电气工程中电气自动化实践研究

黎柳青

摘 要：人工智能技术的大规模开发和研究，电气工程的人工智能化管理控制时代也逐步地来临。在很多国内外一流电力供应企业中均实现或部分实现了对电气系统运用智能技术的自动化控制，这一跨越式的发展弥补了长期以来电气系统单靠人工管控和维护的工作缺陷，在电气工程自动化方面迈出了坚实的一步，为未来的电气工程自动化指明了方向。

关键词：电气系统；自动化；人工智能；实践

中图分类号： TU96+3 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）17-148-2

0 引言

电力的运用加速了二次工业革命以来的世界文明进程，当前电力工程系统的可靠稳定性不仅与人们便捷、舒适的生活方式息息相关，而且直接影响到各实体企业的生产经营活动是否能够有序地进行。为此，采用先进的人工智能技术逐步淘汰落后的人工控制系统从而实现电气工程系统的智能化、自动化、信息化控制，不仅是社会发展与科学进步的结果，也是维护社会正常生产生活秩序、不断满足日益增长的社会电气系统稳定性可靠性需求的必然选择。

1 人工智能与电气系统

所谓人工智能（Artificial Intelligence），是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学，它发源于计算机科学发展和进步，在当前社会科学技术发展中属于比较“时尚”的字眼。而它的研究对象和研究结果也是时下比较“时尚”的：模拟人的反应与逻辑思路，并在部分区域超越人的思维逻辑，在完成给定指令的同时能够自主处理各种异常复杂的情况。而且，它最大的好处是能够避免出现人由于情绪、精神、外在环境等因素影响下而产生的误判断、误动作、误反应。因而在当前很多行业领域，特别是技术难度高、风险性较大的领域均得到了广泛的应用，并且在很多地方取得了极为不错的效果。

而对于事故后果较为严重，社会依赖程度较高的电气工程系统而言，采用人工智能技术似乎是个自然而然的结果。事实上，国内外的众多技术人员在电气系统人工智能方面进行了多方面的探索并取得了诸多的成就。如智能电气设备的出现、智能电力工程控制系统的出现以及电气系统异常情况智能诊断等多种形式的智能化使得电气工程系统在自动化方向前进了一大步，实现了电气工程技术的一大飞跃，同时也是未来电气工程自动化发展的必由之路。

2 人工智能在电气系统的实践运用

以下就几个电气工程智能控制系统使用实践进行介绍。

2.1 AVC系统

所谓AVC系统，是我国根据国外优秀电力系统智能技术实践经验和自身发展国情，通过综合利用经济压差无功潮流计算技术与先进无功动态补偿装置相结合而发展起来的一种自动化电力系统无功电压参数控制系统，简称AVC。

AVC系统通过利用遥测、遥信技术将预先设置在各主要电力配送点的实时监控数据收集到核心数据处理系统，对各节点的各项电力参数进行即时的计算，通过该节点电力参数的偏差、偏差范围在系统的分析中找出偏差的原因以及偏差纠正方案（主要方案内容包括主变分接开关调节、电容器投切、系统无功功率补偿等），并通过在线无功功率补偿等控制以实现偏差纠正方案，由此保证该节点处电压参数的稳定。

而本系统在进行该项实时控制的要点是预先确定各节点的电压参数的约束条件，即作为确定该节点电力参数是否产生偏差的标准，该标准随节点的不同而不同。因而对于AVC系统而言，预先设置（在更智能化的系统中可以实现根据其他电力参数进行即时的更新）电力参数的约束条件的可靠性就成为整套控制系统运行的关键控制点。

AVC系统不需要或极少需要人为的参与，具备较高的智能化和自动化，而且作为闭环控制回路调节及时，能够保证输配电电力系统的系统稳定性与系统安全性，因此得到了广泛的好评，在目前国内电力系统送配电中得到了广泛的应用。

