电力系统自动化中智能技术的应用

2022-11-26黎楚越

电子元器件与信息技术 2022年5期

黎楚越

南京工程学院电力工程学院，江苏，南京，211167

0 引言

随着我国社会各行各业的飞速发展，社会生产生活对于电力能源的需求量也在不断增加，对于电力能源标准的要求也不断提高。在此情况下，电力系统必须要充分引进和应用先进科学技术，不断提高其运行的稳定性与可靠性，从而为社会提供更加稳定且高质量的电力能源。智能技术是新兴科学技术的代表技术之一，其具有诸多优势特点，在很多行业领域中得到了广泛的应用，并且极大地推动了所应用行业领域的发展。因此，文章对电力系统自动化中智能技术的应用进行分析研究，具有重要的价值和现实意义。

1 电力系统自动化与智能技术概述

对电力系统自动化中智能技术的应用进行分析研究，首先应当全面了解和认识电力系统自动化以及智能技术的相关概念与内涵。文章本部分将对电力系统自动化与智能技术的相关概念进行分析阐述。

1.1 电力系统自动化概述

我国传统的电力系统主要通过人力方式进行，人力运行方式在以往我国社会生产生活对电力需求量较小时，尚且能够充分满足社会用电需求，解决人民群众与社会经济发展的用电问题。但随着我国社会经济水平的不断提高以及用电用户数量的增加，电力行业得到了飞速发展，电网设置规模不断增大，数量迅速增加，以往传统的人力操作方式已经逐渐无法满足现代化用电需求以及电力系统运行需求，电力系统自动化在此背景下应运而生。电力系统自动化是指通过应用自动化技术，实现电力系统中发电装置、电网调度、配电系统智能化自动运行与处理，提高电力系统自动化控制水平。电力自动化是一种动态系统，在实际运行过程中，通过计算机控制，有效地调整系统工作运行情况，使系统内各个部分能够得到精确控制。电力系统自动化需要应用网络技术、信息技术、计算机技术等，在众多新兴科学技术飞速发展的背景下，诸如大数据技术、云计算技术、物联网技术等新技术也逐渐应用于电力系统自动化中，众多先进技术手段的应用能够模拟人工操作方式控制电力系统，从而实现电力系统自动控制、自动检测与自动管理，并能够实现电能自动生产、自动管理运输，有效提高电力系统的运行效率，提升电力系统运行的稳定性与可靠性，同时保障供电质量水平。

1.2 智能技术概述

随着计算机技术、互联网技术等众多技术的发展，智能技术在此基础上得以融合多种技术产生。智能技术是一种能够模拟人类行为与思维方式，并将其应用于各类实践中的技术，具有一定程度的模仿能力、学习能力、适应能力以及组织能力。在电力系统中应用智能技术，能够对电力系统中检测设备所收集的信息数据进行整理、分析、处理和应用，根据相应参数信息对电力系统进行实时优化与调整。相较于传统电力系统人工控制方式，智能技术在电力系统自动化运行中能够实现系统实时控制与反馈，及时发现电力系统在自动化运行中存在的问题与故障情况，并自动解决，显著提高了电力系统与电力设备运行的效率与可靠性。同时，智能技术更加适用于非线性与不确定的问题解决过程与环节中，有效地将计算机辅助作用逐渐转变为主导作用。通常而言，智能技术由神经网络控制、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构成，在我国电力事业不断发展的背景下，智能技术逐渐广泛应用于电力系统自动化中，其应用率与应用范围不断提高与扩大，不仅有效提高了电力系统的自动化控制水平，也有力地保障了电力系统的安全、稳定、可靠运行。

2 电力系统自动化中智能技术应用现状与问题

虽然近些年来我国电力系统自动化水平显著提高，智能技术在电力系统自动化中应用的范围与程度也在不断扩大和加深，但不可否认的是，当前电力系统自动化中智能技术应用仍存在一定的问题与不足。这些应用时的问题与不足严重阻碍和限制了智能技术功能作用的发挥，降低了智能技术在电力系统自动化中应用的价值，不利于电力系统自动化水平的提高以及智能技术的进一步发展。文章本部分将对电力系统自动化中智能技术的应用现状与问题进行分析阐述。

