电力系统自动化控制中的智能技术应用

胡尊卿

（国电南瑞南京控制系统有限公司，江苏 南京 210000）

0 引 言

随着智能技术的开发与应用，电力系统的自动化水平也不断提高，不仅拓展了智能技术的应用范围，而且推动了我国电力系统自动化水平的提高。

1 电力系统自动化控制技术概述

发电企业、配电系统、输电网及电力用户等构成了一个完整的电力体系。电力系统以往通过人工方式进行运行管理，随着用户数量的不断增多，电网的规模也在不断变大，如果仅靠人力方式进行运行管理，则存在较大的局限。因此，为了电力系统的安全稳定运营，需要引入自动化运行管理模式，以保障电力的生产、传输、管理以及调度。电力系统的自动化能够提高系统运行的安全性，从而有效地对电力系统进行调度和控制，方便人工对整个电力系统的监视与控制，极大提高了电力系统运行的稳定性和安全性。

2 电力系统自动化控制中智能技术应用的重要性

2.1 具有高性能

电力系统自动化控制中，智能技术能够有效保障电力系统运行的稳定性和高效性。其性能可以通过参数调节进行变更，为电力系统自动化控制提供了坚实的基础与技术保障。

2.2 具有较强适应能力

相比于其他控制技术，智能化技术的信息处理效果好，在电力系统自动化控制中的控制效果良好，且适应能力强，能够提高系统性能，有利于提升电力系统运行的稳定性和安全性。

2.3 具有智能化控制特点

智能技术在电力系统中的应用能够对用电及发电进行智能化控制，从而提高资源的利用效率和电力系统的性能，完善电力系统结构[1]。

3 智能技术优势分析

3.1 智能技术在发电阶段的优势

发电阶段主要是充分运用煤炭等燃烧将传统能源转化为电能。智能技术能够对发电设备和电路网络进行有效管理，优化发电过程，提高能源利用率，降低发电成本。

3.2 智能技术在送配电阶段的优势

送配电是指将电力从发电企业传输到用户的过程，如果不对配送电的电力传输过程进行有效控制，则会影响电力的传输效率，增大资源损耗，甚至会造成电压不稳等安全隐患，严重危害用电设备和用电用户的安全。智能技术在传输过程中的应用，可以增强对电力传输过程的掌控，管理、统计、分析送配电数据，发现安全隐患，帮助维修人员查找安全问题的来源并及时进行维修维护，有效提高电力系统的安全水平。此外，智能技术能够关联各个控制模块，通过科学的管理和调配让电力运输更加高效，分配更加科学。

3.3 智能技术在用电阶段的优势

智能技术相比于传统的人工管理，在信息数据采集分析方面更及时且准确。通过智能技术收集到的用电数据能够掌握电力资源的使用情况，从而为电力相关单位提供数据支持。此外，智能技术在电力系统中的应用还包括检测电力系统的安全性和供电稳定性，并对相关数据进行监控与分析。电力系统运行会受到多种因素影响，如果不及时发现其中的问题，则会对用电用户的人身财产安全造成威胁。如果突然断电或者电压不稳，则会对电器的使用寿命造成影响，严重的甚至会直接报废或引发火灾，造成极大的安全隐患。而利用智能技术对电力系统进行实时监控能够准确掌握用电状况，一旦出现问题能够及时通过智能设备对用户进行反馈和风险提示，从而让用电用户及时掌握状况并采取相应措施，减少了安全隐患的发生。

4 电力系统自动化控制中智能技术的应用现状

4.1 智能技术应用不成熟

随着时代的进步和智能技术的迅速发展，智能技术在电力系统中的应用更加广泛。智能技术的发展时间较短，虽然得到了一定程度上的应用，但是技术的成熟度并不高，应用范围也较小。此外，智能技术受到的影响因素较多，相关方面的人才储备不足，电力系统的自动化控制一旦出现问题很难解决，而且电气自动化与智能技术融合缺乏创新，制约了我国智能技术的发展与应用。

4.2 智能技术应用范围小

智能技术受到众多内在或外在因素影响，导致应用范围小。大多数电力单位难以承受投入高额资金进行技术研发，导致智能技术的发展较为缓慢，且应用范围相对较小。

4.3 智能技术的应用缺乏实践性

电力系统自动化控制是大势所趋，但是其高额的研发成本和实际应用范围制约了其发展速度，且实际投入使用的数量太少，实践性差，缺乏对实际应用情况和需求的考察，更多的是在“纸上谈兵”，尚停留在理论阶段，因此导致电力系统自动化控制与智能技术的融合难度高，出现较多问题，技术间的关联性和协调性差。

5 电力系统自动化控制中智能技术的应用

5.1 专家系统控制技术

专家系统控制技术相对于其他控制技术在我国电力系统中的应用更成熟、普及度更高，能够快速识别系统的运行状态，并根据运行状态分析提供合理的解决方案。电力系统一旦发生故障，专家系统能够快速进行故障识别并以警报方式提示管理人员进行故障处理，不但提高了故障处理的效率，而且缩短了故障处理的时间。此外，专家控制技术的综合性强，不但能够通过分析电力系统运行状态切换模式和分析故障，而且为电力系统管理提供了便利，能够为管理规划提供数据参考，还能够进行短期负荷预测等任务，有助于进行电力系统管理[2]。虽然专家系统控制技术的成熟度较高也较为完善，但是如果出现复杂故障，专家系统控制技术也难以进行处理。因此，在推进专家系统控制技术的持续发展创新时，也需要注重与其他控制技术进行有机结合，以提升其应用性和有效性。

