電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中智能技術(shù)的應(yīng)用研究

華德林

（貴州萬峰電力股份有限公司，貴州 興義 562400）

0 引 言

在當(dāng)今社會(huì)中，隨著各個(gè)領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)于電力能源也產(chǎn)生了更多的需求，提高了電力能源標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，電力系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)積極引入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，保證良好的可靠性、穩(wěn)定性，保證電力能源的供應(yīng)質(zhì)量。在許多新興的科學(xué)技術(shù)中，智能技術(shù)具有較高的代表性，也有很多明顯的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)。智能技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中，能夠進(jìn)一步完善自動(dòng)化控制功能，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的效率和質(zhì)量，滿足社會(huì)中日益增長(zhǎng)的電能需求，具有非常重要的意義和價(jià)值。

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制和智能技術(shù)的概述

1.1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，社會(huì)中用電量大大增加，推動(dòng)了電力行業(yè)的發(fā)展。而電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大，導(dǎo)致傳統(tǒng)人力操控方式無法滿足現(xiàn)代化用電需求，也不符合電力系統(tǒng)發(fā)展要求，從而誕生了電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制（見圖1）。電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制能夠借助自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中配電系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度、發(fā)電裝置的智能化以及自動(dòng)化運(yùn)行處理，大大提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制水平[1]。電力自動(dòng)化系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)，在運(yùn)行當(dāng)中，能借助計(jì)算機(jī)操控調(diào)整系統(tǒng)的工作運(yùn)行狀況，精準(zhǔn)控制系統(tǒng)中各個(gè)部分。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中，包含了計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)。同時(shí)，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等新興技術(shù)的支持下，自動(dòng)化程度也在日益提升。借助各種先進(jìn)技術(shù)手段，替代傳統(tǒng)人工操作，使電力系統(tǒng)控制水平得到增強(qiáng)。

圖1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制

1.2 智能技術(shù)

智能技術(shù)基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生，可在一定程度上對(duì)人的思維、行為加以模擬，進(jìn)而在各種實(shí)踐中運(yùn)用。智能技術(shù)具備一定的組織能力、適應(yīng)能力、學(xué)習(xí)能力以及模仿能力，將該技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，可以整理分析和處理應(yīng)用電力系統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備收集的數(shù)據(jù)信息。按照相應(yīng)的信息參數(shù)，實(shí)時(shí)調(diào)整和優(yōu)化電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。與傳統(tǒng)人工控制相比，智能技術(shù)能夠提升電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行水平，滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制及反饋要求。同時(shí)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并高效解決電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行中的故障問題，為電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行提供支持與保障[2]。隨著智能技術(shù)的不斷發(fā)展，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用日益深入，也取得了更好的應(yīng)用效果。

2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中智能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀問題

2.1 應(yīng)用不夠成熟

在當(dāng)前的電力系統(tǒng)中，雖然已經(jīng)普遍引入智能技術(shù)，但是由于發(fā)展時(shí)間比較短，智能技術(shù)還不夠完善，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用也不夠成熟和完善。目前，智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，還面臨較多的限制，如智能技術(shù)適配不好、智能技術(shù)人才缺乏等。一旦在運(yùn)行過程中發(fā)生故障，就難以快速有效地解決問題，處理難度比較高。另外，我國(guó)的智能技術(shù)水平也稍顯落后，在發(fā)展應(yīng)用方面，創(chuàng)新性、科學(xué)性也比較低，仍處于初期階段，尚未達(dá)到較高的成熟度[3]。

2.2 實(shí)踐性比較少

在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制發(fā)展中，智能技術(shù)的充分應(yīng)用，是一個(gè)重要的趨勢(shì)和方向。但是，在當(dāng)前電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中，智能技術(shù)應(yīng)用還面臨著實(shí)踐性比較少的情況。智能技術(shù)在近幾年發(fā)展較快，很多專業(yè)技術(shù)人員能夠熟練掌握智能技術(shù)的各方面基礎(chǔ)理論知識(shí)，不過對(duì)于在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用實(shí)踐，仍缺少足夠的經(jīng)驗(yàn)[4]。因此，智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用還有較多缺陷，也容易引起相關(guān)問題，導(dǎo)致其應(yīng)用和發(fā)展效果受到限制。

