试析电力系统自动化技术应用与发展

王敞正

[摘 要]变电站自动化系统是变电站的核心系统，自动化系统的稳定性与先进性对变电站及电网的影响深远，先进稳定的自动化系统不仅可以保证电力企业经济效率，而且能保证广大用电户利益。文章就电力系统综合自动化基本理论及其应用与发展进行了阐述分析。

[关键词]电力系统； 自动化； 技术应用；保护控制装置

随着我国经济的发展和人们物质生活水平的不断提高，人们对于电力系统的安全性和稳定性有了更高的要求。电力自动化技术正好满足人们的要求，电力系统的自动化技术运用了现代的电子信息技术和网络技术，实现了对电力系统的运行参数以及整个电网的运行情况的监控，实施遥控命令，监控中心的管理人员能够全面的了解电力系统整体的情况，能够及时的发现故障的位置和原因，对于电力系统运行的数据分析更加简便。所以，电子信息和计算机网络技术对于推动电力系统自动化的进程有着至关重要的作用。

一、电力系统自动控制的基本要求

1.迅速而正确地收集、检测和处理电力系统各元件、局部系统或全系统的运行参数。

2.根据电力系统的实际运行状态和系统各元件的技术、经济和安全要求，为运行人员提供调节和控制的决策，或者直接对各元件进行调节和控制。

3.实现全系统各层次、各局部系统和各元件间的综合协调，寻求电力系统优质供电、经济性和安全性的多目标的最优运行方式。

4.电力系统自动控制不仅能节省人力，减轻劳动强度，而且还能减少电力系统事故，延长设备寿命，全面改善和提高运行性能，特别是在发生事故情况下，能避免连锁性的事故发展和大面积停电。

二、智能技术在电力系统自动化中的具体应用

本论文主要介绍线性最优控制、专家系统控制、神经网络控制、模糊控制以及综合智能控制等几种智能技术在自动化中的具体应用。

1.在提高远距离输电的效率时，最优励磁控制的应用取得了一系列成效。励磁控制器通过测量发电机电压与给定电压比较，把偏差按PID方法计算出控制电压，将其控制电压转换为相应的移相角就能改可控硅整流桥的输出电压（转子电压），从而达到控制发电机电压的目的。励磁控制器中使用了线性最优控制技术，此项技术也在控制器发挥着重要的作用。最优控制作为组成现代控制理论的重要部分，在很多领域都得到了广泛应用。然而，需要指出的是这种线性最优控制技术只适用于局部的线性化模型，并非适用于电力系统中所有自动化程序。

2.专家系统。这是一个智能计算机程序系统，它具有某个领域中专家水平的经验与知识，能够利用专家级别的知识来解决突发的问题，专家系统控制在电力系统中也得到了应用。在自动化操作中，专家系统的应用十分广泛。它能够清晰辨识处于紧急状态或者是警告状态的电力系统，并且通过智能系统，自行处理故障，帮助系统恢复。许多自动化设备的运行、操作、管理以及监控使用了专家系统控制，比如：故障点的分析与隔离、动态与静态的安全性分析以及配电系统自动化等。专家系统智能技术给电力系统自动化带去了很多福利，然而它也存在着一些不足。专家系统中只是输入了一些专家知识的数据，相当于一个巨大的程序数据库，虽然可以及时更新，但是它缺乏了解决问题的创新性，当面对新的问题或者更为复杂的问题时，程序便会很难应对。因此，使用专家系统控制技术时，也应当注重“人机结合”。

3.网络神经系统。作为人工神经网络理论与控制理论相结合的产物，神经网络控制是智能控制的一个全新的分支，它在电力系统自动化中的应用也具有十分重要的意义。神经网络控制和最优线性控制不同，它具有非线性的特征，很强的处理能力。神经网络控制中的人工智能系统、数学系统、计算机科学理论以及自动控制系统，都能很好运用到电力系统中，比如，自动化设备管理中数据库的统计，分析和计算电力系统的总能耗和各个设备的能量消耗，以及根据数据自行分析设备的耗损情况。在电力系统自动化中，神经网络系统目前主要集中研究神经网络结构和模型、神经网络的硬件相关问题等。

4.模糊控制。这是利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。在传统的控制领域里，影响控制优劣的最主要关键是控制系统动态模式的精确性。然而，对于复杂的系统，由于变量太多，经常很难掌握正确的系统动态，因此并不能控制精确的系统数据。模糊数学却能够轻易解决这些问题。模糊控制在电力系统自动化中的应用使得电力系统的发展又上了一个台阶。当需要检验一个新的自动化程序的可行性，模糊控制能够进行有效的模拟。由于模糊控制系统中包含了一套十分完整的推理智能技术，当对系统输入全套数据以及常规控制规则时，模糊控制系统能够自行对数据进行分析和推导，最终推断出模糊控制输出和结果。因为模糊控制是基于模糊数学的基本思想和基本理论的控制方法，推断出结果的精确性也比较高。模糊控制技术在电力系统自动化中能够对那些缺乏精确性以及具有不确定性的问题进行分析和处理，并且也能够有效解决由于电力设备的噪音而产生的一系列问题。除此之外，模糊控制在日常生活电器设备中的运用也十分广泛。例如，电热炉中的恒温器一般都是用来控制恒定温度进行烹饪，然而设备运行的过程中经常会出现一些问题：其一，当设备温度到达恒定温度时会出现温度摆动的现象；其二，在设备启动至到达恒定温度的过程中，有出现超越恒定温度的现象。当将恒温器换成模糊控制器后，可以解决类似的问题。用恒温控制将输入量温度设定为温度变化和恒定温度两个语言变量，其中语言变量用多组语言变量相互跨接描述。因此，控制量会出现多种规则，电热炉的恒温跃升现象也消失了，恒温摆动现象也不复存在，此外模糊控制还达到了省电的功效。

三、关于综合智能系统

综合智能系统是指现代控制方法与智能控制的结合使用，另外也包含了各种智能技术的结合交叉使用。因为电力系统本身错综复杂，综合智能系统正好能够满足电力系统自动化的需求，对电力系统自动化进行综合处理。目前，多种智能技术相互结合的研究和使用也比较普遍，其中，神经网络系统和模糊控制的结合具有十分巨大应用潜力。模糊控制能够处理不确定的非统计性问题，而神经网络控制则应用到计算方法上，两种智能技术刚好得到了互补。

四、结语

电力系统自动化技术无疑具有着很大的发展潜力。在计算机技术、信息技术、控制技术的发展下，也将有更多的技术出现。随着它们的出现，电力系统将更加自动化，为人们提供更好的电能。

参考文献：

[1]王珊珊.电力系统自动化技术应用与发展探讨[J].科技风，2008.

[2]肖云峰.智能技术在电力统统自动化中的应用探析[J].科技与企业，2009.