5.2 模糊控制技术

模糊控制技术理念主要解决了电力系统动态变化情况下的数据分析需求。为了提升控制的准确度，在以往传统的电力系统中需要将整个电力系统的数据全部进行采集，此过程不仅导致电力系统的控制工作量增大，同时还存在较大的数据采集弊端。因为运行状态下的电力系统数据是实时变化的，所以采集也仅仅是采集到某一个时刻的数据，随着系统的持续运行，下一个数据会再次发生变化，前面采集的数据也就失去了意义。模糊控制技术基于模糊数学理论，通过收集模糊数据进行计算分析并推出结论，其优点在于对数据的精确性要求低，能够有效应对电力系统的动态运行情况，因此需要采用模糊控制技术来解决电力系统控制中的问题。模糊控制技术通过对电力系统工作状态进行分析计算，从而获得其中的变化规律，实现对电力系统的智能控制。总而言之，模糊控制技术通过规律分析和判断的技术理念，计算、分析、判断相关因素之间的规律，提高电力系统的控制效果。

5.3 线性最优控制技术

电力系统自动化控制应用频率最高的智能技术之一就是线性最优控制技术。其应用主要体现在最优励磁控制方面，在提高长距离电能输送的安全性、稳定性以及输送水平等方面具有显著优势。此外，线性最优控制能够极大提高大型发电机组的运行安全性和稳定性。

5.4 神经网络控制技术

神经网络控制技术是通过计算机模拟人类神经系统工作，利用计算机算法对数据进行自主分析和判断，以实现电力系统自动化控制的智能技术类型。其学习能力强，可以对过往的工作方式进行总结并生成新的控制方法。神经网络控制技术发展已较为成熟，将其应用在电力系统控制中能够有效提高电力控制效率，减轻人工控制压力。在神经网络控制技术中，信息节点是关键的组成部分，类似人的大脑神经中枢，通过高速计算来获取最优数值，并以最优数值作为依据进行自动化控制，其挖掘和分析数据能力极强，能够优化电力系统自动化的控制途径。但需要注意的是，由于神经网络技术水平和技术条件的有限性，其很难应用于规模大且复杂的电力系统，技术有待完善。

5.5 人工智能技术

人工智能技术顾名思义是将人工控制与智能技术相结合，在电力系统中通过监测电力系统运行数据实现对目标的控制。电力系统的人工智能技术依托于智能感应技术、网络传输技术、智能监控技术以及数据处理技术来为电力系统提供技术支持。人工智能技术通过各项感应技术获取电力系统相关数据，如运行环境的温度、湿度以及输入输出的电压、电流，以此进行电力系统的协助管控与技术支持。

5.6 综合控制系统

综合控制系统是集成多种智能控制技术的综合应用。随着社会的不断发展，对于电力的需求水平也越来越高，电力系统需要及时进行规模的扩大和系统性能的提高，以满足日益增长的电力需求。而规模的扩大将导致电力系统愈发精密和复杂，单一的控制技术无法满足电力系统自动化控制的需要，因此就需要将不同的智能化技术在同一系统中进行有效融合，以提升智能技术自动化控制的效果。例如，专家模式控制技术独立使用时会受到经验数据范围限制，导致其无法发挥最优控制效果，但是将其与神经网络技术进行结合，就能通过神经网络技术的智能化分析对专家模式数据进行总结创新，从而提高电力系统自动化控制的控制效果[3]。

6 电力系统智能技术的发展趋势

6.1 智能化实时控制

电力系统发生故障后，如果无法得到及时解决，则有可能会引发后续更大的安全事故，对发电企业和电力用户造成极大的人身和财产损失，因此电力系统实时性控制的重要性不言而喻。相关技术人员应当对电力系统智能技术控制的实时性进行创新，提高其智能化控制的实时性，缩短从发现故障到处理故障的时间，从源头解决问题，及时反馈故障并进行维修，以降低损失，提高电力系统的安全性，保障发电企业的财产安全和电力用户的人身安全[4]。

6.2 人工智能故障诊断技术的应用措施

专家系统的缺点和局限在于它只能解决已经出现过并传入数据库的问题，无法像人脑一样主动思考并解决新的故障问题，因此人工智能故障诊断技术在电力系统中的应用就显得尤为重要。通过技术开发创新，不仅能够在电力系统出现故障时搜索原有数据对当前问题进行解决，而且能够总结以往经验，基于新的故障进行独立思考并有效解决。积极创新人工智能技术，提升人工智能诊断技术的应用效果，可以让人工智能诊断技术更好地服务于电力系统自动化。

6.3 综合智能控制

单一的智能控制技术已经无法满足当下电力系统自动化控制的需求，因此需要综合智能控制，从而更全面地解决电力系统中的问题。各项智能控制技术各有所长，只有通过技术融合取长补短，结合各个控制技术的优点，互相弥补缺点才能发挥更有效的作用，做出最合理的决策来解决故障[5]。

7 结 论

电力系统自动化的广泛应用能够使电力系统的安全性得到提高，同时可以降低其管理难度和管理成本。随着智能技术的不断发展与完善，智能技术在电力系统自动化中的应用越来越广泛。电力系统是一个精密且复杂的系统，管理难度高、工作难度大、危险系数高，如果仅靠人工管理和运营，则执行难度大且缺乏现实性。只有通过电力系统自动化和智能技术的创新与应用，提高电力系统管理效能和故障排除效率，才能保障人们的用电安全和供电系统的运营安全。