2.3 應(yīng)用范圍有限

基于智能技術(shù)的整體角度思考，其在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，仍存在較多的問題和不足。智能技術(shù)是一種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，在技術(shù)理論創(chuàng)新研究中，對(duì)于資金的投入量比較巨大，形成了很高的研究成本。因此，該技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制，成本也會(huì)有所增加，在很多電力企業(yè)當(dāng)中，并沒有在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中全面引入智能技術(shù)，應(yīng)用范圍也有所限制，難以徹底展現(xiàn)出其功能優(yōu)勢(shì)[5]。

3 電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中智能技術(shù)的應(yīng)用方法策略

3.1 監(jiān)控技術(shù)

在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中，監(jiān)控系統(tǒng)具有十分重要的作用，是最為核心的組成部分之一。電力控制中心的工作人員借助監(jiān)控系統(tǒng)，能夠隨時(shí)獲取和了解電力系統(tǒng)運(yùn)行中的各部分及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的故障問題和隱患并采取有效處理，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠、安全運(yùn)行提供支持。在電力行業(yè)快速發(fā)展的背景下，智能監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用也更加廣泛，可將數(shù)字化監(jiān)控界面加以展現(xiàn)，實(shí)時(shí)分析電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，向工作人員提供信息參數(shù)[6]。智能監(jiān)控系統(tǒng)具備對(duì)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程遙控管理的能力，還融入了遙控閉鎖、實(shí)時(shí)報(bào)警功能。智能監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用可以明顯提升電力自動(dòng)化控制效率，節(jié)省人力資源，保證了電力生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)目煽啃浴踩浴４送猓谠摷夹g(shù)的應(yīng)用下，電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平隨之提升，符合電力系統(tǒng)的發(fā)展要求。

3.2 綜合智能系統(tǒng)

在實(shí)際應(yīng)用中，將多項(xiàng)智能控制技術(shù)加以整合，形成一種新的智能系統(tǒng)，就是綜合智能系統(tǒng)[7]。在該系統(tǒng)中，能夠?qū)⒏鞣N智能技術(shù)優(yōu)勢(shì)加以體現(xiàn)，同時(shí)彌補(bǔ)改進(jìn)不同智能技術(shù)的缺陷問題，達(dá)到良好的多智能技術(shù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的目的。將綜合智能系統(tǒng)應(yīng)用在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制當(dāng)中，可以高效處理各種非結(jié)構(gòu)性信息，大大提升智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，在信息處理效率水平方面也能達(dá)到更高的水準(zhǔn)。綜合智能系統(tǒng)特別適用于龐大、復(fù)雜的電力系統(tǒng)，能夠發(fā)揮出重要的意義和價(jià)值。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中，綜合智能系統(tǒng)也是一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)和前進(jìn)方向。

3.3 人工智能技術(shù)

在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)自動(dòng)化控制中的設(shè)備故障問題有效處理。以往在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中，主要采取人工的方法完成故障診斷。需要人為分析和預(yù)測(cè)故障問題，收集故障問題狀態(tài)信息，進(jìn)而分析故障產(chǎn)生的原因、位置等，并預(yù)測(cè)出故障的程度及具體影響。這種故障問題診斷流程，效率比較低，而且準(zhǔn)確性有限，可能會(huì)影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、持續(xù)運(yùn)行[8]。將人工智能技術(shù)應(yīng)用在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制的故障分析和診斷中，可以大大提升工作效率及準(zhǔn)確程度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和隱患，提醒維修人員及時(shí)處理，進(jìn)而確保電力系統(tǒng)的良好、穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4 模糊控制技術(shù)

在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中，通常需要以相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型為應(yīng)用基礎(chǔ)。不過在常規(guī)建立數(shù)學(xué)模型時(shí)，面臨較大的難度，對(duì)數(shù)據(jù)參數(shù)很難準(zhǔn)確把控。而電力系統(tǒng)控制系統(tǒng)規(guī)模很大，運(yùn)行中產(chǎn)生海量的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)，因此收集這些數(shù)據(jù)并完成電力自動(dòng)化控制模型的構(gòu)建十分困難。對(duì)此，可運(yùn)用模糊控制技術(shù)，對(duì)數(shù)學(xué)模型中的語言變量、邏輯推理等進(jìn)行有效模糊，簡(jiǎn)化和降低系統(tǒng)控制復(fù)雜程度，進(jìn)而提升系統(tǒng)控制操作的便利性。該技術(shù)在非線性、時(shí)變性、不完全性的電力控制系統(tǒng)中比較適用。在日常生活中，模糊控制技術(shù)有很廣泛的應(yīng)用，如電飯煲、微波爐等家用電器都利用了模糊控制技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)電力資源的節(jié)約和電能利用率的提升，因此應(yīng)用在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中能發(fā)揮較大的作用。但是需要注意，該技術(shù)應(yīng)用可能會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定性差、經(jīng)驗(yàn)性強(qiáng)、系統(tǒng)性低等問題，需要進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)。

