智能技術(shù)在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用研究

劉爽

（國(guó)網(wǎng)北京服務(wù)中心綜合管理部，北京100053）

1 引言

為了緩解電力資源緊張的趨勢(shì)，則需不斷提升電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平。在電力系統(tǒng)中引入智能技術(shù)，不僅能夠改善電力自動(dòng)化的建設(shè)，使其具有智能化性能，而且能夠增強(qiáng)電力自動(dòng)化控制功能，從而實(shí)現(xiàn)電力資源的有效利用。

2 智能技術(shù)與電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述

2.1 智能技術(shù)

智能技術(shù)主要包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、綜合智能控制、專家系統(tǒng)控制等手段。當(dāng)前，智能技術(shù)已被應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中，智能化的技術(shù)被應(yīng)用到各個(gè)階段，包括生產(chǎn)、傳送、調(diào)度、管理等階段，并發(fā)揮著重要的作用。既能促進(jìn)電力系統(tǒng)的生產(chǎn)全過(guò)程，又能進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并控制處理，從而保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化

電力系統(tǒng)自動(dòng)化是借助計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行控制的一項(xiàng)技術(shù)。基于電力系統(tǒng)自動(dòng)化的構(gòu)建，使得電力系統(tǒng)具有自動(dòng)控制、檢測(cè)與管理等功能，從而實(shí)現(xiàn)電能生產(chǎn)運(yùn)行各階段的自動(dòng)化調(diào)度和管理，極大程度上保障了電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性[1]。在新時(shí)期，為了更好地發(fā)展電力系統(tǒng)自動(dòng)化，則需要引入先進(jìn)的技術(shù)，如智能技術(shù)，從而達(dá)到推進(jìn)電力事業(yè)持續(xù)發(fā)展的目的。

3 智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用研究

3.1 模糊控制的應(yīng)用

模糊控制的應(yīng)用是通過(guò)一種模糊的宏觀控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，即在自動(dòng)化目標(biāo)明確的前提下，有效運(yùn)用模糊方法，進(jìn)行相應(yīng)的控制工作。模糊控制具有簡(jiǎn)單化、隨機(jī)性、易操作等優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，能夠在一定程度上降低自動(dòng)化的難度，通過(guò)簡(jiǎn)單易懂的模型實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的功能，并能強(qiáng)化自動(dòng)化的運(yùn)行與控制。同時(shí)，基于模糊控制的簡(jiǎn)單模型，一些相關(guān)的監(jiān)理模型也變得簡(jiǎn)單明了，充分發(fā)揮出模糊控制方法的優(yōu)越性。

模糊理論在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中，具有一定的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。模糊理論是對(duì)已生成的控制規(guī)則、相關(guān)數(shù)據(jù)、模糊量進(jìn)行推導(dǎo)，通過(guò)一系列的計(jì)算方法，獲得最終的輸出結(jié)果。輸出結(jié)果通常包括模糊推理、模糊判決、模糊化幾部分。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用這種智能技術(shù)，能夠智能處理一些電力系統(tǒng)方面的問題，從而為人們生產(chǎn)生活提供便利：（1）通過(guò)該種智能技術(shù)處理電熱器、電風(fēng)扇等家用電器帶來(lái)的噪聲，以改善人們周圍的環(huán)境；（2）模糊智能技術(shù)能夠有效處理一些不確定、不精確的問題，使其變得確定、精確；（3）該智能技術(shù)能夠快速獲取并表達(dá)所獲的知識(shí)，即可模擬專家的經(jīng)驗(yàn)，利用與人的表達(dá)方式進(jìn)行有效表達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的傳遞和共享；（4）當(dāng)電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D、環(huán)境變量發(fā)生改變，該種智能技術(shù)的應(yīng)用能夠及時(shí)做出反應(yīng)，并給出正確的解決方法[2]。

3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的應(yīng)用

隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的研究不斷推進(jìn)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在模型結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)等方面得到了應(yīng)用，且取得了一定的成效。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是在特定方式下，由簡(jiǎn)單的、大量的神經(jīng)元連接到一起的?，F(xiàn)階段，人們對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方面關(guān)注較多的是非線性部分、魯棒能力等。在該技術(shù)的大量實(shí)踐應(yīng)用案例表明，該技術(shù)為數(shù)據(jù)傳輸提供了依據(jù)的網(wǎng)絡(luò)資源載體。在電力系統(tǒng)中，常會(huì)用到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其訓(xùn)練算法，并發(fā)揮了一定的作用，即使得電力系統(tǒng)的元件能夠進(jìn)行有效互動(dòng)，使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行速度加快，優(yōu)勢(shì)和效果明顯。在實(shí)際的電力系統(tǒng)應(yīng)用中，可通過(guò)BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行電力系統(tǒng)短期負(fù)荷的預(yù)測(cè)；可將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與元件關(guān)聯(lián)分析進(jìn)行結(jié)合，對(duì)電力系統(tǒng)的故障進(jìn)行檢查診斷，并能取得良好的效果。

