淺談現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)和相關(guān)的控制方法

付宇

【摘要】科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，我國(guó)很多先進(jìn)的技術(shù)和工藝層出不窮，給各個(gè)行業(yè)的發(fā)展提供重要的條件。我國(guó)對(duì)電力的需求量日益增加，依賴性逐漸增強(qiáng)，使電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好，并且得益于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步。電力系統(tǒng)的自動(dòng)化不僅是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)科學(xué)管理一體化的重要措施，同時(shí)也是促進(jìn)電力市場(chǎng)更快發(fā)展的重要保證，還能將電力系統(tǒng)的服務(wù)水平及運(yùn)行效率提高。本文對(duì)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng) 自動(dòng)化技術(shù) 控制方法

電力系統(tǒng)自動(dòng)化維持電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)能夠利用自動(dòng)裝置迅速切除故障，恢復(fù)正常，保證輸變電設(shè)備正常運(yùn)行，防止故障波及整個(gè)系統(tǒng)而造成大面積的破壞。此外，電力系統(tǒng)自動(dòng)化能使電力系統(tǒng)優(yōu)化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高其經(jīng)濟(jì)效益和管理能力。

一、電力系統(tǒng)自動(dòng)化總的發(fā)展趨勢(shì)

（一）二次設(shè)備系統(tǒng)安全研發(fā)

二次設(shè)備系統(tǒng)主要是指用于控制電力系統(tǒng)的通行功能、安全保護(hù)功能以及傳輸功能的系統(tǒng)。由于人們信息和生成安全化意識(shí)的不斷增強(qiáng)，二次設(shè)備系統(tǒng)的安全性研究也逐漸引起了人們的重視。二次設(shè)備系統(tǒng)幾乎包含了全部的電力系統(tǒng)自動(dòng)化過(guò)程，它的安全性能直接影響自動(dòng)化控制的合理實(shí)施，是今后電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)研究的重點(diǎn)。

（二）高適應(yīng)性電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)

隨著電力控制科技的向前發(fā)展，電力系統(tǒng)的組建因素組建向著復(fù)雜化發(fā)展。較之七八十年代的電力自動(dòng)化已經(jīng)發(fā)生了根本性的改變，老式的電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足新的時(shí)代需求，人們對(duì)新的系統(tǒng)的期待越來(lái)越強(qiáng)。因此，改善原有老式自動(dòng)化系統(tǒng)的單一和適應(yīng)性的缺陷，在原有的基礎(chǔ)上創(chuàng)新新的自動(dòng)化控制技術(shù)成了一種必要。

二、電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制技術(shù)

（一）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是集非線性控制技術(shù)、并行控制技術(shù)、強(qiáng)魯棒控制技術(shù)特點(diǎn)的現(xiàn)代控制技術(shù)，并且具有很強(qiáng)的自學(xué)習(xí)能力。神經(jīng)控制技術(shù)是將眾多神經(jīng)元按照特定的結(jié)構(gòu)組合起來(lái)，并將信息蘊(yùn)含在連接權(quán)值上，而且可以學(xué)習(xí)算法的需要進(jìn)行這些值的大小，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜線性關(guān)系的控制。在當(dāng)前，理論界對(duì)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。

（二）專家控制系統(tǒng)

專家控制系統(tǒng)主要就是利用模仿專家進(jìn)行解決在整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行中實(shí)際出現(xiàn)的常見(jiàn)問(wèn)題的電力系統(tǒng)控制的一種方式。該模式具有較強(qiáng)的緊急情況處理能力、系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)能力等，可以再最短時(shí)間內(nèi)解決出現(xiàn)的故障，盡快實(shí)現(xiàn)供電，以確保供電的穩(wěn)定性。同時(shí)專家控制系統(tǒng)可以提供人機(jī)接口，這樣大大提高工作人員的管理質(zhì)量和效率。

（三）綜合智能控制系統(tǒng)

隨著用戶需求的不斷增加，電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制開(kāi)發(fā)者也對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行了全方位的革新與融合，綜合智能控制系統(tǒng)就是一種較為電代華的智能控制技術(shù)。它在一定程度上集成了模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在模型結(jié)構(gòu)與算法上的優(yōu)勢(shì)，并在此基礎(chǔ)上集成了各種智能控制系統(tǒng)的功能，從而使綜合智能控制系統(tǒng)具有較好的兼容性能與自組織自學(xué)習(xí)性能。綜合智能控制系統(tǒng)可以從多方位角度對(duì)各類問(wèn)題進(jìn)行智能控制，從而使原有的多種控制系統(tǒng)之間得到相互的互補(bǔ)功能，以合力完成更為高級(jí)的電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制功能，同時(shí)也是電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)。

