智能控制在电力工程中的应用探究

杨新凤

石家庄开发区明达电子技术有限公司 河北石家庄 050011

高速发展的计算机技术推动了各行业的技术升级。在电力工程的发展过程中，计算机技术所起到的作用正变得越来越大，智能电网已成为国际公认的电力工程发展方向。其智能控制系统可有效控制电网安全问题的出现，为各类新型能源的接入提供条件。智能化技术在电力工程中的应用策略仍处于研究探索阶段，研究智能控制在电力工程中的应用策略，有助于推动我国电力工程的智能化发展。

智能控制技术以受控对象所处的环境、目标或任务为理论基础。不同于传统控制模式，智能控制能够解决非模型化的控制对象问题。根据智能控制技术的发展阶段与基础理论进行划分，智能控制技术主要包含以下4个类别：基于专家系统的智能控制、分层递阶智能控制、模糊逻辑控制和神经网络控制。

1 专家控制系统

专家控制系统是智能控制技术在电力工程中的主要应用方式之一，其主要载体为计算机管理系统，该系统中内置了海量的电力领域专家管理知识与经验案例，以对知识与案例的大数据挖掘结果总结实践规律，从而为计算机管理系统提供解决问题的基本方法。专家控制系统中的知识架构主要包括知识库、数据库、逻辑推理系统、知识数据分析功能与知识获取功能[1]。专家控制系统的存在能够提升电力工程管理系统的安全性和可靠性，能够根据具体问题的具体情况进行针对性分析，在发现问题时及时预警，并通过数据分析结果给出问题的最佳解决方法。但这种模式有个明显的缺点，即在知识获取渠道不稳定的情况下难以解决不确定性高的问题，在数据库中的知识内容无法解释突发问题的时候无法采取足够有效的解决措施。专家控制系统的问题解决能力主要来源于数据分析结果，无法通过问题的具体情况创新出不属于原数据库范围的解决策略。但总体而言，其功能基本满足电力工程对智能控制系统的技术需求，能够解决绝大部分的电力工程问题，是一种行之有效的智能控制方式。

2 分层递阶技术

分层递阶技术主要以分层递阶控制理论为依据，通过组织级、协调级与执行级三层结构实现对电力工程系统的控制。分层递阶技术产生于机器人制造领域，原本用于实现机器人的智能分析功能，后逐渐应用于其他需要智能控制技术的领域[2]。现实世界中的所有问题都具有层次性，人类在分析问题的时候都会在潜意识中将问题进行分层分析，在高级层次通过分析的方式制定宏观角度上的信息处理与策略决断，在低级层次通过对现状的观察制定处理策略中的具体数值与控制方法。分层递阶技术的实现思路也是如此，其基础原力为IPDI原理（Increasing Precision with Decreasing Intelligence）。其主要包括三个层级，每个层级的具体工作原理如下所述。

（1）组织级。组织级是分层递阶系统的最高层级，负责整个控制系统的逻辑推理、步骤规划、方法决策、信息处理与记忆等功能的实现。该层级以人工智能技术为核心，是整个系统的决策起点。

（2）协调级。协调级是组织级与执行级之间的过渡层级，是直接执行组织级决策的层次，负责将组织级提出的宏观策略细化，将单一的决策分化为层次不同的目标与任务，将其分配给下属层级与功能。

（3）执行级。执行级是分层递阶系统的最低层级，其核心指标为控制精度，要求在实际的管理过程中不出现精度失误。执行级负责直接执行协调级发布的具体任务，不需要评价任务的正误，只需要直接执行，所以常由硬件控制器组成，直接操控硬件实现任务。

3 模糊逻辑控制

模糊逻辑控制是以人类思维模式的模糊属性为基本模板，以模糊逻辑推导的方式为基本方式，实现对非模型化不确定问题的控制。这种控制会要求计算机尽量模拟人类的智能思维，以人类的角度对情况进行判断、分析与控制。该技术得以实现的核心是模糊控制的规则设定与隶属度函数的设计。其实这种技术也需要引入模型计算，只是这种模型属于模糊模型，可以分辨状态模糊的各类情况，将输入与输出之间的关系利用数学表达式的方法总结归纳[3]。例如，某情况的模糊关系表达式为A1=B1×R，其中，A1与B1就是定义论域A和B中的模糊集合。这种模糊公式计算方式常用于电力工程的系统故障排查决策工作中，用以实现故障自动处理系统。

4 神经网络控制

神经网络控制则以模拟人体大脑的结构与运作方式为主要思路，通过模拟人脑的科学决策过程实现系统控制的目的。神经网络控制技术能够展现出卓越的学习能力、非线性影射能力与并行计算能力[4]。该种方法实现的电力系统控制能够处理绝大部分的电力系统问题，尤为擅长解决传统控制系统无法解决的非线性、强耦合、不确定性问题，提升电力系统的控制效率和强度。在实际应用过程中，神经网络控制技术的应用范围极广，具体的应用手法较为多样。神经网络控制的学习能力可逐渐降低缺乏处理经验带来的决策失误，随着系统数据库的扩充，出现决策失误的概率将会越来越低，每次问题处理过程都会提升系统的决策能力，真正实现电力工程系统的智能化管理。

5 结语

智能控制在电力工程中的应用可推进整个电力产业的信息化、智能化发展。不同智能控制技术的实现思路不同，其表现出的实际应用效果也不同。电力系统应加大智能控制计划的研究力度，使电力工程的发展跟上信息技术的发展脚步，实现时代性进步。