论电力系统自动化智能技术在电力系统中的应用

2020-01-20王文飞

中国设备工程 2020年21期

王文飞

（国网江西省电力有限公司龙南县供电分公司，江西赣州 341700）

电力系统是与人们日常生活和企业生产息息相关的，所以保障电力系统稳定运行尤为关键。众所周知，电力系统覆盖范围广、系统元件多，在其运行过程中随意一个系统元件出现损坏都会影响到电力系统的运行质量，由此可见电力系统控制难度较大。而且随着人们生活水平在不断提高，对于电的需求也在不断增加，这就需要保障电力系统安全运行，为人民群众提供优质服务。在21世纪的今天，科学技术的发展日新月异，将智能技术应用到电力系统自动化中，有效提高了电力系统的性能，也为电力系统安全稳定运行提供重要保障。

1 电力系统自动化和智能技术概述

1.1 电力系统自动化

以往我国电力系统的运行都是通过人力方式进行，这种人力运行方式一度解决了人民群众和社会经济发展的用电需求，但是随着我国用电客户在不断增多，电力行业也得到了飞速发展，电网设置的数量和规模多而复杂，以往的人力操作方式已经无法满足现代化用电需求，电力系统自动化应运而生。电力系统自动化指的是将电力系统中发电装置、电网调度以及配电系统应用智能信息处理技术，从而提高电力系统的自动化控制水平，其应用网络技术、信息技术，计算机技术等，通过这些先进的技术手段来模拟人工操作模式进行电力系统的控制，其最终目的就是实现电力系统自动控制、检测和管理，电能的自动生产、自动管理运输环节，从而有效提高电力系统的运行效率。

1.2 智能技术

随着计算机技术、互联网技术、仿生学技术的发展，智能技术随之产生，其是能够模拟人类行为和思维的技术，并且还具备一定模仿能力、学习能力、适应和组织能力等，可以对电力系统中的检测设备所收集数据进行分析处理，从而对电力系统进行适当调整。对比传统的控制手段而言，智能技术控制技术具有很大的优势，不仅能够反馈系统和设备运行中问题，还能进行自动化解决，有效提高了设备和系统运行效率。所以，智能技术尤其适用于非线性和不确定问题的解决上，智能技术的诞生也将计算机由辅助作用逐渐转变为主导作用。智能技术主要是由神经网络控制、模糊控制、专家系统控制、综合智能控制以及线性最优控制等组成，随着电力事业的发展，智能技术已经广泛应用到电力系统自动化中，不仅提高电力系统自动化控制水平，还为电力系统安全稳定运行提供重要保障。

2 电力系统自动化智能技术在电力系统中的应用分析

2.1 神经网络控制在电力自动化系统的应用

顾名思义，神经网络控制是通过人脑神经理论和控制理论结合下产生的新型智能技术，是典型的非线性特征。神经网络控制技术是由复杂的神经元组成，相比其他智能技术而言，其具有强大组织学习能力、信息处理能力和管理能力。首先是神经网络控制技术有效代替了人工控制，实现了电力系统的自动化控制；其次神经网络技术也具备一定计算机技术，在其应用电力系统自动化中，提高了电力系统中数据计算能力；最后是神经网络技术在电力系统应用中，还能和其他的智能技术进行有机结合，从而提高电力自动化系统中参数优化和故障诊断能力，通过获得数据进行自动分析，从而得出电力设备的能量消耗、设备损耗值以及总能耗。

2.2 模糊控制技术在电力自动化系统的应用

以往控制系统中，动态模式的精确度是决定控制技术效果的关键因素，但是在实际操作中，动态模式精确度难以真正测量到位，这是由于在控制系统中很多量很容易发生变化，系统动态情况的掌握也就无从谈起，控制技术所取得效果往往不佳。模糊控制技术是在数学理论基础上发展起来的，其能够模拟人的综合决策过程和近似推理的过程，来提高控制算法的合理性、准确性和适应性。将模糊控制技术应用到电力系统自动化操作过程中，不仅有效保障了控制系统动态模式测量的精确度，还增加了电力系统控制效果，还能有效解决电力设备运行过程中出现的噪音问题。模糊控制技术已经广泛应用到我们日常生活和生产中，人们生活中所使用的电磁炉、电饭煲以及电风扇等电器都是模糊控制技术的体现。除此之外，在现代化电力系统中，首先要做的就是构建电力系统模型才能进行实现对电力系统的控制，模糊控制技术具有应用简单的特点，也是构建电力系统模型不二选择。

