电力系统自动化与智能电网的应用探讨

2020-10-10杨文琛

通信电源技术 2020年12期

杨文琛

（广东电网有限责任公司佛山供电局，广东佛山 528000）

1 电力系统自动化与智能电网概述

1.1 电力系统自动化

电力系统自动化是指借助计算机技术、通信技术等多种技术对电力生产、传输的全过程加以监控，保证电力系统运用的安全性、稳定性。其工作流程具体是在电力调控中心安装计算机，在周围的电厂、配电站安装对应的控制设备进行远程监控，及时了解电力系统的运行状况。

1.2 智能电网

智能电网是借助各种先进的技术来保证电网安全、稳定运行[1]。智能电网的优势明显，具体体现在如下方面：（1）可以预防外界各种因素的干扰，满足各种能源的接入需求；（2）融合了智能化技术、信息技术等多项技术优势，大大提升了电网设备的应用效率，减少能耗，同时通过技术融合对电网运行状况进行全面监控，并在第一时间及时发现电网故障，再进行自我诊断、决策、恢复；（3）能实现信息集成、共享，清楚、准确地展示电网运行状态图，辅助电网决策；（4）能提升电网运行质量和效率，优化资产利用，减少运营成本投入[2]；（5）在电网出现大扰动等一系列故障时，依然可以为广大用户供电，不会出现大面积停电问题；（6）兼容性好，能适应分布式电源、微电网的接入，同时能实现与广大用户的高效互动；（7）有效提升了清洁能源在终端能源消费中所占比重，将自动化系统运用到智能电网建设中，通过强强联合提高电网输配质量和效率，使得各环节工作的开展更加高效、稳定。

设置输配电网相关设备时，必须遵循如下3点原则：（1）要保证通信系统顺畅，这是自动化技术得以有效应用的基础和保障；（2）科学配置组电站控制及管理系统，控制好输配电网架强度，让网架建设更加完整、牢固；（3）由于智能电网分布在各个区域，工作地点较为分散，要想满足广大用户的用电需求，必须坚持统一调配原则。图1为智能电网的组成图。

图1 智能电网的组成图

2 电力系统自动化中智能电网的应用现状

2.1 智能电网整体结构设计的严谨性需提升

作为各区域电力资源的供应网络，智能电网结构设计的严谨性关系到电力安全问题。智能电网整体结构设计不严谨，会使电力系统在运行过程中出现各种问题。如果没有及时全部解决这些问题，就会影响电力的安全、稳定供应，对人们的正常生活、工作或学习带来不利影响，更不利于自动化技术的应用[3]。所以，设计智能电网时，需要对结构的严谨性加以全面考虑。

2.2 智能电网分布不均

智能电网的功能在于为广大用户供电，但实际情况是，由于我国各区域对电力的需求、城市化发展速度不一样，使得智能电网在分布上存在差异。尤其是在中部区域，许多工业生产企业生产产品时所要消耗的电能非常大，对电力需求很大，对智能电网建设的要求更高。基于各区域的差异，对电力工程建设带来了一定的难度，要想加强智能电网建设，势必存在很多疑难问题[4]。

3 智能电网技术在电力系统自动化中的应用

3.1 模糊技术

模糊技术是基于模糊数学理论，通过模拟电力系统近似推理、决策，以此保证控制算法的准确性，保证电力系统运行的稳定性。在电力系统中，模数控制技术的应用可以实现更灵活地调度电力。例如，电饭煲、电磁炉等电器设备运行时都体现了模糊控制技术。因此，从实用性角度看，模糊控制技术的应用价值非常高。而电力自动化系统在运行阶段存在很多的复杂状况，其中涉及各种变量问题，动态信息的模糊程度非常高。这时借助模糊控制技术能及时处理各种精准度不高的系统问题，让电力系统可以模仿人做出判断、决策，分析模糊信息，让其可以转化为精准度高、具有利用价值的信息，从而使电力系统高效运行。

