關于電力系統(tǒng)自動化控制技術相關分析

徐天穎 王曉忠

摘要：應用現(xiàn)代控制理論得出的自動控制技術在電力系統(tǒng)中有很多應用。本文將分析集中典型自動化控制技術在電力系統(tǒng)中的應用情況。

關鍵詞：現(xiàn)代控制理論 自動控制技術 電力系統(tǒng)

0 、引言

數(shù)學學科（特別是矩陣學）的發(fā)展為現(xiàn)代控制理論的不斷提高提供了可能，現(xiàn)代控制理論和傳統(tǒng)控制理論相比，算法更為精確，更注重對系統(tǒng)的實時控制、將來控制，控制效果更為明顯。在電力系統(tǒng)中有很多自動控制理論應用的領域，本文將就這一議題展開分析。

1、電力系統(tǒng)的自動化概述

電氣自動化控制是運用自動化技術并結合計算機控制技術相集合產(chǎn)生的控制系統(tǒng)，其信息采集數(shù)量和對象更少，操作較為簡單，但對運行速度和準確性要求較高，在系統(tǒng)發(fā)生異常時要求快速反應并作出相對應的操作，以保證控制系統(tǒng)能夠在安全合理的情況下進行自動控制，因而對于熱力設備而言其對系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性要求較高，因而從這一點上可以看出，現(xiàn)代電氣自動化控制系統(tǒng)主要具備兩項特點，一是抗干擾能力，電氣設備在運行過程中，其自動保護裝置在設備運行發(fā)生異常時要能夠快速動作，且在外界存在干擾的情況下實施保護動作，以保證電氣設備的正常運行；二是可靠性，現(xiàn)代電氣自動化控制中主要是以順序控制和數(shù)據(jù)采集為主要控制程序，在控制過程中聯(lián)鎖保護步驟較多，因而對運行可靠性的要求較高，一旦可靠性發(fā)生異常，就會影響整個設備運行狀態(tài)。這就要求電氣自動控制設備既要實現(xiàn)正常的啟動、停止和運作，而且還要實現(xiàn)對設備運行或檢測進行顯示，將設備故障實時上傳到信息處理平臺，及時對設備故障進行處理，以保證電氣自動控制系統(tǒng)的運行穩(wěn)定。

在現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展中，電氣自動化控制的發(fā)展正呈現(xiàn)出以下幾個特點，一是電氣自動化控制的應用范圍越來越廣，不論是在大型工業(yè)生產(chǎn)中還是在日常生活中，現(xiàn)代生活中到處都可見電氣自動化控制的足跡，像是公交車門、電梯等等這些都或多或少應用了電氣自動化控制技術，由于其所具有的自動化功能，使得電氣自動化控制在社會上的應用范圍越來越廣，在促進工業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展的同時還推動了社會發(fā)展和進步；二是電氣自動化控制發(fā)展快速，隨著計算機技術的飛速發(fā)展，借助于計算機技術的自動化控制技術也在不斷發(fā)展，且伴隨著人工智能的出現(xiàn)，大量人工智能技術開始被應用到電氣自動化控制當中，這些都極大地推動了電氣自動化控制的發(fā)展水平，提高了其抗干擾能力和可靠性；三是電氣自動化控制的運行效率越來越高，電氣自動化控制在大型工業(yè)生產(chǎn)中的應用代替了傳統(tǒng)的手工機器，使得工業(yè)生產(chǎn)效率獲得極大提高，工業(yè)生產(chǎn)設備的運行效率不斷提高，促進了社會生產(chǎn)力的高效發(fā)展。

2、電力系統(tǒng)自動化分析

自動化是電力行業(yè)發(fā)展到一定水平的產(chǎn)物，是自動化技術、計算機技術以及電力電子技術發(fā)展的結晶，電力自動化系統(tǒng)規(guī)模較大，包含很多零部件和設備，一般來說電力系統(tǒng)自動化包括如下幾個方面：

2.1 電力調度自動化方面

電力調度自動化是當前電力系統(tǒng)自動化中發(fā)展最為迅速的一個方面，電力調度自動化技術要實現(xiàn)對電力運行系統(tǒng)中各項數(shù)據(jù)的有效采集、實時采集，保證電力調度的安全和穩(wěn)定，從而提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，并充分保證電力系統(tǒng)市場的穩(wěn)定和可靠，并在一定程度上對電力市場起到參考作用，也是電力自動化技術的核心所在，對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定十分重要。

