关于电力系统自动化控制技术相关分析

徐天颖 王晓忠

摘要：应用现代控制理论得出的自动控制技术在电力系统中有很多应用。本文将分析集中典型自动化控制技术在电力系统中的应用情况。

关键词：现代控制理论 自动控制技术 电力系统

0 、引言

数学学科（特别是矩阵学）的发展为现代控制理论的不断提高提供了可能，现代控制理论和传统控制理论相比，算法更为精确，更注重对系统的实时控制、将来控制，控制效果更为明显。在电力系统中有很多自动控制理论应用的领域，本文将就这一议题展开分析。

1、电力系统的自动化概述

电气自动化控制是运用自动化技术并结合计算机控制技术相集合产生的控制系统，其信息采集数量和对象更少，操作较为简单，但对运行速度和准确性要求较高，在系统发生异常时要求快速反应并作出相对应的操作，以保证控制系统能够在安全合理的情况下进行自动控制，因而对于热力设备而言其对系统的抗干扰能力和可靠性要求较高，因而从这一点上可以看出，现代电气自动化控制系统主要具备两项特点，一是抗干扰能力，电气设备在运行过程中，其自动保护装置在设备运行发生异常时要能够快速动作，且在外界存在干扰的情况下实施保护动作，以保证电气设备的正常运行；二是可靠性，现代电气自动化控制中主要是以顺序控制和数据采集为主要控制程序，在控制过程中联锁保护步骤较多，因而对运行可靠性的要求较高，一旦可靠性发生异常，就会影响整个设备运行状态。这就要求电气自动控制设备既要实现正常的启动、停止和运作，而且还要实现对设备运行或检测进行显示，将设备故障实时上传到信息处理平台，及时对设备故障进行处理，以保证电气自动控制系统的运行稳定。

在现代经济发展中，电气自动化控制的发展正呈现出以下几个特点，一是电气自动化控制的应用范围越来越广，不论是在大型工业生产中还是在日常生活中，现代生活中到处都可见电气自动化控制的足迹，像是公交车门、电梯等等这些都或多或少应用了电气自动化控制技术，由于其所具有的自动化功能，使得电气自动化控制在社会上的应用范围越来越广，在促进工业生产力发展的同时还推动了社会发展和进步；二是电气自动化控制发展快速，随着计算机技术的飞速发展，借助于计算机技术的自动化控制技术也在不断发展，且伴随着人工智能的出现，大量人工智能技术开始被应用到电气自动化控制当中，这些都极大地推动了电气自动化控制的发展水平，提高了其抗干扰能力和可靠性；三是电气自动化控制的运行效率越来越高，电气自动化控制在大型工业生产中的应用代替了传统的手工机器，使得工业生产效率获得极大提高，工业生产设备的运行效率不断提高，促进了社会生产力的高效发展。

2、电力系统自动化分析

自动化是电力行业发展到一定水平的产物，是自动化技术、计算机技术以及电力电子技术发展的结晶，电力自动化系统规模较大，包含很多零部件和设备，一般来说电力系统自动化包括如下几个方面：

2.1 电力调度自动化方面

电力调度自动化是当前电力系统自动化中发展最为迅速的一个方面，电力调度自动化技术要实现对电力运行系统中各项数据的有效采集、实时采集，保证电力调度的安全和稳定，从而提高电力系统的经济效益，并充分保证电力系统市场的稳定和可靠，并在一定程度上对电力市场起到参考作用，也是电力自动化技术的核心所在，对整个系统的稳定十分重要。

2.2 变电站自动化方面

变电站自动化系统十分繁杂，涉及到现代电子、通信、信号处理以及计算机等诸多方面，主要实现对变电站远动装置控制、故障录入控制、信号检测控制、继电保护控制等几个方面，并对变电站进行适当的组合和优化，实时监控变电站内部所有运行指标进行监控。变电站是当前电力运行系统中耗能较大的一个部分，做好变电站自动控制，能够降低运行成本和维护成本，从而提高运行效益，并且也保证了所供电能的质量。

2.3 配电网自动化方面

众所周知，配电网的工作对人工的依赖度很高，在當前，我们已经实现了对配电网的孤岛自动化控制，当前高度发展的通信技术和计算机技术为配电网自动化的网络化提供了可能。如图所示：

配电网自动化设计到馈线自动化方面、自动制图方面、地理信息系统方面、设备管理方面以及配电参数指标分析方面，配电网自动化是配电自动化系统的重要内容。

网络化配电话自动化技术要在孤岛化自动化配电网技术的基础上实现智能终端的开发、通信技术的实现和完善以及后台应用软件的完善三方面主要工作。在当前，我国电力建设飞速发展，但是从地域角度来看，发展还较不平衡，要按照国家建设的大方针以及各地区实际情况逐步推广和发展。

3、电力系统中应用到的控制技术

随着当前科学技术的不断发展，很多精确的控制技术被不断应用到电力系统中来，下面笔者就控制理论技术的内容展开讨论。

3.1 神经网络控制

神经网络控制技术是集非线性控制技术、并行控制技术、强鲁棒控制技术特点的现代控制技术，并且具有很强的自学习能力。神经控制技术是将众多神经元按照特定的结构组合起来，并将信息蕴含在链接权值上，而且可以学习算法的需要进行这些值的大小，从而实现复杂线性关系的控制。在当前，理论界对神经控制的探讨集中在控制系统建模以及算法的优化方面。

3.2 模糊控制技术

模糊控制技术是现代控制理论中较为简单的部分，而且在工程中的应用较多，十分容易实现，在建模过程中，可以实现对各种数据的实时控制，具有很明显的优越性，这种方法的应用领域很多，我们日程生活中用到的很多小家电中都可以使用模糊控制，在电力控制系统中，模糊控制主要应用在智能电网这一块，对控制目标设定好几个阀值，并根据目标处于的状态进行实时控制。

3.3 专家控制技术

这种控制技术在电力系统中应用十分广泛，能够实现对电力系统的警告控制、特殊状态的识别、紧急状况下的应变处理、系统数据的回复以及适当的模态分析，此外在切负荷方面、系统规划方面、电压无功控制方面以及故障点的隔离方面均有很大效果。在当前专家控制还存在很大的局限，需要在动态安全分析以及通信接口方面进行进一步的探索。

3.4 最优化线性控制技术

这种控制理论技术是当前现代控制理论中十分重要的技术，也是在线性控制范围内的最好的控制方法，目前最优化线性控制理论在远距离输电线路输电能力的改善方面以及智能电网改善动态品质上取得了重大突破，此外，这种控制方法在风里发电机上电励磁的解决方案上有很大的发挥空间。

3.5 综合智能控制技术

顾名思义，综合智能控制技术就是讲现代控制技术和智能控制技术结合起来，并在电力运行系统中，应用专家控制技术以及神经网络控制技术，并杂糅进模糊控制技术。这种技术往往解决大型电力系统，但是多种控制技术的共同应用对控制模型的建立工作以及控制的实施工作带来了很高的难度。

4 、结语

在当前，很多控制技术被应用到电力系统中来，并取得了很好的成效，但是由于技术水平的局限以及实践经验的匮乏，当前这些先进的控制技术还有待进一步发展和研究。

参考文献

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