智能技术在电力系统自动化中的应用研究

梁雪青，杜舒明，刘 超，赵小凡

（广东电网有限责任公司广州供电局 广东 广州 510000）

1 引言

对电力系统进行自动化控制能从本质上加快系统运行效率，这是电力企业在激烈的市场竞争当中获得发展的重要举措。对自动化控制而言，智能技术是不可缺少的，对自动化控制实现进程有很大的推动作用。因此有必要加强电力系统自动化中智能技术应用方面的分析与研究。

2 智能技术在电力系统的引用方案及措施

智能控制是在控制理论不断发展进程中提出的新型控制技术，致力于解决采用传统控制方法难以解决的问题，在对适用性有很高要求和具有较强非线性与不确定性的系统中尤为适用。电力系统就是这样的系统，不仅包含很多动态部分，而且分布地域往往十分广泛，所以对其开展控制，尤其是智能控制是有很大难度的[1]。另外，伴随我国经济建设与科技快速发展，以往的电网调度及控制方式已经无法满足当前的实际要求，不仅缺少技术，而且在设备上也表现出不足，导致系统控制容易产生误动或拒动，对电力系统运行效率造成很大的影响。为了能有效解决上述实际问题，在电力系统中引入智能技术是十分重要且必要的，需要引起相关人员的高度重视。

在电力控制领域引入智能技术前，相关人员需要做好方案规划与编制，在现有控制理论和方式基础上，排查并处理原系统存在的问题与缺陷，然后据此引入智能技术来解决实际问题，提供必需的功能。与此同时，相关人员还需要以确定引入的智能技术具有的功能为依据明确应用措施并编写任务书，按照任务书提到的要求，绘制相应的应用图纸，接着编制详细的应用方案，以此为智能技术更好地引入奠定良好基础，提供应有的保障。在获得应用方案以后，需要按照方案部署技术应用，并根据图纸为现有的控制系统做相应的改造。此时，相关技术人员必须担起责任，对技术应用时产生的所有问题进行分析，并采取有效措施加以解决，不可擅自对图纸进行修改，确保智能技术的应用发挥出理想的作用及效果。

3 智能技术在电力系统的详细应用

3.1 专家系统

专家系统对电力系统而言有着广泛的作用，除了能对电力系统实施状态识别，同时针对不同状态采取针对性处理措施，还能在系统规划与调度人员培训等方面发挥作用，预报所有类型的短期负荷，分析动态和静态下的系统安全；此外，在专家系统的加持下，还能实现故障点隔离，将故障可能造成的影响减至最低[2]。尽管该智能技术存在很多作用，但依然存在一定局限性，如不具备创造性，掌握的知识还停留在相对较浅的等级，无法理解当前深层技术，不能进行学习，对电力系统中存在的新问题缺乏解决的能力，对系统运行时产生的复杂度较高的问题无法进行分析与组织。基于此，将这项技术引入电力系统时，应注意该技术和其他技术或工具之间的结合，以此实现对专家系统的有效完善。

3.2 模糊控制

自动控制目标的实现需要以构建数学模型为前提，然而建模过程比较复杂，尤其是电力系统这种数据量十分庞杂的系统，利用如此庞杂的数据进行系统模型构建有很大的难度。针对这种情况，采用模糊控制对逻辑推理与语言变量等实施模糊处理，能有效简化系统控制，降低复杂性，保证操作便利性，适用于非线性与时变性均较强的系统。模糊控制在实际生活中也有广泛的应用，比如微波炉采用的就是模糊控制理论。大多数微波炉都借助恒温器进行温度控制，为使用者提供不同的温度档位，如低温档、中温档和高温档等。如果微波炉内食物温度在100 ℃以下，则微波炉将自动加热，在温度达到100 ℃以上后加热自动停止。其中涉及灵敏度问题，若恒温器灵敏度范围是-7～7 ℃，则在93～107 ℃的温度范围内，微波炉恒温器将没有反应，导致微波炉的应用产生下列问题：冷态启动后，被加热物体温度将达到恒温值以上；在恒温功能模式下，温度出现明显的上下摆动。而引入模糊控制则能从根本上解决以上问题，通过对温度与其变化这两个变量的输入，使控制系统以需要满足的条件为依据输出变量，采用“如果，那么”的基本模式，比如如果温度达到100 ℃，那么微波炉的恒温器将无需启动[3]。如此一来可以使恒温器控制达到简化，并起到明显的节能作用。对于模糊控制，是一项强健性及适用性都很强的技术，对系统也有很高的容错性，可以有效减少错动与误动，是一种比较理想和可行的控制技术，逐渐在电力系统当中得到广泛应用。然而，这项技术的应用还存在稳定性相对较差的问题，在今后的工作中还需要相关人员对此引起重视。

