電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中智能技術(shù)應(yīng)用分析

（山東電工電氣集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250002）

電力系統(tǒng)自動(dòng)化是電力系統(tǒng)一直以來力求的發(fā)展方向，智能技術(shù)的應(yīng)用更好的服務(wù)了自動(dòng)化功能。二者的“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手”，不但強(qiáng)化了智能技術(shù)應(yīng)用的范圍，而且順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展的潮流，大大推動(dòng)了電力工程的發(fā)展，提高了自動(dòng)化控制效率。在當(dāng)前，我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)研究也不斷取得重大突破的強(qiáng)大背景下，電力系統(tǒng)自動(dòng)化中智能技術(shù)的應(yīng)用就很好地呼應(yīng)了這一背景。下文將重點(diǎn)介紹電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的智能技術(shù)應(yīng)用，斌作出一些簡(jiǎn)要分析。

1 智能化技術(shù)定義

智能化技術(shù)的核心主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密傳感技術(shù)、GPS定位技術(shù)。這三個(gè)技術(shù)綜合應(yīng)用，使得智能化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在各大領(lǐng)域中得到很好的運(yùn)用。它的優(yōu)點(diǎn)大概可以概括為以下幾點(diǎn)：減輕了工作人員的工作強(qiáng)度，改善了操作者的工作環(huán)境；提高了相關(guān)工程的質(zhì)量與效率；提高了機(jī)器的自動(dòng)化程度及智能化水平；解決了某些危險(xiǎn)場(chǎng)合或重點(diǎn)施工中的難題；提高了機(jī)器設(shè)備的可靠性；實(shí)現(xiàn)了初步的智能化故障診斷等。

智能化技術(shù)在之后的發(fā)展趨勢(shì)主要偏重于三個(gè)方向：（1）性能發(fā)展方向：高速高精度高仿化、柔性化、工藝復(fù)合性和多軸化、實(shí)時(shí)智能化；（2）功能發(fā)展方向：用戶界面圖形化、科學(xué)計(jì)算可視化、插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化、內(nèi)裝高性能PLC、多媒體技術(shù)應(yīng)用；（3）體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展：集成化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化。

2 現(xiàn)階段我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中智能技術(shù)應(yīng)用情況

目前，我國的電力事業(yè)在不斷發(fā)展，對(duì)于智能化技術(shù)的要求也在不斷提高。智能化技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來越普遍，它為電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)，提高了自動(dòng)化控制效率，推動(dòng)了電力事業(yè)的發(fā)展。雖然智能技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮了它的優(yōu)勢(shì)，起到了一定的促進(jìn)作用，但電力系統(tǒng)中仍存在一系列問題需要解決，包括智能技術(shù)在內(nèi)，也有需要改進(jìn)的地方。比如，電力系統(tǒng)本身就是一項(xiàng)工作難度大、危險(xiǎn)系數(shù)高的工程，在運(yùn)行過程中，太多的不確定因素會(huì)引發(fā)一系列安全事故等；而智能技術(shù)的缺陷在于它剛投入市場(chǎng)不久，應(yīng)用時(shí)間較短，在實(shí)時(shí)智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方面還需要不斷改進(jìn)和提高，目前它在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用存在的最主要問題是資源不能達(dá)到完全共享，致使自動(dòng)化程度不足等。因此，電力系統(tǒng)自動(dòng)化的智能技術(shù)的應(yīng)用還需要摸索探究，向著更好的方向發(fā)展。

3 目前我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中常用的智能技術(shù)應(yīng)用

因?yàn)橹悄芗夹g(shù)的多元化，在電力系統(tǒng)中所應(yīng)用的技術(shù)也不完全相同，但相對(duì)來講，智能技術(shù)的應(yīng)用成果還是有比較典型的幾個(gè)代表的，最常用的主要為以下五種：

3．1 模糊理論應(yīng)用

模糊理論，即用到了模糊集合的基本概念或連續(xù)隸屬度函數(shù)的理論，在它的五大分支中，模糊邏輯與人工智能主要指引入經(jīng)典邏輯學(xué)中的近似推理，且在模糊信息和近似推理的基礎(chǔ)上開發(fā)的專家系統(tǒng)，這也是運(yùn)用在電力系統(tǒng)中比較核心的部分，最核心的部分是模糊系統(tǒng)中的模糊控制，主要用于信號(hào)處理和通信。模糊理論在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用主要集中在三個(gè)方面：穩(wěn)定分析、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、系統(tǒng)控制。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中，主要運(yùn)用模糊邏輯，然后保證電力系統(tǒng)具備完整的邏輯推理能力并運(yùn)用，模擬實(shí)施人類的決策。模糊理論在電力系統(tǒng)中應(yīng)用較多的是家電設(shè)備，比如電風(fēng)扇、電磁爐等。