3.2 专家系统控制技术

专家系统控制技术是依据专业智能计算机程序，并综合电力专家的经验，对突发的电力问题加以解决。专家系统控制技术能对电力系统恢复状况、工作人员电力调度等问题进行有效控制。同时，该系统具备晋级报警功能，以此对电力系统进行智能化管控。现如今，这项技术在电力部门得到了广泛使用，优化了电力系统结构，使电力系统可以高效、安全运行。但是，该系统也存在一些需要解决的问题，主要是模仿电力专家的行为，与真正的电力专家相比还存在一定的差距。如果出现系统中未输入的故障，该系统无法做出准确判断，无法判断出故障源。该系统本身存在很多不足，如实际运行过程中往往通过辨别各系统运行数据信息，进一步判断系统是否处在正常的运行状态。所以，设计者在开发该系统时，需要对电力系统运行过程中可能会出现的故障数据进行分析，以此判断专家系统的可靠性，确保该系统的运行水平[5]。

3.3 人工智能故障诊断技术

从传统的电力系统故障诊断情况来看，诊断方式较为单一，一般都是进行单向诊断，不能有效地与电力系统进行匹配，其中还会涌现许多复杂的场景问题，影响电力系统的稳定性和安全性，无法有效保障广大用户的用电需求。使用人工智能诊断技术能高效地进行多层次监测，尤其是在一些大型电力系统诊断任务中，人工智能故障诊断技术的优势更加明显，能在第一时间发现系统故障问题，并从根本上解决电力系统出现的问题，保证电力系统运行的安全性、稳定性。

3.4 神经网络控制技术

神经网络控制技术的发展和应用受到人体神经网络的影响。同其他技术相比，神经网络控制技术的优势更加明显，无论是学习能力还是管理能力都很强。此外，该项技术的应用能保证系统运行更加安全、高效，并节省资源，大大降低人工操作面临的压力，能实时对电力系统进行控制。

事实上，神经网络控制技术是智能控制技术的升级。该项技术的有效应用对于解决电力系统存在的各种故障问题及电力系统的不稳定性问题提供了新思路。例如，该技术本身就具备非线性处理功能，能解决复杂非线性电力系统映射问题。电力系统自动化本身就存在许多隐藏信息，能简化传统复杂的控制流畅，实现对电力系统的全面控制，从而保证电力系统运行效率[6]。

3.5 线性最优控制技术

在我国现代化控制理论中，线性最优控制是非常重要的内容，也是应用最多的一项技术。现如今，许多电力企业借助最优励磁控制技术，配合电力机组的使用，提高了电力系统的运行质量，保证了输电线路传输的质量和效率。与此同时，该项控制技术在制动电阻、时间上也取得了一定的控制效果，提高了电力系统运行效率。虽然当前线性最优控制技术的发展取得了一些成绩，但是该项技术在设计应用时必须有一个好的运行环境，否则就无法将其作用全部发挥出来。因此，相关人员需要结合电力系统运行的实际状况，科学选择和使用该种控制技术[7]。

3.6 综合智能系统

综合智能系统就是将模拟控制系统、神经网络系统及专家系统等多种智能系统融合起来，发挥各系统优势，使电力系统能高效运行[8]。该系统的应用，缓解了电力管理者的工作压力，降低了系统故障的发生，大大提高了系统运行的安全性。同时，综合智能系统涉及各类智能控制措施的交叉组合，全面提高了电力系统运行效率，降低了安全故障的发生率[9]。此外，该系统在实际运行的过程中可以进行智能化管理，能第一时间发现系统运行过程中出现的问题，并将故障信息上传到计算机。管理者可以在计算机中查看故障信息，节省了故障维修时间和经济成本投入。但综合智能系统在具体应用中存在一些问题，如系统经过长时间运行会出现异常现象，运行效率随之降低。该系统是人为设计的，根据标准程序完成相关操作，如果其中某个程序出现问题，就会对整个系统运行造成不良影响，给企业带来一定的经济损失[10]。