論電力系統(tǒng)自動化與智能技術

陳元江

國家新聞出版廣電總局871臺 海南東方 572600

論電力系統(tǒng)自動化與智能技術

陳元江

國家新聞出版廣電總局871臺 海南東方 572600

隨著全面的信息技術時代的到來，我國人民的生活水平也得到了飛速的提高，智能化技術的出現(xiàn)又在很大程度上提高了人民的生活質量，改變了人們的生產(chǎn)和生活方式，其中智能化的技術在電力系統(tǒng)自動化中的應用變得更加的廣泛，受到了多方面的高度的認可，智能化技術的應用，極大的推動了電力系統(tǒng)自動化的進程。因此，本文對電力系統(tǒng)自動化中智能技術的應用進行了研究。

電力系統(tǒng)自動化；智能技術；分析

1、電力系統(tǒng)自動化與智能技術的含義

電力系統(tǒng)自動化，從含義上是對電能生產(chǎn)、傳輸和管理實現(xiàn)自動化、自動調度和自動化管理；從種類上，它的分類較多，例如：電網(wǎng)調度自動化等。智能技術是智能計算機技術的簡稱，從含義上它包含體系結構和人機接口；從種類上，它的種類也較多，例如：模糊控制等。

智能技術是具備學習、適應及組織功能的行為，能夠對產(chǎn)品問題進行合適求解，解決傳統(tǒng)魯棒性控制和自適應控制無法解決出令人滿意結果的，非線性、時變性和不確定性的控制問題。目前，智能技術尚處于發(fā)展階段，但它已受到人們的普遍重視，廣泛應用于電力系統(tǒng)各個領域中，并取得了一定的實效。

專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應用范圍很廣，它是一種基于知識的系統(tǒng)，用于智能協(xié)調、組織和決策，激勵相應的基本級控制器完成控制規(guī)律的實現(xiàn)。主要針對各種非結構化問題，處理定性的、啟發(fā)式或不確定的知識信息。如：電力系統(tǒng)恢復控制、故障點的隔離、調度員培訓、處于警告或緊急狀態(tài)的辨識、配電系統(tǒng)自動化等。以智能的方式求得受控系統(tǒng)盡可能地優(yōu)化和實用化，并經(jīng)過各種推理過程達到系統(tǒng)的任務目標。雖然取得廣泛應用，但存在如難以模仿電力專家的創(chuàng)造性等局限性。一般而言，專家控制系統(tǒng)應用較大的原因是由于該方法可適用范圍廣，且能為電力系統(tǒng)處于各種狀態(tài)提出辨識，根據(jù)這種具體情況給出警告或提示，同時還能進行控制和恢復。雖然專家系統(tǒng)得到一定的應用，但是仍存在一定的局限性，這種局限包括對創(chuàng)造性的難以模仿，而只限于淺層知識的應用，缺乏極有效的深層模仿和設計，難以適應復雜狀態(tài)。因此，在開發(fā)專家系統(tǒng)方面應注意專家系統(tǒng)的代價/效益分析方法、專家系統(tǒng)軟件的有效性和試驗、知識獲取、專家系統(tǒng)與其他常規(guī)計算工具相結合等問題。

模糊方法是一種對系統(tǒng)宏觀的控制，十分簡單而易于掌握，為隨機、非線性和不確定性系統(tǒng)的控制，提供了良好的途徑。將人的操作經(jīng)驗用模糊關系來表示，通過模糊推理和決策方法，對復雜過程對象進行有效控制。通常用“如果……，則……”的方式來表達，在實際控制中的專家知識和經(jīng)驗不依賴被控對象模型，魯棒性較強。模糊控制技術的應用非常廣泛，與常規(guī)控制相比，其在提高模糊控制的控制品質，如：穩(wěn)態(tài)誤差、超調等問題，自身的學習能力還不完善，因此要求系統(tǒng)具有完備的知識，對工業(yè)智能系統(tǒng)的設計而言是困難的，如模糊變結構控制、自適應或自組織模糊控制、自適應神經(jīng)網(wǎng)絡控制、神經(jīng)網(wǎng)絡變結構控制等。另一方面包含了各種智能控制方法之間的交叉結合，對電力系統(tǒng)這樣一個復雜的大系統(tǒng)來講，綜合智能控制更具備巨大的應用潛力?，F(xiàn)在，在電力系統(tǒng)中研究較多的有神經(jīng)網(wǎng)絡與專家系統(tǒng)的結合，專家系統(tǒng)與模糊控制的結合，神經(jīng)網(wǎng)絡與模糊控制的結合，神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊控制與自適應控制的結合等方面。這些模糊方法的運用因其可使用范圍廣，目前已在自動化控制中被廣泛應用。智能集成化是綜合智能控制重要的技術發(fā)展方向，其可將多項智能技術相互結合于一體，不再單獨運用，各取優(yōu)勢。如模糊技術和神經(jīng)網(wǎng)絡的結合、神經(jīng)網(wǎng)絡與模糊控制的結合、神經(jīng)網(wǎng)絡與專家系統(tǒng)的結合等，這些都在電力系統(tǒng)自動化控制中有較多研究。