2.1 应用尚未成熟

就目前而言，虽然电力系统中智能技术的应用较为普遍，但智能技术在我国发展较晚，技术本身仍存在一定的不足，智能化技术在电力系统中的应用也较晚。因此，智能技术在电力系统自动化控制应用中仍存在着不成熟、不完善的情况。现阶段，在电力系统中应用智能化技术会受到诸多因素和条件的影响，诸如智能技术人才、智能技术适配等，若在实际应用过程中出现故障问题，问题解决和处理的难度较大。同时，我国智能技术相较于发达国家仍存在一定差距，其发展与应用缺乏科学性与创新性，整体技术处于初级发展阶段。

2.2 实践性不足

智能技术的应用是电力系统自动化控制未来发展的必然要求与趋势，但当前智能技术在电力系统自动化应用中仍存在着实践性不足的缺点与问题。智能技术虽然发展速度较快，但仍处于初级应用阶段，大部分专业技术人员仅仅掌握了智能技术的相应基础理论知识，缺乏智能技术在电力系统自动化中应用的实践经验。因此，在实际的电力系统自动化中应用智能技术，存在着多方面的不足，会导致多种类型问题的发生。同时，当前我国电力系统自动化技术与智能化技术的协调性较差，限制了智能技术在电力系统自动化中应用的效果。

2.3 应用范围有限

从智能技术整体应用的角度进行分析，当前在电力系统自动化中应用智能技术存在着较多外部因素的条件限制。智能技术属于先进科学技术，技术的理论创新研究需要投入大量资金，研究成本高，在电力系统自动化中应用的成本也相对较高。当前我国许多电力企业因智能技术应用的巨大成本而并未选择将智能技术应用于电力系统自动化中，因此，智能技术的应用范围受到了一定限制，导致其功能作用无法充分发挥。

3 电力系统自动化中智能技术应用分析

智能技术包括众多子技术，不同的技术具有不同的特点，所以应当结合其特点来选择合适的应用方式，确保智能技术能够充分发挥其优势与价值。文章本部分将对电力系统自动化中智能技术的应用进行分析阐述。

3.1 专家系统控制技术

在电力系统自动化中，专家系统控制技术具有广阔的应用空间，其能够对电力系统紧急状态或是警告状态进行分析辨识，从而控制电力系统采取相应的应急处理措施，恢复电力系统控制。同时，专家系统控制技术还能够为电力系统提供系统规划以及调度员培训功能，提高电力系统调度工作人员的专业能力和素质水平。除此之外，专家系统控制技术可以对电力系统中出现的短期负荷情况进行预报，并对静态安全以及动态安全进行分析，并能够在电力系统运行出现故障时隔离故障点，最大限度降低故障带来的影响。专家系统控制技术具有诸多优势，但是在实际控制中仍存在一定局限性，其并不具有电力专家本身所具有的创造性，同时，专家系统控制技术中电力控制知识仍处于较为浅薄的层次，无法理解和应用深层电力技术。专家系统控制技术也无法有效学习，其解决电力系统自动化控制中故障问题的能力较为有限，一旦出现复杂的故障问题，则专家系统控制技术难以针对这些问题进行分析和解决。因此，在专家系统控制技术的实际应用过程中，必须要关注和重视专家系统知识获取、有效工作以及协调应用等方面的问题，不断完善和优化专家系统控制技术。

3.2 模糊控制技术

对于电力系统自动化控制而言，自动控制技术在实际应用时需要建立数学模型，而常规数学模型建立难度较高，难以精确把握数据参数。电力系统作为规模庞大的控制系统，其系统数据量巨大，收集并利用海量电力数据构建电力自动化控制模型难以完成。在此情况下，应用模糊控制技术能够有效模糊数学模型中的逻辑推理以及语言变量部分，从而降低和简化系统控制复杂性，提高系统控制操作便捷性，适用于模型不完全、时变性与非线性较强的电力控制系统中。模糊控制技术在实际生活中应用广泛，家庭日常生活中诸多常用电器均应用了模糊控制技术，例如微波炉、电饭煲等。生活中的常用电器应用模糊控制技术，不仅能够保障电器正常运行，还能够有效节约电力资源使用，提高电能利用率。但模糊控制技术在电力系统中的应用也同时存在着系统性不足、经验性过强、稳定性较差等问题，必须要不断对其进行完善与优化。