2.3 专家系统控制技术在电力自动化系统的应用

在电力系统自动化中应用最多的就是专家控制系统技术，其工作原理就是通过计算机技术来模拟专家，在遇到问题时也能通过专家角度区解决，所以这个系统中应用了大量的专家知识、经验以及推理方法，可以说专家控制系统就是智能技术和计算机技术结合下的完美产物。将其应用到电力系统中，可以全面观察其运行状态，及时识别警告状态，并采取应对措施，及时解决电力系统中突发的紧急情况，通过识别电力系统警告状态的静态和动态，然后对系统中出现的故障进行自动化处理，确保电力系统的安全稳定运行。专家控制系统因此也被广泛应用电力系统自动化中，主要用于自动化设备的运行、操作、管理等方面，推动了电力系统自动化进程。需要注意的是专家系统控制系统内是有着丰富的专家知识、经验数据库，但是在面对复杂的专业性问题以及创新问题时往往手足无措，所以应当加大对专家控制系统的研究，使其逐步完善。

2.4 线性最优化控制系统在电力自动化系统的应用

线性最优化控制系统在现代控制理论中是非常重要的内容，其也是实践中应用最为广泛智能技术之一。在电力系统自动化中线性最优控制技术应用最佳的就是最优励磁控制技术，将其应用到电力系统中，不仅有效改善了动态品质问题，还大大提高了长距离输电线路的输电能力，所以最优励磁技术在长距离输电线路的应用最多，推动了电力系统自动化进程。除此之外，线性最优化控制技术还在水轮发电机中有所应用，有效控制了发电机制动电阻，提高了发电机的运行效率。需要注意的是，线性最优化控制技术只能在某些特定环境中才能真正发挥出其最大功效，在其他工作环境中线性最优化控制技术并不具备优势，所以线性最优化控制技术应当妥善使用。

2.5 综合智能系统在电力自动化系统的应用

综合智能控制系统涉及了很多方面，应用最多的是现代控制和智能控制结合以及多种不同智能控制技术的融合。由于现代化电力系统是一个复杂、庞大的系统，其运行规律、内部构造都较为复杂，以往的人工控制方式已经无法满足现代化电力系统发展需求，这就需要将综合智能控制技术应用其中，能够全面了解到电力系统运行状况以及内部组成。在电力系统自动化中运用最多综合智能系统就是专家控制系统和模糊控制系统结合、模糊控制系统和神经网络系统结合、专家控制系统和神经网络系统结合以及模糊控制系统和其他的控制系统集合。通过交叉结合的方式将不同智能控制技术之间优点互补，消除自身的缺点，将其结合后产物应用到电力系统自动化中，不仅有效提高电力系统自动化运行效率和质量，还能确保其运行安全性。

3 电力系统自动化智能技术的未来展望

随着科学技术不断发展，电力系统自动化由以往单一单元转变为多功能单元、单向监控也转变为多线控制、高电压等级调节也逐渐转变为低电压调节。由此可见，我国电力系统自动化智能技术也日益成熟，其未来发展趋势也是为了实现电力系统的智能化实时控制、人工智能故障诊断这两个个方向。首先人工智能故障诊断。以往电力系统故障诊断由单过程、单故障诊断以及无法满足电力系统发展的需求，人工智能故障诊断能够在电力设备的实际运行状况下基础上，对设备进行全方面的分析，并进行故障预防，控制电力系统运行质量；其次智能化实时控制主要是在电力系统中，实现对其实时监控和电力系统数据的分析，不仅能够有效减少故障发生机率，还能减少设备资源的能耗。