基于智能化技術的電力自動化控制系統(tǒng)研究

摘要：在電力自動化控制系統(tǒng)中應用智能化技術，可以實現(xiàn)對電力設備的自動監(jiān)控，通過科學化地協(xié)調和控制，促使電力系統(tǒng)在安全和穩(wěn)定狀態(tài)下運行，提升電力自動化控制系統(tǒng)運行的可靠性和安全性。在對電力自動化控制系統(tǒng)和智能化技術內涵進行研究的基礎上，分析了智能化技術的應用價值，闡述電力自動化控制系統(tǒng)中常見的智能化技術，并提出電力自動化控制系統(tǒng)中智能化技術應用策略。旨在提高智能化技術應用水平，保障電力自動化控制系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

關鍵詞：智能化技[A3] 術 電力自動化 控制系統(tǒng) 智能化監(jiān)測

Research on Power Automation Control System Based on Intelligent Technology

GUO Jianhong

Shengyuan Hongda Chemical Co.， Ltd.， Zaozhuang， Shandong Province， 277500 China

Abstract： The application of intelligent technology in power automation control systems can achieve automatic monitoring of power equipment promote safe and stable operation of the power system through scientific coordination and control， and improve the reliability and safety of power automation control system operation. Based on the research on the connotation of power automation control system and intelligent technology， this paper analyzes the application value of intelligent technology， focuses on the common intelligent technologies in power automation control system， and proposes the application strategies of intelligent technology in power automation control system. It aims to improve the application level of intelligent technology and ensure the stable operation of power automation control systems operation.

Key Words： Intelligent technology; Power automation; Control system; Intelligent monitoring

[A4] 近年來，各行業(yè)行業(yè)飛速發(fā)展，電能需求量逐年上升。為保障電能供應穩(wěn)定、安全，電力自動化控制系統(tǒng)不斷優(yōu)化，隨著各類智能化技術的大力應用，電力自動化控制系統(tǒng)運行水平得到顯著提升。為此，在電力自動化控制系統(tǒng)中，應合理運用智能化技術，最大限度地發(fā)揮智能技術的功能，促進電力系統(tǒng)的智能化、專業(yè)化，提高其工作效率與穩(wěn)定性，以更好地適應現(xiàn)代電力系統(tǒng)的需求。

1電力自動化控制系統(tǒng)與智能化技術概述

1.1 電力自動化控制系統(tǒng)

在電力自動化控制系統(tǒng)運行過程中，借助多種先進技術手段與硬件設施，可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)監(jiān)測、控制與管理，使發(fā)電、輸電、配電等環(huán)節(jié)運行更加可靠、安全。電力系統(tǒng)組成如圖1所示。在人工智能技術、大數(shù)據(jù)技術的支持下，可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行的智能化感知、預測和優(yōu)化。此外，全面化、集成化是電力系統(tǒng)未來發(fā)展的必然趨勢，不僅可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行環(huán)節(jié)的高效管理，還能夠實現(xiàn)整個電力系統(tǒng)的集成管理。

1.2智能化技術

智能化技術包括人工智能技術、大數(shù)據(jù)技術等，將智能化技術應用于電力自動化控制系統(tǒng)中，可以借助先進高效的控制策略，實現(xiàn)復雜系統(tǒng)的智能化管理。依托智能化技術，不僅能夠實現(xiàn)目標控制，還可以在無人干預條件下，通過定量控制和定性控制相結合的方式，實現(xiàn)最佳控制目的。隨著電能需求量逐年增長，電力系統(tǒng)運行壓力不斷增加，電力供應不穩(wěn)定、電網負荷不均衡等現(xiàn)象時有發(fā)生。將智能化技術與電力自動化控制系統(tǒng)相互結合，可以為上述問題解決提供新的思路，有助于實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行環(huán)節(jié)的實時監(jiān)測，根據(jù)實際需求優(yōu)化電能供應，優(yōu)化電力資源科學分配[1]。

2電力自動化控制系統(tǒng)中智能化技術應用價值

2.1優(yōu)化電力調度

在電力自動化控制系統(tǒng)中，借助智能化技術，可以建設智能化算法模型，用于電力調度數(shù)據(jù)分析，進而掌握電力負荷狀態(tài)等，為電力調度提供參考依據(jù)，保障電力系統(tǒng)運行的可靠性。同時，通過智能化技術，電力調度系統(tǒng)能夠根據(jù)實時數(shù)據(jù)和歷史信息，靈活調整電力生產和傳輸策略，優(yōu)化電力資源的配置。例如[A7] ：在新能源發(fā)電間歇性較強的情況下，系統(tǒng)可以通過智能控制策略，如峰谷策略、平滑出力等，實現(xiàn)電力供需的平衡，提高電力調度的效率和準確性?。