3.3 專家系統(tǒng)控制的應(yīng)用

專家系統(tǒng)是具有豐富經(jīng)驗(yàn)、較大規(guī)則、專門知識(shí)的一個(gè)程序系統(tǒng)。在運(yùn)行專家系統(tǒng)時(shí)，會(huì)有相關(guān)領(lǐng)域的專家對(duì)故障或者問題進(jìn)行分析和判斷，從而幫助用戶找到解決的方法，以實(shí)現(xiàn)故障的解除或者問題解決。具體來(lái)說(shuō)，操作專家系統(tǒng)，針對(duì)問題或者故障，將由相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜依脤I(yè)知識(shí)和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)對(duì)問題或者故障進(jìn)行推理和判斷，并給出專家式的模擬決策過(guò)程，從而讓問題或者更加清晰化、明顯化，簡(jiǎn)化問題解決的煩瑣過(guò)程，實(shí)現(xiàn)問題解決的科學(xué)性、規(guī)范性和快速性。就專家系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其適用范圍較廣，效果明顯，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中發(fā)揮了重要的作用，在一定程度上保障了電力系統(tǒng)的持久穩(wěn)定運(yùn)行。但該種系統(tǒng)控制還存在一些缺陷，比如，分析組織能力不強(qiáng)、創(chuàng)造性差、驗(yàn)證能力差、應(yīng)付能力弱等，因此，該技術(shù)還需不斷完善，從而真正提升專家的控制系統(tǒng)。

3.4 線性最優(yōu)控制的應(yīng)用

在現(xiàn)代控制化理論中，最優(yōu)控制是其一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，且實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。與其他智能技術(shù)相比，線性最優(yōu)控制技術(shù)較為成熟，因此，該技術(shù)應(yīng)用最多，充分體現(xiàn)了其應(yīng)用價(jià)值。在電力系統(tǒng)中，線性最優(yōu)控制技術(shù)的應(yīng)用只能對(duì)局部線性系統(tǒng)進(jìn)行有效控制，對(duì)于非線性系統(tǒng)的控制效果還未達(dá)到預(yù)期目的，究其原因，是因?yàn)榫€性最優(yōu)化控制的設(shè)計(jì)與制造是基于電力系統(tǒng)局部線性模型的，并非全部系統(tǒng)。

3.5 綜合智能系統(tǒng)的應(yīng)用

綜合智能控制主要包含2 層含義：（1）現(xiàn)代控制方法與智能控制的結(jié)合，如自適應(yīng)或自組織模糊控制、模糊變結(jié)構(gòu)控制等；（2）各種智能控制方法的交叉組合。面對(duì)復(fù)雜、龐大的電力系統(tǒng)，綜合智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用還未發(fā)揮其真正的作用，因此，對(duì)于綜合智能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用還需繼續(xù)研究。另外，在綜合智能系統(tǒng)中，模糊邏輯與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)功能角度不同：模糊邏輯的服務(wù)功能主要體現(xiàn)在較高層次的計(jì)算推理，即處理非統(tǒng)計(jì)性的不確定性問題；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)功能主要體現(xiàn)在較低層次的計(jì)算推理?？梢姡：壿嬇c人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這2 種技術(shù)存在一定的互補(bǔ)作用，在實(shí)際的電力系統(tǒng)應(yīng)用中，可根據(jù)實(shí)際情況，有效結(jié)合2 種技術(shù)，從而發(fā)揮最大作用。

4 智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的發(fā)展前景

智能化技術(shù)的普及和應(yīng)用，提高了人們的工作效率，給企業(yè)帶來(lái)了效益；在生活方面給人們提供了便利。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中，智能化技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確判斷、科學(xué)分析、有效控制，從而改善電力系統(tǒng)自動(dòng)化的運(yùn)行環(huán)境，使得電力運(yùn)營(yíng)速度大大提升，在一定程度上降低了電力的損耗，節(jié)約了電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)的成本，有利于電力事業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。

總之，智能化是未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)，智能化技術(shù)將逐漸走向各個(gè)領(lǐng)域，并促進(jìn)各行業(yè)的發(fā)展。在未來(lái)的日子里，智能化技術(shù)還會(huì)不斷完善和發(fā)展，從而在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中發(fā)揮更重要的作用。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，智能化技術(shù)是當(dāng)前一項(xiàng)重要的技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用能夠簡(jiǎn)化流程、提高效率，促進(jìn)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展?，F(xiàn)階段，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中主要應(yīng)用的智能化技術(shù)有模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)控制、線性最優(yōu)控制等，這些技術(shù)在一定程度上提升了自動(dòng)化控制功能，但部分技術(shù)還存在著缺陷，有待進(jìn)一步研究和完善，以期發(fā)揮更大的效能。