2.2 變電站自動化方面

變電站自動化系統(tǒng)十分繁雜，涉及到現(xiàn)代電子、通信、信號處理以及計算機等諸多方面，主要實現(xiàn)對變電站遠動裝置控制、故障錄入控制、信號檢測控制、繼電保護控制等幾個方面，并對變電站進行適當?shù)慕M合和優(yōu)化，實時監(jiān)控變電站內部所有運行指標進行監(jiān)控。變電站是當前電力運行系統(tǒng)中耗能較大的一個部分，做好變電站自動控制，能夠降低運行成本和維護成本，從而提高運行效益，并且也保證了所供電能的質量。

2.3 配電網(wǎng)自動化方面

眾所周知，配電網(wǎng)的工作對人工的依賴度很高，在當前，我們已經(jīng)實現(xiàn)了對配電網(wǎng)的孤島自動化控制，當前高度發(fā)展的通信技術和計算機技術為配電網(wǎng)自動化的網(wǎng)絡化提供了可能。如圖所示：

配電網(wǎng)自動化設計到饋線自動化方面、自動制圖方面、地理信息系統(tǒng)方面、設備管理方面以及配電參數(shù)指標分析方面，配電網(wǎng)自動化是配電自動化系統(tǒng)的重要內容。

網(wǎng)絡化配電話自動化技術要在孤島化自動化配電網(wǎng)技術的基礎上實現(xiàn)智能終端的開發(fā)、通信技術的實現(xiàn)和完善以及后臺應用軟件的完善三方面主要工作。在當前，我國電力建設飛速發(fā)展，但是從地域角度來看，發(fā)展還較不平衡，要按照國家建設的大方針以及各地區(qū)實際情況逐步推廣和發(fā)展。

3、電力系統(tǒng)中應用到的控制技術

隨著當前科學技術的不斷發(fā)展，很多精確的控制技術被不斷應用到電力系統(tǒng)中來，下面筆者就控制理論技術的內容展開討論。

3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡控制

神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術是集非線性控制技術、并行控制技術、強魯棒控制技術特點的現(xiàn)代控制技術，并且具有很強的自學習能力。神經(jīng)控制技術是將眾多神經(jīng)元按照特定的結構組合起來，并將信息蘊含在鏈接權值上，而且可以學習算法的需要進行這些值的大小，從而實現(xiàn)復雜線性關系的控制。在當前，理論界對神經(jīng)控制的探討集中在控制系統(tǒng)建模以及算法的優(yōu)化方面。

3.2 模糊控制技術

模糊控制技術是現(xiàn)代控制理論中較為簡單的部分，而且在工程中的應用較多，十分容易實現(xiàn)，在建模過程中，可以實現(xiàn)對各種數(shù)據(jù)的實時控制，具有很明顯的優(yōu)越性，這種方法的應用領域很多，我們日程生活中用到的很多小家電中都可以使用模糊控制，在電力控制系統(tǒng)中，模糊控制主要應用在智能電網(wǎng)這一塊，對控制目標設定好幾個閥值，并根據(jù)目標處于的狀態(tài)進行實時控制。

3.3 專家控制技術

這種控制技術在電力系統(tǒng)中應用十分廣泛，能夠實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的警告控制、特殊狀態(tài)的識別、緊急狀況下的應變處理、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的回復以及適當?shù)哪B(tài)分析，此外在切負荷方面、系統(tǒng)規(guī)劃方面、電壓無功控制方面以及故障點的隔離方面均有很大效果。在當前專家控制還存在很大的局限，需要在動態(tài)安全分析以及通信接口方面進行進一步的探索。

3.4 最優(yōu)化線性控制技術

這種控制理論技術是當前現(xiàn)代控制理論中十分重要的技術，也是在線性控制范圍內的最好的控制方法，目前最優(yōu)化線性控制理論在遠距離輸電線路輸電能力的改善方面以及智能電網(wǎng)改善動態(tài)品質上取得了重大突破，此外，這種控制方法在風里發(fā)電機上電勵磁的解決方案上有很大的發(fā)揮空間。

3.5 綜合智能控制技術

顧名思義，綜合智能控制技術就是講現(xiàn)代控制技術和智能控制技術結合起來，并在電力運行系統(tǒng)中，應用專家控制技術以及神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術，并雜糅進模糊控制技術。這種技術往往解決大型電力系統(tǒng)，但是多種控制技術的共同應用對控制模型的建立工作以及控制的實施工作帶來了很高的難度。

4 、結語

在當前，很多控制技術被應用到電力系統(tǒng)中來，并取得了很好的成效，但是由于技術水平的局限以及實踐經(jīng)驗的匱乏，當前這些先進的控制技術還有待進一步發(fā)展和研究。

參考文獻

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