3．2 專家系統(tǒng)應(yīng)用

專家系統(tǒng)作為人工智能的一項(xiàng)重要分支，它主要指針對(duì)實(shí)際領(lǐng)域，建造專家系統(tǒng)，在特定的領(lǐng)域內(nèi)模仿人類專家的思維模式來解決實(shí)際問題，是一個(gè)具有智能特點(diǎn)的計(jì)算機(jī)程序。電力系統(tǒng)自身工程難度大、危險(xiǎn)系數(shù)高的特點(diǎn)，決定了這個(gè)領(lǐng)域的專家的水平要求更高，需要有非常豐富的專業(yè)知識(shí)，還要具備足夠的經(jīng)驗(yàn)，因此，電力系統(tǒng)方面的專家比較少。這種情況下，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一種情況，即電力系統(tǒng)出現(xiàn)的故障遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了可以請(qǐng)到的專家，問題得不到及時(shí)解決。此時(shí)，智能化的專家系統(tǒng)就派上用場(chǎng)了，它的誕生過程如下：首先將專家需要的大量專業(yè)知識(shí)存儲(chǔ)入數(shù)據(jù)庫中，將專家講授過的經(jīng)驗(yàn)經(jīng)過整合也傳入數(shù)據(jù)庫中，對(duì)這些資料進(jìn)行分類并分析，然后當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，專家系統(tǒng)會(huì)模仿人類專家的思維去思考問題，用數(shù)據(jù)庫中的知識(shí)及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)分析問題，通過智能技術(shù)來解決問題。但是該系統(tǒng)應(yīng)用存在的缺陷是缺乏創(chuàng)新性，只能解決曾經(jīng)出現(xiàn)過的問題，當(dāng)電力系統(tǒng)忽然出現(xiàn)一個(gè)新的故障時(shí)，它不能主動(dòng)思考，數(shù)據(jù)庫中沒有資料，存在局限性，使得該故障不能很好地得到解決。

3．3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為智能控制的一個(gè)新分支，為具有非線性、不確定、不確知三大難題的系統(tǒng)控制問題提出了新的解決辦法，是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論與控制理論相結(jié)合的產(chǎn)物。它利用某種特殊的方式，將數(shù)量巨大、連接復(fù)雜且緊密的神經(jīng)元形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。現(xiàn)階段，我國在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制相比20世紀(jì)40年代已經(jīng)取得了較大的成就，突破了傳統(tǒng)的研究方式。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在電力系統(tǒng)中主要應(yīng)用與管理控制和圖像處理方面，但也存在一定的局限性：由于技術(shù)和條件的有限性，使得它無法更好地運(yùn)用于更大規(guī)模更復(fù)雜的電力系統(tǒng)，因此，該應(yīng)用還需要改進(jìn)完善。

3．4 綜合智能系統(tǒng)應(yīng)用

綜合智能系統(tǒng)的應(yīng)用，最大特點(diǎn)在于“綜合”兩個(gè)字，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的復(fù)雜性，使得單一的智能技術(shù)不能很好地控制電力系統(tǒng)自動(dòng)化，多種智能化技術(shù)相互結(jié)合，綜合運(yùn)用能更好地服務(wù)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化?，F(xiàn)階段，模糊理論與專家系統(tǒng)的綜合運(yùn)用較為常見，相互協(xié)調(diào)的結(jié)果使最后的自動(dòng)化控制更加科學(xué)有效。在之后的發(fā)展中，可以考慮其他幾種系統(tǒng)的綜合運(yùn)用，更好地為電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制提供幫助。