我国国内某电厂在电压控制中采用了AVC系统，具体的实践简单介绍如下：

2.1.1 系统结构

该电厂AVC系统是基于送配电系统设施运行的辅助控制系统，其主要结构由调度中心主站、AVC子站、执行终端机构成，各结构间利用以太网等构成星状网络，采用DCS闭合回路控制系统。

2.1.2 所采用的主要控制方案

当系统中高压母线电压参数高/低于系统给定参数值时，控制减少/增加发电机的无功功率；给每台发电机组设定各自高低极值，控制机组在极值允许范围内调节，否则禁止一切调节活动；在系统出现电压波动异常时，闭锁各机组独自的调节功能，防止出现交叉干扰。

这样的AVC系统的使用使得电厂对于电力系统中各主要节点的电压参数进行了实时的自动监测和控制，改变了以往制动响应远滞后于参数异常的格局，增强了电力系统整个供配电的可靠稳定性，而且极大地减少了人工的操作量和处理量，减轻了人员的工作负担，降低了人为失误所带来的风险。

2.2 综合智能自动控制系统

在广泛采用新时期各项前沿技术成果的综合智能控制系统，在控制过程中涉及到了计算机技术、硬件技术、软件技术、通信技术、网络技术、数据分析技术、电力故障诊断与排查技术等多重技术。因而它相较于社会上一般的电气自动控制系统而言具有反应更快、灵敏度更高、兼容性更强、数据处理更快、异常诊断排查能力更强的特点。它的自诊断能力，进一步增强了该系统在电气工程系统中的稳定性与可靠性，因而综合智能自动控制系统成为当前电力系统自动化控制改造的主要发展方向，也是未来电力系统自动化运行的主要控制系统之一。

综合智能自动控制系统在工作中其数据处理中心具有不同的模块用以实现不同的功能，主要包括智能诊断模块、误操作联锁制动模块、电网供配电智能调控模块等。

2.2.1 智能诊断模块

综合智能自动控制系统和AVC系统类似，在工作时通过从各个数据监控点采集的数据收集，通过封闭式局域网或加密开放式无线网络可靠传输到系统数据处理中心，系统后台通过对各个反馈节点的数据进行分析，辨识各节点数据信息或查找系统运行中各节点处存在的异常，从而确定适应的故障排除工作制动方案，而进行异常数据分析与处理的主要工作就在智能诊断模块中进行。

2.2.2 误操作联锁制动模块

对于跟社会各方面紧密接触的供配电系统而言，其系统运行中存在有大量的不可预知因素影响到系统运行的正常与可靠。特别是在城镇乡村居民动力/照明用电中，常会由于大量的人员误操作而导致电气火灾、触电等事故。综合智能自动控制系统通过对各个模块单元的即时数据（主要包括瞬时电压、即时电流、电力负荷波动等）传输分析该节点处是否存在异常变化，从而在最短时间范围内确定合适的控制动作方案，以节点处各动作元件按指令动作从而完成对该局部区域内电力系统的紧急联锁制动。

2.2.3 电网供配电智能调控模块

对于当前社会电力供应，我国绝大部分地区均存在着电力供应相对不足的困境，特别是用电负荷较高时间段，电网供配电电力平衡供应就成为了一大难题，而综合智能自动控制系统的智能调控模块可以使得电力供应实现时间、区域上的最大合理化，在保障基本需求的基础上，合理的实现电力资源的最优化利用，实现地区供电的相对平衡。

3 结语

因而，人工智能下的电气系统自动化程度的提升给社会生产生活提供了更为坚实的保障。除此之外，各种人工智能自动化电气设备的大量涌现也极大地改变了原有电气工程格局，使得人工智能在电气工程系统的自动化道路的推进方向又迈出了坚实的一步。可以预见的是，在不久的将来，充分利用人工智能的电气工程系统自动化程度会空前的高，电气工程系统的整体可靠性和稳定性也会得到极大提升。

参 考 文 献

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