2、智能技術與電力系統(tǒng)自動化的結合

智能技術被應用在電力系統(tǒng)自動化中，進一步完善和發(fā)展了電力系統(tǒng)自動化。智能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的有效應用，不僅協(xié)調了電力系統(tǒng)發(fā)展的不成熟性和該系統(tǒng)本身的不穩(wěn)定性，還滿足了公眾對于相對廉價、便利的電力網(wǎng)絡的需求。所以，智能技術作為一種技術被應用于電力系統(tǒng)自動化中。

眾所周知，智能技術從分類上可分為以下幾個部分：模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡控制、專家系統(tǒng)控制、線性最優(yōu)控制和綜合智能控制。如今，電力系統(tǒng)自動化還未發(fā)展成熟，還存在一些缺點以待改進，如：強非線性，時變性且參數(shù)不確切可知，含有大量未建模動態(tài)部分和電力覆蓋范圍大但卻具有網(wǎng)絡阻滯、延遲等。下面，我們將具體分析如何通過應用智能系統(tǒng)改變電子系統(tǒng)智能化的缺點。

3、將智能技術應用到電力系統(tǒng)自動化中的具體做法

3.1 模糊控制在電力系統(tǒng)自動化中的應用

模糊控制使得建立模型來進行控制變得十分簡單和易于掌握。通過建立模型進行控制是一種比較現(xiàn)代的方法，與建立常規(guī)的模式相比，更具優(yōu)越性、相對簡單。例如，交通信號燈的轉換是由前面的主列隊與后面的主列隊決定，并使用一定的工具實現(xiàn)二維模糊控制器。洗衣機可根據(jù)清洗過程中水質的變化對衣物進行不同程度的清洗，以保證衣物的干凈。模糊控制主要是在汽車的自動變速器上起作用，是通過自動變速器檢測駕駛員的速度得出駕駛員的駕駛意圖，判斷路況和汽車受到的阻力、監(jiān)測發(fā)動機的情況。通過以上舉例，我們可以得出模糊控制適用于電力系統(tǒng)自動化，并且具有廣泛性和通用性，能夠適用于其他不同的領域。

3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)在電力系統(tǒng)自動化中的應用

神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術具有與電力系統(tǒng)自動化相適應的性質“非線性特性”，同時，其還具有自我學習與自我組織的能力，以及具有強壯的網(wǎng)絡系統(tǒng)和處理的能力。因此，大量的、簡單的神經(jīng)元構成了神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術，有了神經(jīng)網(wǎng)絡控制方式。神經(jīng)網(wǎng)絡利用一定的學習算法，將隱藏在其連接權值上的大量信息進行了調節(jié)權值，從而實現(xiàn)了非線性的復雜映射，從m維空間到n維空間。這個概念被應用于許多領域，如：自動控制領域；處理組合優(yōu)化問題；模式識別；圖像處理；傳感信號處理和醫(yī)學領域等。因為人體與疾病之間的關鏈非常復雜，因此神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術也被廣泛應用到醫(yī)學上的多個領域，例如：醫(yī)學專家系統(tǒng)中的麻醉和危重醫(yī)學相關領域的研究等。由上述舉例，我們可以知道神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術適用于電力系統(tǒng)自動化，具有廣泛性和通用性，能夠適應于其他不同的領域。

3.3 專家系統(tǒng)控制在電力系統(tǒng)自動化中的應用

專家系統(tǒng)控制能及時處理和辨識發(fā)生故障的電力系統(tǒng)，最大限度地降低網(wǎng)絡阻滯或延遲給人們帶來的危險和不便。專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中有較為廣泛的應用范圍，例如能夠辨識電力系統(tǒng)所處的狀態(tài)：警告狀態(tài)或緊急狀態(tài)、緊急的處理、系統(tǒng)恢復控制、系統(tǒng)規(guī)劃、切負荷和電壓無功控制、故障點距離的測量、做出短期負荷預報、所處狀態(tài)的安全分析以及先進的人機接口等方面。在電梯控制中的應用，隨著科技的日新月異，電梯的制作技術也在不斷地發(fā)展與更新，由簡單逐漸趨向于復雜化，現(xiàn)在，在電梯即將出廠時，會有專門的工作人員進行調試，但當安裝好后，電梯一旦出現(xiàn)故障時，為本單位所配備的維修人員，卻不能快速找到問題，解除故障，這是由于電梯構造復雜化了，因此我們需要在安裝電梯之前，安裝專家控制器以確保電梯的可用性和保障性。由此可見，專家系統(tǒng)控制適用于電力系統(tǒng)自動化。

3.4 綜合智能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)自動化中的應用

綜合智能系統(tǒng)根據(jù)模糊控制結構有效、合理地將這些控制方法結合起來，以完善電力系統(tǒng)自動化，使其能夠具備穩(wěn)定性、協(xié)調性和簡易性。由于智能控制方法之間的交叉結合，一般人們會將其進行如下組合進行分析，例如：神經(jīng)系統(tǒng)與專家系統(tǒng)的結合；專家系統(tǒng)和模糊控制的結合；神經(jīng)網(wǎng)絡與模糊控制的結合；神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊控制與自適應控制的結合等方面。

4、結束語

綜上所述，我們了解到智能化在電力系統(tǒng)自動化中所占據(jù)的重要地位及其產(chǎn)生的不可忽視的重要影響，目前雖然我國的電力系統(tǒng)自動化還不夠完善，但是我們堅信，只要在我們的共同努力下，隨著人們對智能技術研究的愈加深入化，我國的智能化技術一定會有更好的明天。