3.3 人工智能

在电力系统中，人工智能主要用于故障诊断方面。在过去，故障诊断大多采用人工通过分析预测实现，以收集到的各类故障信息为依据，确定故障位置和产生原因，同时对故障可能造成的影响进行分析预测。这种方式不仅效率较低，而且还会影响到系统运行。采用人工智能技术就能从根本上解决这一问题，目前可以在电力系统中引入的人工智能技术有很多，其中，ES系统是应用与发展都比较成熟的一种，除了包含与电力系统相关的所有理论知识，还融入了相关实践经验，通过对知识表达及获取方式的适当改进，确保系统控制中设备故障诊断工作效率得以有效提升[4]。除这项技术外，近几年ANN技术也得到了广泛关注，该技术主要特点在于可以对专家实例开展自学习与自组织，不再需要专门的知识形成及获取，同时能以学习结果为依据建立故障诊断等方面的样本，在实际的故障诊断过程中以样本集为依据确定故障类型与产生位置，极大地方便了实际诊断工作。

3.4 最优控制

这是最优理论应用于系统控制的主要体现，其作用原理为在一定条件之下，确定与系统最适合的控制方式及策略，确保性能指标达到预期水平。这项技术在电力系统的实际应用可谓由来已久，相关研究成果证明，通过对这项技术的应用能增强电网自身远距离输电能力，同时还能提高电能品质[5]。然而，考虑到这项技术仅可以对系统中部分线性模型确定最优策略，所以控制作用存在一定局限性，不能在非线性系统中应用，即便可以应用，所得到的控制效果也十分有限。目前，这项技术大多应用在线性模型当中。

3.5 监控技术

在当前的电力系统当中，监控已经成为重要组成部分，在监控作用下，能使控制中心的工作人员了解系统不同部分实际运行状况。如今，伴随电力行业不断发展，智能监控同样得到了较快发展，并得到越来越广泛的应用。通过对智能监控的合理应用，可以为用户提供一个数字化的显示与控制界面，能十分方便地对系统运行状况做地形图或数据分析，进而为工作人员的正确决策提供可靠参考依据。此外，当前的智能控制还能实现远程遥控、动态报警与闭锁，使电力系统的控制效率得以显著提升，减少人力投入，保证电力系统运行安全性与可靠性，提高整个系统的自动化程度，从而更好地满足时代进一步发展提出的要求。电力系统监控的智能化表现在以下几个方面：在对电力系统的高低压进线与电源切换开展分析时，能优先使用具有分布分层式特点的系统结构，同时能对不同分层温度等产生的变化进行动态监控[6]。另外，采用智能监控系统还可以对各种遥信量信号进行监测，并随时将这些信号反馈至电力系统的监控中心[7]。

3.6 综合智能系统

对于综合智能系统，实际上就是将不同的智能技术结合到一起，一同引入电力系统当中，为自动化控制等提供更多的功能。它将不同智能技术具有的优点集于一身，能使不同智能技术达到优势互补[8]。在这一系统中，神经网络控制可以对非结构性信息进行处理，模糊技术则能对结构性信息进行处理，这样一来，可以有效增大系统实际适用范围，加快信息处理的工作效率，适用于十分庞杂的电力系统，在提高系统综合控制水平与自动化程度等方面都有重要作用和价值。就目前来看，很多电力行业的工作人员都在致力于研究综合智能系统，目前它已经成为电力系统中智能技术应用大势所趋。

4 结语

综上所述，通过对智能技术的合理应用可以从根本上提高整个电力系统运行及控制的自动化程度，这已经得到了大量实践的验证。此外，在相关技术人员不断加大智能技术分析和研究深度的进程中，不同智能技术间保持的关联将越发紧密，形成将不同智能技术优点集为一体的综合智能系统，它在电力系统当中的应用能使系统整体自动化程度得到质的提高。因此，对相关技术人员而言，应逐步加强相关技术的研究与实践，促进智能技术发展，实现智能控制，使电力系统适应当前经济发展与人们生活质量快速提高的需要。