2.2智能化監(jiān)測

在電力自動化控制系統(tǒng)中，借助智能化技術，可以收集與匯總電力系統(tǒng)運行產生的各項數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)處理中心與算法的支持下，可以展開數(shù)據(jù)智能化分析，準確掌握電力系統(tǒng)運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)故障問題，實現(xiàn)故障自動化預測，實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行環(huán)節(jié)智能化監(jiān)測，降低管理人員工作壓力，減少電力系統(tǒng)維護成本支出。

2.3電力系統(tǒng)設備智能化控制

電力系統(tǒng)中分布著大量的設備，借助智能化技術，可以在原有自動化控制基礎上實現(xiàn)智能化控制。例如[A8] ：在傳感設備、通信技術與大數(shù)據(jù)技術支持下，可以實時監(jiān)測電力系統(tǒng)運行參數(shù)，再借助智能處理系統(tǒng)制定最佳決策，隨后將控制信號發(fā)射至終端設備中，完成電力系統(tǒng)設備的智能化控制[2]。

2.4安全防護

傳統(tǒng)電力自動化控制系統(tǒng)在應用過程中存在不足，安全防護具有滯后性與模糊性特征，難以滿足電力系統(tǒng)運行的安全防護要求。在智能化技術支持下，可以實現(xiàn)更為快速、準確的故障檢測與安全防護，提高電力系統(tǒng)防護的智能化水平。例如[A9] ：借助智能算法，可以準確掌握電力系統(tǒng)運行環(huán)節(jié)中的故障位置，再通過隔離故障的方式，降低故障影響。

3電力自動化控制系統(tǒng)中的智能化技術

3.1專家控制技術

專家控制技術是一種計算機程序，具有智能化特征。該項技術利用有經驗的規(guī)劃人員和調度人員的知識，通過推理和模擬人類專家的決策過程，解決電力系統(tǒng)的復雜問題。該技術可以對電力系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)進行監(jiān)測和分析，及時預測系統(tǒng)的運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常情況，提出警報并進行相關處理。借助于專家系統(tǒng)，電力系統(tǒng)實時監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)自主學習，不斷完善自身的智能化程度；還可以通過對電力系統(tǒng)的故障樣本進行分析，實現(xiàn)對系統(tǒng)故障的自動診斷和處理。電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，降低電力系統(tǒng)被故障影響的概率。例如[A10] ：在線實時操作票專家系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)、動態(tài)數(shù)據(jù)庫的設計，實現(xiàn)了與實時數(shù)據(jù)庫的在線連接，能夠迅速、準確且靈活地開列出可實際執(zhí)行的電廠操作票，達到了實用化的目標?。

3.2遺傳算法

遺傳算法是一種由進化論衍生而來的計算模式，可以通過仿真技術等處理各項復雜難題，現(xiàn)已被廣泛應用于電力系統(tǒng)、信號處理等領域。應用遺傳算法，可以重新展開電力系統(tǒng)組合優(yōu)化，不僅能夠保障電力系統(tǒng)運行的可靠性，還可以促進資源科學分配。例如：在遺傳算法支持下，可以結合電力系統(tǒng)運行環(huán)節(jié)中產生的各項數(shù)據(jù)，停用部分低效率小型機組，促進資源科學分配，在保障電能供應穩(wěn)定的基礎上，提升經濟效益。

3.3模糊控制技術

模糊控制技術由模糊數(shù)學基本理論衍生而來，借助模糊數(shù)學的基本思想，可以準確獲取變量復雜控制系統(tǒng)的動態(tài)信息，通過模糊控制技術，實現(xiàn)精確控制。在電力系統(tǒng)運行期間，應提高電力系統(tǒng)運行動態(tài)監(jiān)測精度，借助準確的動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，提升電力系統(tǒng)控制精度。但是，電力系統(tǒng)結構復雜龐大，自動化控制對象多，外界因素和自身因素對自動化控制決策產生的影響尤為明顯，電力系統(tǒng)運行動態(tài)監(jiān)測結果精確性無法得到保障，導致控制系統(tǒng)獲取的信息存在誤差。

將模糊控制技術與電力自動化控制系統(tǒng)相結合，可以依托模糊控制原理獲取電力系統(tǒng)自動化控制中產生的各項信息[3]。在信息分析過程中，還可以通過模糊匹配的方式，結合數(shù)據(jù)，準確地判斷電力系統(tǒng)運行狀態(tài)，以實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化控制。在模糊控制技術應用過程中，對數(shù)據(jù)和信息的精確性無嚴格要求，但數(shù)據(jù)和信息具有動態(tài)持續(xù)特征，需要綜合分析數(shù)據(jù)結果，實現(xiàn)精準控制。

