浅谈智能技术在电力系统自动化中的应用

2023-05-17广西还珠电力发展有限责任公司万前银

电力设备管理 2023年3期

广西还珠电力发展有限责任公司万前银

1 引言

电力系统运行与人民生活和企业生产密切相关，故维护动力系统稳定的工作十分重要。众所周知，由于电力系统运用范围广泛、系统元器件数量众多，在其运转过程中任何一个系统元器件发生损坏，都会影响到整个动力系统的正常工作质量，由此可见运行电力整个管理系统难度很大。同时由于我国人民生活水平在日益提升，对电力的需求量在日益增大，就必须保证电力系统的正常安全运转，为人民群众提供优质服务。

2 智能技术在电力系统自动化中的重要作用分析

2.1 有效减少操作失误，保证系统正常运行

电力系统是一个非常复杂的系统，包含着大量的电子设备，任何一个电子设备的故障都会对整个电网造成很大的影响。对已发生故障的电器，仅靠手工查找其原因，难以迅速查找故障原因，难以迅速处理，从而为电网安全运行带来极大的隐患。同时，由于电力系统中使用的是人力，由于人员自身存在着不确定的因素，如计算错误等，在某些操作中会产生错误，从而对整个电网的正常运转造成不利的影响。而人工智能技术，则是由电脑进行，具有非常高的精度和稳定性，可以根据需要计算出相应的参数，进行相应的操作。在这个过程中，电脑可以准确地判断并稳定地控制系统，避免人为的不稳定性导致的错误，在一定程度上减少错误，保证供电工作的顺利进行[1]。

2.2 有效提高系统控制力

在没有人工智能技术的情况下，电力系统的控制常常是依靠人工进行的。一方面要投入大量的人力，另一方面又缺乏有效的管理手段确保员工的精确性。而将人工智能技术用于电网自动运行后，可以通过计算机技术达到对电网的控制需求，从而使电网的运行工作变得简单、高效。例如在某些设备上，需要反复地操作和控制，利用人工智能技术可以简化程序，实现一键操作，节约人力，确保最后的运行结果。此外，人工智能技术不仅可以根据规范来进行日常的操作，而且还可以充分利用人工智能技术，实现对复杂、高难度的人工无法实现的生产作业，从而使系统达到预期的目的。在电力系统的电动化过程中，控制是关键的一环，需要充分认识到人工智能在管理中的有效性和价值。

3 智能技术在电力系统自动化中的具体应用

3.1 神经网络控制技术

神经网络自动化是由于人脑神经系统研究与控制理论紧密结合下而形成的新兴人工智能方法，是经典的人类非线性特征。由于神经网络自动化是由大量复杂性的神经元所构成，比较其他人人工智能方法来说，具备了增强学习意识、数据处理能力和管理功能。一是神经网络自动化有效替代了传统人工控制，完成了对计算机系统正常运行的自动化管理。二是神经网络信息技术具有一定的计算机技术功能，在其运用电力系统中，大大增强了动力系统中的信息计算。三是神经网络技术在供电系统应用时，可以与更多的智能信息技术实现有机融合，进而改善电力系统在自动化控制系统中参数优选性与故障诊断的能力，并根据获得历史数据实现自动数据分析，进而确定电力设备的能量消耗、设备消耗值和总功率[2]。

3.2 模糊逻辑控制技术

以往控制中，动态模拟的准确性是决定控制有效性的关键因素，但在实际操作中，动态模拟准确性往往无法完全反映到位，主要是由于在系统中的控制变量很易改变，对系统动态模式的控制也就无从下手，因此控制的达到效率也常常不佳。模糊式推理方法是在计算机的技术基础上开发出来的，其可以模仿人脑的综合判断程序和近似逻辑推理的方法，从而大大增强控制算法的合理性、精确度和适应性。把模糊式推理方法运用于电力系统的自动化操作过程中，不但有效保证系统动作模式测量的准确性，还提高了电气系统控制效率，并可有效克服在设备工作环境中产生的噪声现象，模糊逻辑控制技术如图1所示。

图1 模糊逻辑控制技术

3.3 专家模式控制技术

就当前的电力系统应用领域而言，智能专家系统控制技术是目前运用得最为普遍的一种技术手段，而这种技术创新也是智能技术的最主要运用模式，在人工智能专家系统控制技术的影响下，供电系统的智能水平程度将大大提高，运作稳定程度也更高。具体来讲，此项技术的运用模式，就具有拟人的特性，其最主要的技术运用原理便是利用计算机科学技术，对专家的工作行为加以效仿，并在系统中植入了专家区域，当出现各阶段的决策问题或者系统执行问题时，就能够运用这些专家知识对问题加以分析解决，并以此确保了电力系统的平稳运转[3］。

从工程技术的视角上分析，专家科技是现代智能技术和计算机科学的组合体，利用二者的联合功能，为电力系统运营创造了多样化的功能，从而达到比较合理的系统控制效果，使电力系统运营能够一直稳定运转的理想状态。在实际的电力系统工作流程中，专家系统控制科技能够对整体控制系统工作情况进行全方位监控，同时这种监控具备了实时性的特征，只要控制系统工作情况发生反常，该科技就会第一时间发觉，在及时发布告警的同时，有效地采取处理措施，对反常问题实施自动解决措施，将反常区域和正常区域进行了分离管理。采用这种方法，能够一定程度地化解系统运营风险，将系统故障造成的危害减至最小化，专家系统管理技术的巨大功效不言而喻，这也是这种技术应用于电力领域的主要因素所在。