3.3 人工智能技术

人工智能技术在电力系统中的应用范围与方向主要为解决电力系统自动化中的设备故障问题。传统电力自动化系统中故障问题诊断主要依靠人工方式进行，对故障问题进行分析预测，并根据系统收集故障问题的状态信息，对故障发生的部位与原因进行分析，对故障影响情况、故障程度等进行预测。传统的故障问题诊断方式不仅效率较低，且诊断准确性较差，会对电力系统运行稳定性造成一定影响。在电力系统故障诊断分析工作中应用人工智能技术，能够有效提高故障问题分析诊断的效率与准确性，及时解决电力系统故障问题，保障电力系统正常稳定地运行工作。

3.4 线性最优控制技术

最优控制是最优化理论在系统控制方面的具体应用形式，是在一定条件和情况下，寻找并采用最适宜的系统运行的控制策略，从而使系统性能达到最大化。最优控制在电力控制系统中应用广泛，且具有较为丰富的应用经验，利用最优控制方法能够有效提高电力系统中电网的远距离输电能力，并能够保障和提高输电线路的输电品质。但线性最优控制仅能够对电力控制系统中局部线性模型进行最优控制策略选择，控制作用较为有限。当电力控制系统为非线性模型时，则最优控制技术难以发挥其功能作用，在实际应用中的效果不尽如人意。通常情况下，线性最优控制仅适用于电力系统中进行局部控制的线性模型。

3.5 监控技术

监控技术是电力系统自动化控制中关键且重要的组成部分，也是核心技术之一。在电力系统运行过程中，电力控制中心工作人员能够利用监控系统实时掌握和获取电力系统各个部分与设备的工作运行状态，从而第一时间发现电力系统自动化控制中存在的问题以及故障隐患，及时进行针对性处理与解决，保障电力系统运行的安全性、可靠性与稳定性。随着我国电力行业的不断发展，智能监控技术得到了广泛应用，智能监控技术能够为用户提供数字化监控界面，并实现电力系统运行实时数据分析，为电力控制中心工作人员提供信息参数支持。同时，现代化智能监控系统能够远程遥控管理电力系统，并具有实时报警、遥控闭锁等功能，有效提高电力自动化控制工作效率，节约电力企业人力资源，提高电力生产运输的安全性与可靠性，显著提升电力系统自动化水平，顺应了时代发展趋势与要求。监控技术的智能性主要体现在其能够针对电力系统的结构以及运行状态等，向电力控制中心实时传输电力系统运行工作情况，并针对电力系统温度、电流电压等情况进行监测，将相关信号实时反馈至监控中心。

3.6 神经网络控制技术

神经网络控制是人脑神经理论与控制理论相融合的一种新型智能技术，具有典型非线性特征。神经网络控制技术由复杂神经元组成，其具有强大的组织学习能力、信息处理能力与管理能力，在电力系统中应用神经网络控制技术，能够与其他智能技术有机结合，提高电力系统自动化控制的故障分析与诊断能力，并保障电力系统的可靠运行。神经网络控制技术对于电力自动化系统具有极为重要的作用和影响，因此具备广阔的发展空间与前景，不断加强神经网络控制技术的研究，并扩展其应用范围与应用方式，发挥神经网络控制技术应用优势与价值，是相关技术人员所必须要关注、重视和解决的一大问题。

3.7 综合智能系统

综合智能系统是将多种智能控制技术进行融合应用的一种智能系统，其具有多种智能技术的优点，并将不同智能技术的缺点进行弥补与改进，实现了多种智能技术之间的优势互补。在电力系统自动化中应用综合智能系统，能够针对非结构性信息进行处理，扩大智能控制系统的应用范围，显著提高信息处理效率与水平。对于复杂庞大的电力系统，综合智能系统的应用具有重要的价值和意义，是智能技术在电力系统自动化中应用和发展的方向与趋势。