夠實現數據的傳送與接收，實現了數據處理和傳輸的自動化和智能化。同時，也能夠更好地實現自動抄表等電力自動化建設功能，并進一步對監控技術進行完善。目前在電力企業中使用的監控系統和管理軟件都可以通過數據中心直接訪問。因此，通過GPRS 技術可以實現對電網內部設備的實時監控和遠程控制，有利于保證能源安全可靠供應。作為先進智能技術在電力系統中應用的關鍵一環，GPRS 技術已經成為電力系統發展的重要方向之一。

4.4 推進現場總線的技術布局

現場總線的技術布局是電力系統自動化發展的一種趨勢，在計算機中完成數據的傳輸和信息處理之后，再將其傳輸到現場去。由于現場總線是一種高速網絡，所以能夠更好地對數據進行接收和處理[5]。在電力系統自動化建設中使用現場總線能夠提高數據的準確性，并對各種故障情況進行處理。

4.5 完善計算機技術的功能開發

在現代社會中，計算機技術的發展已經十分迅速，并且被廣泛地應用于各個領域。計算機技術具有操作簡單、功能強大和使用方便等特點，而且還能夠對電力系統進行實時監測和監控。基于這種情況下，可以進一步完善計算機技術的功能開發，并且將其應用到電力系統之中去。電力行業的發展，需要加強智能化建設。在對電力系統進行智能化改造過程中，計算機技術的功能開發是關鍵。

5 結語

隨著社會經濟和科技不斷發展，智能技術的運用也日益普遍，將其與電力系統自動化技術進行融合也成為當下重點工作，同時也得到相應的成果，從而有效提升供電系統的工作效能與品質，促進供電事業的蓬勃發展。