现阶段，专家系统控制技术已经广泛应用到控制系统运作的各个方面，包括装置的操作、管理等。在这些信息技术的影响下，控制系统自动化技术功能明显提高，进一步地提高了控制系统的自动化技术功能，将我国的电力及整个控制系统发展带到了一个全新的高度。所以，为了要进一步地充分发挥出了人工智能专家系统控制的关键功能，在电力系统领域要加大了科技研发，以进一步地健全专家系统控制体系，扩大技术功能，进一步扩大专家领域范围，以进行合理的系统问题解决，从而达到安全平稳的供电系统运营。

3.4 线性最优控制技术

线性优化控制在现代控制系统思想中是关键的部分，是在实际中运用的较为普遍智能方法之一。目前在电力系统的自动化中线性最优控制的运用效果最好的是最优预测励磁控制技术，通过将其运用于电力系统工作中，不但显著解决了动力性能问题，而且还极大地提高了远距离输电线路的输电性能，所以最优预测励磁控制技术对远距离输电线路的运用比较广泛，大大促进了电力系统的自动化发展。

3.5 综合智能控制技术

智能系统运用包括了许多方面，应用范围最大的就是将现代工业控制系统技术与综合智慧系统融合，和多种不同综合智能控制技术的融合。因为现代化动力系统是一种复杂、大型的系统，其运动规则、结构等都相当复杂，而以往的人工控制方案已无法适应现代化动力系统发展要求，这就要求把综合智能控制技术运用在其中，才能真正全面认识到现代电力系统的运行状况及其内在组成问题。在现代电力系统自动化中，运用的最多综合智能控制系统就是将专家学者系统和模糊控制系统融合、将模糊控制系统和神经网络系统融合、将专家控制器和神经网络系统融合或者模糊控制系统和其他的系统集成。采用交叉融合的方法使各种智能控制技术彼此优势互补，摒弃各自的弊端，将其融合后产物运用于电力系统运行自动化中，有效提升现代电力系统自动化工作效能与品质，还保证其工作稳定性。

4 智能技术在电力系统自动化中的未来发展方向

4.1 增强视觉信息技术的应用

通常情况下，在电力系统自动化中运用视觉信息技术主要是利用图像识别技术进行的，其可以在一定程度上提高电力系统的运行效率。在电力企业运行过程中，由于环境的复杂性、多样性及特殊性造成了工作人员无法进行有效地现场勘查。因此，利用视觉信息技术可以实现对电力系统自动化工作状态的实时监测视觉信息技术主要包括了传感器和摄像机等设备，这些设备可以直接将图像和视频传输到计算机之中，在计算机中实现自动识别和分析处理之后再将其传输到电力管理机构。视觉信息技术能够更好地处理画面中出现的数据信息和数据的变化情况，并对其进行分析。

4.2 制定地理信息技术的标准统一化

随着经济社会的发展和人民生活水平、生活质量的提高，我国电力行业逐渐进入了高质量发展阶段。在这一背景下，电力系统中的各个设备都处于数字化状态，这就对信息化建设提出了更高要求。要想实现电力系统中信息技术全面化、标准化、规范化和系统化，需要建立一套统一的标准体系。在电力系统自动化建设中，地理信息技术的标准统一化能够更好地实现电力系统的自动化，提高整个电力系统的运行效率。地理信息技术能够对各种传感器和信号进行收集，通过计算机进行处理之后再将其传输到计算机之中[4]。

4.3 加快GPRS技术的有机融合

GPRS 是一种新兴的通信技术，具有覆盖范围广、稳定性高、安全性能好和使用成本低等特点。在电力系统中GPRS 能够实现数据的传送与接收，实现了数据处理和传输的自动化和智能化。同时，也能够更好地实现自动抄表等电力自动化建设功能，并进一步对监控技术进行完善。目前在电力企业中使用的监控系统和管理软件都可以通过数据中心直接访问。因此，通过GPRS 技术可以实现对电网内部设备的实时监控和远程控制，有利于保证能源安全可靠供应。作为先进智能技术在电力系统中应用的关键一环，GPRS 技术已经成为电力系统发展的重要方向之一。

4.4 推进现场总线的技术布局

现场总线的技术布局是电力系统自动化发展的一种趋势，在计算机中完成数据的传输和信息处理之后，再将其传输到现场去。由于现场总线是一种高速网络，所以能够更好地对数据进行接收和处理[5]。在电力系统自动化建设中使用现场总线能够提高数据的准确性，并对各种故障情况进行处理。

4.5 完善计算机技术的功能开发

在现代社会中，计算机技术的发展已经十分迅速，并且被广泛地应用于各个领域。计算机技术具有操作简单、功能强大和使用方便等特点，而且还能够对电力系统进行实时监测和监控。基于这种情况下，可以进一步完善计算机技术的功能开发，并且将其应用到电力系统之中去。电力行业的发展，需要加强智能化建设。在对电力系统进行智能化改造过程中，计算机技术的功能开发是关键。