3.4神經網絡控制技術

借助神經網絡控制技術，可以實現(xiàn)非線性、不確知系統(tǒng)的相關控制。神經網絡控制技術由神經網絡理論和控制理論衍生而來，涉及數(shù)學、腦科學、遺傳學等多個學科。將神經網絡控制技術與電力自動化控制系統(tǒng)相結合，可以利用人腦處理和分析非線性問題信息，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各重要節(jié)點的高效管理。借助神經網絡控制技術，還可以整合電力系統(tǒng)中的各神經元，提高電力控制系統(tǒng)設計和應用的科學性與合理性。此外，利用神經網絡控制技術，可以自動處理電力系統(tǒng)產生的圖像信息，在分析圖像信息后，即可制定出最佳優(yōu)化方案，降低電力系統(tǒng)運行消耗。

4電力自動化控制系統(tǒng)中智能化技術應用

4.1核心理念

電力自動化控制系統(tǒng)中，可以利用各類傳感設備構建傳感器網絡，實時掌握電力系統(tǒng)運行產生的電壓信息、電流信息、功率因數(shù)等。利用通信技術，將上述信息上傳至數(shù)據(jù)處理中心后，經由數(shù)據(jù)處理算法展開數(shù)據(jù)篩選、數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)發(fā)掘，即可提取電力系統(tǒng)運行狀態(tài)深層信息。在智能控制系統(tǒng)中，可以結合深層信息進行自我決策。此外，利用深度學習等人工智能技術，準確預測電力負荷波動情況，掌握電力系統(tǒng)運行的可靠性與穩(wěn)定性，并完善調度方案[4]。

4.2關鍵控制策略和算法

在電力系統(tǒng)運行過程中，關鍵控制策略和算法是支持運行優(yōu)化的核心。借助關鍵控制策略和算法，可以掌握電力系統(tǒng)運行狀態(tài)，保障電力系統(tǒng)運行的可靠性。例如：通過深度學習預測算法，可以根據(jù)過往運行數(shù)據(jù)展開深度學習，進而準確預測電力負荷變化情況，為調度決策制定提供參考；借助多目標優(yōu)化調度算法，可以結合經濟性要求、安全性要求和環(huán)保性要求，利用優(yōu)化算法優(yōu)化電力系統(tǒng)運行，在保障滿足電能供應需求的基礎上，降低電力系統(tǒng)運行成本；采取模式識別故障診斷算法，通過布置傳感器節(jié)點來實時采集設備狀態(tài)信息，并通過數(shù)據(jù)挖掘和模式識別技術，實現(xiàn)對故障的自動監(jiān)測和診斷，實時監(jiān)測和分析電力系統(tǒng)運行信息，分析電力系統(tǒng)故障特征，通過控制手段，避免故障影響加劇。

4.3智能控制系統(tǒng)架構與實現(xiàn)

為保障基礎功能實現(xiàn)，應集成多個組件，構建智能控制系統(tǒng)架構，實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集和加工與決策制定和執(zhí)行。智能控制系統(tǒng)架構可以細分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層、決策制定層和決策執(zhí)行層4個部分。

首先，數(shù)據(jù)采集層負責數(shù)據(jù)采集，包括電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)采集層的功能實現(xiàn)取決于電力系統(tǒng)中的傳感設備和監(jiān)測設備，當傳感設備和監(jiān)測設備獲取信息后，即可實時傳輸。其次，數(shù)據(jù)處理層負責數(shù)據(jù)篩選、分析和發(fā)掘，可以借助數(shù)據(jù)處理算法和模型提取有價值數(shù)據(jù)。再次，決策制定層可以根據(jù)數(shù)據(jù)處理層篩選出的有價值數(shù)據(jù)制定決策[5]。最后，決策執(zhí)行層可以發(fā)出相關指令，將控制指令傳遞給電力設備等，通過控制電力設備的方式調整電力系統(tǒng)運行。

5 結語

綜上所述，為保障電力系統(tǒng)運行的可靠、安全，提高電能供應質量，技術人員應充分掌握電力自動化控制系統(tǒng)與智能化技術的應用現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢，明確智能化技術的應用價值，根據(jù)常見智能化技術種類，加強電力自動化控制系統(tǒng)中智能化技術應用設計，提高電力自動化控制系統(tǒng)中智能化技術的應用水平，提升電力自動化控制系統(tǒng)的自動化和智能化水平，為電力行業(yè)自動化和智能化發(fā)展打下堅實基礎。

參考文獻

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