3．5 線性最優(yōu)控制

線性最優(yōu)控制的實(shí)質(zhì)是找出允許控制的作用，使動(dòng)態(tài)系統(tǒng)從初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移到某種要求的終端狀態(tài)，即多種方法尋找最優(yōu)法。它作為現(xiàn)代控制理論中的重要研究方式，針對(duì)電力系統(tǒng)的局部線性化模型來設(shè)計(jì)，是較為成熟和完善的，也是在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中應(yīng)用最廣泛的。比如，在最優(yōu)快速汽門控制器中的應(yīng)用，在該控制器的設(shè)計(jì)方面，通過多機(jī)系統(tǒng)，為了使不同地點(diǎn)的機(jī)組的綜合控制器的技術(shù)目標(biāo)相互配合，采用了最優(yōu)協(xié)聯(lián)控制器。此外，在最優(yōu)勵(lì)磁控制器和水輪發(fā)電機(jī)的最優(yōu)時(shí)間控制方面也取得了較大的成功。但該控制存在的問題是，在強(qiáng)非線性的電力系統(tǒng)中對(duì)大干擾的控制效果不理想。

4 電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能技術(shù)發(fā)展形勢(shì)

4．1 智能化實(shí)時(shí)控制

智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用，在智能化實(shí)時(shí)控制方面需要提高。實(shí)時(shí)控制對(duì)于電力系統(tǒng)而言，是個(gè)非常重要且嚴(yán)肅的問題，電力系統(tǒng)發(fā)生故障，如果不能得到及時(shí)解決，會(huì)引發(fā)更大的電力安全事故，損失嚴(yán)重。因此，相關(guān)智能技術(shù)開發(fā)人員應(yīng)該優(yōu)化智能化技術(shù)的實(shí)時(shí)控制技術(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)施更及時(shí)安全的控制，在問題的開端盡快解決，降低損失，有效提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行，切不能等小問題惡化成大問題時(shí)，才想辦法著手解決。因此，智能化技術(shù)實(shí)時(shí)控制的實(shí)現(xiàn)只是時(shí)間問題，在未來某一天，它一定會(huì)更好地應(yīng)用于電力系統(tǒng)，實(shí)時(shí)控制自動(dòng)化，降低電力系統(tǒng)的危險(xiǎn)系數(shù)。

4．2 人工智能故障診斷技術(shù)的應(yīng)用措施

正如前文分析到的專家系統(tǒng)，它存在的局限性主要在于不能像人類一樣，進(jìn)行主動(dòng)思考，因此，人工智能故障診斷技術(shù)的應(yīng)用也需要提上日程。在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，不只是一味地搜索數(shù)據(jù)庫中保存的資料，通過以前的記錄來解決當(dāng)下發(fā)生的問題，而是能根據(jù)資料，自己主動(dòng)思考，獨(dú)立思考，對(duì)故障進(jìn)行診斷并解決。不論是舊問題還是新的麻煩，都應(yīng)該通過智能技術(shù)的應(yīng)用，得到解決。希望它能打破傳統(tǒng)的局限性，發(fā)展創(chuàng)新性的人工智能，與電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制共同向更好的未來發(fā)展。

4．3 綜合智能控制

綜合智能控制，能更全面的解決電力系統(tǒng)自動(dòng)化中控制出現(xiàn)的問題。一項(xiàng)又一項(xiàng)的智能技術(shù)的誕生，在不斷刷新著人類的記憶，每個(gè)都有它自己擅長(zhǎng)的領(lǐng)域，但遇到較復(fù)雜的問題，它的專業(yè)性則成了它最大的缺陷。綜合智能的運(yùn)用，能為電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中出現(xiàn)的故障提供更加科學(xué)的決策，將各個(gè)智能的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合，相互彌補(bǔ)不足之處。綜合智能控制，也是未來電力系統(tǒng)智能技術(shù)發(fā)展的大勢(shì)所趨，也會(huì)在該系統(tǒng)中占據(jù)更為重要的地位。

5 結(jié)語

電力系統(tǒng)自動(dòng)化，對(duì)人們的生活產(chǎn)生了極大的影響，便利了人們的生活。隨著各種智能技術(shù)的不斷發(fā)展，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用會(huì)更加完善科學(xué)，也會(huì)不斷滿足人們?nèi)找鏀U(kuò)大的需求。電力系統(tǒng)自身存在的工作難度大、危險(xiǎn)系數(shù)高，有望通過智能技術(shù)的不斷改進(jìn)從而得到改善，使得我國電力事業(yè)的發(fā)展大步向前邁進(jìn)，提高電力行業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益和運(yùn)行效率。對(duì)于現(xiàn)階段我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中存在的問題，要盡快解決，并且和智能技術(shù)共同發(fā)展，以便于未來智能技術(shù)能更好地應(yīng)用于該領(lǐng)域。