用人工智能实现变电站的自动控制

摘 要：变电站是保障供电安全、提高供电效率的重要设施，具有调节电压，集中分配电能、控制电能流向等作用。目前，人工智能自动控制技术的应用不但使供电安全和供电效率得到进一步提高，还大大降低了变电站的运行成本，但也存在一些问题需要解决和完善，诸如变电站工作流中控制变量较多，设计量较大，需要进一步提高自动制控程序接口，更好的满足传输环境等，本文就以上问题做了深入研究，以求人工智能变电控制技术更成熟更完善。

关键词：控制变量；变电站；安全保障；人工智能；自动控制技术

0 引言

变电站是用来调节电压，集中分配电能、控制电能流向的重要供电设施，具有保障用户供电量和供电安全的重要作用，运行成本较高。智能化技术的发展和运用不但让变电站生产效率有了明显提高，还大大减少了变电站的生产费用，同时，自动控制技术的应用在很大程度上替代了人工操作，有效避免了人为操作失误，供电安全有效提高。人工智能的发展和应用就是要将人从一些危险复杂的工作中解脱出来，应用控制技术就是让机器能够按照人的要求去工作，变电站自动控制技术能够自动识别电压及电量情况，并根据需要及时转换，流程更精准规范，运行更安全有效。与普通的变电站相对比，普通变电站的通信信息传送是用电缆完成的，智能化变电站的通信信息传送则是光缆完成的，传统变电站用的是数字技术，人工智能则使用的是模拟技术，从基础技术的改进到集成技术的提高，变电站自动化程度不断提升，智能化的应用还避免了环境污染。普通电站如图1。

1 关于人工智能变电站的构成

智能化变电站以现代化控制技术及性能稳定的设备为基础，运用现代通信网络和数字技术完成供电网络的自动控制，人工智能的应用解决了一般变电器不能互通协作，不能根据情况自行判断处理问题等不足，实现了变电站之间供电调配需求。变电站的自动控制系统构成包括：站控设备和间隔设备以及过程设备。过程设备是由主设备及其它关联的自动化组件构成的计算机终端设备，它的主要任务是负责完成变电站的基础配电和传输任务，如变电站分配、传送和转换电能的作用。间隔层设备的构成主要包括：具有继电保护功能的装置和具有监测控制功能的装置组合而成的设备，能够完成远程供电的传输，站控层一般由通信、自动和对时三套系统构成，能够实现对整个变电站的工作运行情况进行测控，时刻收集和监控变电数据，保证系统的运行安全。

2 变电站关于数字化和智能化之间的差别

①数字化的变电站系统是由过程层和站控层以及间隔层三部分构成，由智能自动一次化和网络控制二次化组成的变电站，全站所有设备可以共享数据信息，这种变电站不同于普通变电站，数字化的变电站能够将普通的模拟信息转换成数字信息，并通过建成的变电站数字通信网格进行传输。

②数字化的变电站看重的是，在变电运行中相关的数字化系统处理，相比人工智能化变电站就对“智能性”比较看重了，要求达到的标准就是满足变电站自动化智能控制，数字变电站是智能化技术发展完善的基础，同时也促进了智能控制技术的发展。

3 关于人工智能变电站自动化系统的功能

①人工智能变电站的主要标志是实现变电的自动控制，变电自动控制一般包括：自动采集电气量和对电气设备的运行情况加以分析，确保智能变电站能够自动安全的运转。在变电站出现异常时，系统能够立刻作出反应并采集电气量，同时，对采集的气电量进行分析处理，排除故障。

②人工智能变电站的自动化控制系统，能够采集变电数据、处理变电数据，监视变电运行安全，完成自我诊断等功能。采集数据一般是指测量供电线路，测量外界气温及湿度，提取开关闸数据等项内容。处理数据一般是指计算电路的电量及功率，完成信息收集及监控等功能。监控变电运行安全是指对系统的工作运转情况时时监测，并在发生异常时及时报警，对系统数据显示和修改加以保护，在线进行自检自查等功能。

4 自动化变电站控制系统存在问题和解决办法

4.1 智能化自动控制系统存在的重要问题

智能化自动控制系统存在的重要问题是系统接口问题，这个问题如果得不到有效解决，人工智能变电站的智能控制就难以实现，系统对接的问题主要是两点：一是对接的数据格式；二是通信规约的问题。假设一变电站的智能化机械、设备不是由同一厂商出产，就会存在以上两种问题，就会影响自动化控制系统的正常运转，所以在选择智能化设备时要在一个厂家选择同一个批次的产品，避免由于接口不匹配影响自动化控制的实现。

4.2 要提高自动化设备的产品质量，加强自动化设备采购，避免出现产品质量不达标等问题

例如，某厂家为提高效益，增加利润，就会偷工减料，降低产品质量，不仅产品质量不合格，产品的结构设计也不合理，因此，要做好设备的采购工作，选用信誉好的商家进行合作，并要做好产品的进货检验工作，一定要确保采购设备的产品质量，不能让不合格产品影响变电自动控制系统。

4.3 要提高系统抗干扰的能力

控制系统抗干扰的能力较低，具体是指，在异常或恶劣气候、温度、环境等条件作用影响下自动控制系统受其影响，不能正常运转的现象。恶劣条件一般是指异常高温或异常低温、静电和电磁波的辐射以及雷电和雨雪天气等，为了确保系统能够正常稳定的运转，就要减少这些外界条件的影响，提高系统抵抗干扰的能力。

④提高变电站通道通信质量，保障自动控制系统安全正常运行

通道通信是指受某种条件影响，变电站之间的信号传输出现问题，出现信号不稳、中断或延迟等情况，给变电站正常运行带来一定的影响，因此要解决通道通信质量问题，确保变电站之间通信畅通，让智能控制系统得以实现。

5 智能化变电站未发的发展方向

随着智能化科技的不断进步，智能化技术被越来越多的应用于人们的生产生活中，智能电网就是人们基于人工智能自动化控制技术提出的，要求变电站使用智能化自动控制系统，这种智能控制技术的应用，最终实现变电站全自动智能控制，全自动智能控制的实现能够使操作人员的工作更轻松，还能大幅降低生产用工，节约成本，此外，变电站的供电量也会得到大幅提升，变电站生产效率也会进一步提高。

为此要做好以下几点：一是要努力提高监控机的运行管理；二是要实现计算机局域网络的规划使用，要尽可能的发挥计算机在变电站中的优势，提高自动化控制度；三是加强变电站自动化系统的日常维护，确保自动化系统安全运行。目前，我国科学技术发展人令世界矚目，特别是现代科技与现代信息技术的进步和应用，让人工智能自动化制控技术得以实现，我国变电站自动化控制技术就是在此基础上实现的。

6 结语

本文通过对人工智能变电站构成的分析、通过对数字化和人工智能之间的优劣分析、通过对自动化控制系统功能的分析以及对自动化控制系统存在的问题、解决办法的研究等，让人们对智能变电站有了进一步的认识和了解，对智能变电站的未来发展有了更多期待，未来人工智能变电站控制技术将随着现代科学技术的发展不断完善，最终实现全自动控制智能化变电站。

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作者简介：

高峰（1977- ），男，天津静海人，大学，2004年毕业于太原科技大学，计算机及其自动化，电气工程师，电气作业。