三、電力系統(tǒng)點(diǎn)電站自動(dòng)化技術(shù)的改造措施

（一）設(shè)備狀態(tài)可視化

設(shè)備狀態(tài)可視化就是基于自檢測(cè)信息和經(jīng)由信息互動(dòng)獲得的高壓設(shè)備其他狀態(tài)信息，通過(guò)智能組建的自診斷，以智能電網(wǎng)其他相關(guān)系統(tǒng)可辨識(shí)的方式表述診斷結(jié)果，使高壓設(shè)備狀態(tài)在電網(wǎng)中是可觀測(cè)的。建立變電站變電設(shè)備三維全景展示模型，變電設(shè)備的主要設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)等均通過(guò)三維全景模型進(jìn)行展示。

（二）配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)

配電網(wǎng)是由架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開(kāi)關(guān)、無(wú)功補(bǔ)償電容以及一些附屬設(shè)施等組成的，在電力網(wǎng)中起分配電能的作用。因此，配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在電能的分配和監(jiān)控上起著重要的作用。隨著技術(shù)的進(jìn)不去，現(xiàn)在組建能夠運(yùn)用獨(dú)立的自動(dòng)化孤島代替之前手工操作控制方法，并以大量的智能終端、豐富的后臺(tái)軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)資料為支持，通過(guò)信息技術(shù)的帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化，確保了對(duì)電能的充分利用。

（三）數(shù)據(jù)的智能一體化集成

那個(gè)一體化技術(shù)，將全站信息通過(guò)開(kāi)放、規(guī)范的接口，進(jìn)行統(tǒng)一建模，建立信息統(tǒng)一的存取平臺(tái)，提供標(biāo)準(zhǔn)的DL/T860通訊功能（保羅Server/Client通訊），為各種應(yīng)用提供高效、可靠、穩(wěn)定的一體化數(shù)據(jù)平臺(tái)。依托該平臺(tái)，系統(tǒng)除具備常規(guī)的SCADA功能外，還配置工具軟件、狀態(tài)監(jiān)測(cè)可視化軟件、報(bào)文分析等軟件，具有一次和二次系統(tǒng)順序控制、智能告警、狀態(tài)估計(jì)、故障綜合分析、保信子站、電壓無(wú)功控制、負(fù)荷優(yōu)化控制等功能。

四、電力系統(tǒng)中電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用分析

（一）在電力調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用

電力需求也在不斷增加，對(duì)電力調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集的及時(shí)性要求也越來(lái)越高。在改進(jìn)和完善電力調(diào)度系統(tǒng)時(shí)，采用先進(jìn)的信息技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)和傳動(dòng)技術(shù)以及自動(dòng)化設(shè)備等，可以極大地提高電力系統(tǒng)在遙測(cè)功能、遙信功能的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)化為無(wú)人值班監(jiān)控系統(tǒng)，以便電力調(diào)度工作人員運(yùn)用計(jì)算機(jī)。網(wǎng)絡(luò)和先進(jìn)的軟件系統(tǒng)清晰、準(zhǔn)確地了解電力系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中電壓、電流、功率和平率的變化情況，從而可以有針對(duì)性采取保護(hù)措施和預(yù)防措施，有效防止安全事故的發(fā)生，保證電力調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，推進(jìn)電力調(diào)度系統(tǒng)數(shù)字化、智能化和集約化發(fā)展，不斷提高電力管理水平。

（二）電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化

電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是現(xiàn)代化大王技術(shù)自動(dòng)化的開(kāi)端。電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)主要有：電網(wǎng)的主要系統(tǒng)與運(yùn)行的裝置。它的重要的作用就是能夠?qū)ΜF(xiàn)代電網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行調(diào)整、對(duì)現(xiàn)代電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行監(jiān)控與對(duì)現(xiàn)代電網(wǎng)出現(xiàn)的事故進(jìn)行分析和解決。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷完善，對(duì)電力行業(yè)的發(fā)展提供更加有力的條件和機(jī)遇。對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制能夠有效提高系統(tǒng)的工作性能，減低工作成本。我們需要不斷地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，結(jié)合數(shù)字化技術(shù)和智能化技術(shù)，不斷提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。