智能技术在电力系统自动化中的应用探讨

2015-02-11廖永杰

通信电源技术 2015年5期

廖永杰

（广东电网有限责任公司惠州仲恺供电局，广东惠州 516029）

1 智能技术概述

所谓智能技术就是指系统通过对所处环境的感知，实现对信息的提取，并进一步达到对所获取信息进行控制的技术。它打破了传统方法的局限性，可以及时发现控制对象出现的问题并采取有效措施进行处理，从而提高控制效率。另外，利用智能技术可以避免不确定因素的干扰和人为操作带来的失误，可以进一步提高控制效果。

电力系统自动化是一种在计算机技术的基础上发展起来的电力系统控制技术。它可以通过对电力系统的智能化模型构建，实现对系统的检测管理等功能，并且对电能的生产与传输进行自动化的调配。以往电力系统的正常运行都是通过人力资源来保障，这种方法在一定程度上满足了生产建设的需要和人们生活上对电能的需求，然而随着我国经济的快速发展，整个国家对电能需求大幅度增加，单凭人工操作来实现对电力系统调度和控制已经不可能，智能技术的出现为解决这一难题提供了行之有效的方法。将智能技术应用于电力系统不仅可以实现对电力设备的监测和控制功能，还可以就地或远程自动监测和调控电能的传输，从而实现对整个电力系统的控制。

2 智能技术在电力系统自动化中的实际应用

2.1 专家控制系统

专家控制系统在电力系统自动化技术中的使用范围较为广泛，是一种相当典型的智能控制技术。专家控制系统其实是一种设定的计算机程序，它将不同领域的多个专家的理论知识和实践经验整合在程序中，通过模拟专家的思维方式来解决相关问题，是人工智能技术和计算机技术的美妙结合。该智能控制技术在电力系统中主要用于辨别系统出现的警告状态，并且通过提供合理的解决方法来处理紧急情况，使系统恢复正常。

专家控制系统虽然是电力系统中应用很广泛的一种技术，但此技术还存在一定的缺陷，比如计算机程序是提前设定的，它不能像人类大脑一样具有创造性，只能根据已储存信息做一些相对简单的事故处理，当出现新情况时分析能力有限。因此，在利用专家控制系统时应考虑到有效性和时效性等问题。

2.2 神经网络系统控制

神经网络控制系统是根据动物的神经网络特征，实现分布式并行处理信息的一种算法模型。它通过调节内部系统大量节点之间的相互关系，达到对信息处理的目的。神经网络内部有许多神经元，这些神经元通过特定的方式连接，根据事先编制好的算法调整系统的权值，实现神经网络的非线性映射。正是由于神经网络控制技术的这一不同点，此智能技术被广泛应用于电力系统的图像处理和自动化管理等工作上，并取得了很好的效果。但是实际中神经网络的相关硬件设施还不能完全和规模太大太复杂的电力系统相匹配，而且算法技术还不够完善，所以神经网络智能控制技术在电力行业中的应用还受到一定的限制。研究人员应当从电力行业的实际为出发点积极探索神经网络控制技术和电力系统的有效结合方法。

2.3 模糊系统控制

模糊控制技术引入了模糊理论中的语言变量和近似推导的逻辑概念，是在模糊理论的基础上建立的一种智能控制技术。模糊控制技术内含一套完备的推导体系，有操作简单、便于掌握等优点。在实际中，动态系统的精确度难以测量，因为电力控制系统中很多量是动态变化的，这些动态量的参数很难把握。模糊控制理论则能很好地解决这个难题。模糊控制技术首先通过现代化的推理智能技术，在完整的数据控制规则下，能自动分析数据并输出分析结果，最后得到高精确度的模糊控制参数。电力系统中合理利用模糊控制技术可以精确把握动态变量，提高系统数据的准确性，还可以大幅度降低电力设施因噪声产生的影响。这种新型的控制技术由于操作方便简单易学，成为电力系统模型建立的最佳选择。

2.4 线性最优系统控制

线性最优控制技术是现代控制论中的一个重要内容，在电力系统中的应用也相当普遍，和其他几项控制技术相比，此技术相对成熟。线性最优控制技术在电力系统自动化中应用的典型例子是最优励磁控制。有专家提出采用最优励磁控制技术来改善动态品质的问题，并且提高远距离输电时输电线路上输流桥的转子电压，进而提高电线的输电能力。这一提议已被证实切实可行，并开始逐步应用于输电线路建设中。虽然线性最优控制技术应用越来越广泛，但是这项技术只能在电力系统的局部线性化模型中才可以发挥最大作用，在非线性的电力系统中效果并不明显，因此线性最优控制技术还有很大的完善空间。

2.5 综合智能系统控制

综合智能控制技术是将上述单一智能控制技术综合应用的一种控制方法，是目前智能技术在电力系统中新的尝试。综合智能控制技术既涉及智能控制技术与现代控制理论的结合，又包括单一智能控制方法彼此间的交叉，对电力行业这个庞大又复杂的系统而言，综合智能系统控制技术有着很大潜在价值。例如实际工作中可综合利用模糊控制系统和专家控制系统，专家控制系统储存的经验知识可以提供给模糊控制系统更多的信息做参考。当然，综合智能控制技术中最具代表性的是神经网络控制和专家智能控制的综合利用，神经网络进行拓扑结构的构建时可以从专家控制系统丰富的信息库中吸取更多的建议，同时神经网络控制系统可将感知到的周围信息传送给专家控制系统，为专家控制系统做出决策提供准确的数据。这两种技术从不同角度服务于智能系统，起到很好的互补作用。所以说综合智能控制技术能够将多种智能技术有效结合，使两种或多种技术优势充分得到发挥，为电力系统更好地服务。

3 智能技术在电力系统自动化的应用现状及前景展望

目前，智能技术在实际应用过程中，还存在一定的局限性：例如智能技术在电力系统中的应用时间短，彼此之间没有经历系统的磨合，以至于有较多的信息不能共享；许多先进的电网控制技术还处在理论研究阶段.不能真正融入到生产实践中；对于智能控制技术的研发还远远不够，不能满足目前不断发展壮大的电力系统的需求等。

但可以肯定的是，智能控制技术在实际生产过程中，不管发展进度快慢与否，从某种程度上来讲，都势必会推动着电力系统自动化技术的前进。国家电网建设的规模不断扩大并日趋复杂，这也促使智能化控制技术加速成为电力系统控制过程的重要组成部分。随着智能技术的逐渐发展与完善，模糊控制系统、线性最优系统、神经网络系统等，将会更有效地应用到电力系统智能化控制中，以更好地服务生产生活。电力系统自动化控制的发展将趋向于由开环控制系统监测向闭环控制系统发展；由高电压控制等级向低电压等级控制扩展；由元件个体向区域甚至整个系统发展；由传统的单一化功能向多功能化技术发展，逐步实现电力系统的最优化和智能化控制。