3.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)作為一種新型智能技術(shù)，融合了人腦神經(jīng)理論、控制理論等，體現(xiàn)出了明顯的非線性特點(diǎn)。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)中，包含了復(fù)雜的神經(jīng)元，其管理能力、信息處理能力、組織學(xué)習(xí)能力都非常強(qiáng)大。將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，可以結(jié)合其他智能技術(shù)共同應(yīng)用，提升電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的故障分析診斷能力，為電力系統(tǒng)的良好運(yùn)行提供支持[9]。在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的作用和影響十分重要，發(fā)展空間前景也非常廣闊。因此，要大力推進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的研究分析，對(duì)其應(yīng)用方式、范圍加以拓展，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)價(jià)值，為電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制提供更大的助力。

3.6 線性最優(yōu)控制技術(shù)

在系統(tǒng)控制領(lǐng)域中，對(duì)最優(yōu)理論加以利用，可實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。基于特定情況及條件，探索與系統(tǒng)運(yùn)行最為匹配的控制模式，以充分發(fā)揮系統(tǒng)性能。在電力控制系統(tǒng)中，最優(yōu)控制具有很廣泛的應(yīng)用，并且實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也非常豐富。運(yùn)用最優(yōu)控制方法，可以大大提升電力系統(tǒng)電網(wǎng)遠(yuǎn)距離輸電能力，為輸電線路的輸電品質(zhì)提供支持與保障。但需要注意的是，這種控制技術(shù)只能應(yīng)用在電力控制系統(tǒng)局部線性模型中，因而控制作用相對(duì)局限。如果是非線性模型的電力控制系統(tǒng)，最優(yōu)控制技術(shù)的作用就難以充分體現(xiàn)。因此，在具體應(yīng)用中，應(yīng)在局部控制線性模型中采用線性最優(yōu)控制技術(shù)，注意應(yīng)用的具體場(chǎng)景，確保技術(shù)匹配良好。

3.7 專家系統(tǒng)控制技術(shù)

專家系統(tǒng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，能發(fā)揮很大的作用，可以及時(shí)分析和辨識(shí)電力系統(tǒng)緊急狀態(tài)或警告狀態(tài)，控制電力系統(tǒng)運(yùn)行相應(yīng)的應(yīng)急處理機(jī)制，快速恢復(fù)電力系統(tǒng)控制。同時(shí)，該技術(shù)可以為電力系統(tǒng)提供調(diào)度員培訓(xùn)、系統(tǒng)規(guī)劃等功能，增強(qiáng)電力系統(tǒng)調(diào)度人員的素質(zhì)水平、專業(yè)能力，還可以準(zhǔn)確預(yù)報(bào)電力系統(tǒng)中的短期負(fù)荷狀態(tài)，分析靜態(tài)及動(dòng)態(tài)安全性[10]。當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生故障，可自動(dòng)將故障點(diǎn)隔離，減少造成的危害及影響。雖然專家系統(tǒng)控制技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)比較明顯，但是也有一定的局限性需要注意。例如，該技術(shù)本身并沒有創(chuàng)造性，其中的電力控制知識(shí)相對(duì)淺薄，對(duì)深層電力技術(shù)難以理解和運(yùn)用。另外，該技術(shù)并無較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，對(duì)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中故障問題的處理能力比較有限，難以有效應(yīng)對(duì)十分復(fù)雜的故障情況。因此，在應(yīng)用中需要強(qiáng)化專家系統(tǒng)知識(shí)獲取，做好相關(guān)協(xié)調(diào)應(yīng)用，使該技術(shù)得到進(jìn)一步的完善。

4 結(jié) 論

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快，人們生活水平的提升，對(duì)電力能源的需求量不斷增加，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行水平和控制水平也提出了更高的要求。目前，電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制水平不斷提高，但也存在一定的問題和局限性。將智能技術(shù)應(yīng)用在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中，能夠使自動(dòng)化控制水平得到進(jìn)一步增強(qiáng)，有效解決各類問題，進(jìn)而使電力系統(tǒng)保持更好的運(yùn)行。