變電站電力系統(tǒng)自動化智能控制技術研究

張春娟

【摘 ?要】智能化變電站的推廣是電力系統(tǒng)改革的重要革新和體現(xiàn)，是電力系統(tǒng)改革不斷深化和發(fā)展的重要舉措，滿足了人們日益增長的高品質高標準電力需求和對電網(wǎng)現(xiàn)代化、信息化、智能化以及網(wǎng)絡化的管理建設。電力系統(tǒng)自動化智能控制將充分發(fā)揮變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的各項功能，從而保障變電站運行的穩(wěn)定性和可靠性。電力系統(tǒng)自動化控制技術近年來得到了快速的發(fā)展，并在電力行業(yè)展示出其獨特優(yōu)勢，自動化控制技術的改進和自動化元器件性能的提高，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟性起著重要的作用。

【關鍵詞】變電站;電力系統(tǒng);智能控制;自動化;應用

1 引言

電力系統(tǒng)作為一個比較復雜的系統(tǒng)，結構層次多，技術要求也比較高，具有較強的非線性系數(shù)。雖然電力系統(tǒng)已經(jīng)基本上實現(xiàn)自動化操作與控制，但是與智能化的熟練應用還存在一定差異，因此，為了提高電力系統(tǒng)的自動化和智能化程度，深入電力系統(tǒng)自動化中進行智能控制技術應用研究具有較大的現(xiàn)實意義。

2 電力系統(tǒng)自動化智能控制技術概念

電力系統(tǒng)自動化智能控制技術是新型的應用技術，是自動化技術和智能化技術的有機結合，從而保障了電力系統(tǒng)運行效率的提升，成為電力企業(yè)市場競爭力提高的重要技術支持。在電力系統(tǒng)自動化智能控制技術的應用下，可使企業(yè)獲得最大化的社會和經(jīng)濟效益，為電力市場中的可持續(xù)發(fā)展打下了堅實基礎。電力系統(tǒng)智能化技術是對計算機控制系統(tǒng)以及自動化配電系統(tǒng)的結合應用，兩種技術應用有著緊密的聯(lián)系。在自動化控制以及調度和供電部分，應用了智能化技術之后，就能提高工作的效率，節(jié)約時間。

3 電力系統(tǒng)智能控制發(fā)展現(xiàn)狀

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，近10年來我國電力行業(yè)快速發(fā)展，變電站自動化技術得以不斷更新并廣泛應用，變電站電力系統(tǒng)自動化的應用對于方便變電站內部各類設備運行和操作的監(jiān)控有著明顯的推動作用。其自動化智能控制技術能有效地收集大量的數(shù)據(jù)和信息，并利用計算機進行高速處理，有利于故障的分析處理、運行操作的實時監(jiān)控，切實保障了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。從1984年第一套微機保護到2000年第一套專家系統(tǒng)的應用，隨著IEC61850國際標準的誕生，變電站電力系統(tǒng)的自動化實現(xiàn)了智能管理接替人工管理，大大縮減了人力資源投入成本，并適應了系統(tǒng)發(fā)展的趨勢和要求，以遠程監(jiān)視和控制的手段為電力系統(tǒng)的規(guī)模擴大化提供了技術保障。智能控制在電力系統(tǒng)中的有效應用在于專家系統(tǒng)的設計和完善，并通過對知識庫的建立，運用推理機來進行設備作業(yè)匹配，并利用學習機的設計來實現(xiàn)后期的知識獲取?？偟膩碚f，我國目前變電站的智能控制發(fā)展現(xiàn)狀主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

①國內變電站基本實現(xiàn)遙測、遙控、遙信、遙調的四遙功能，部分網(wǎng)省公司的220 kV變電站無人值班比例達85%以上，設備運行狀態(tài)可以實時在線檢測和控制，繼保、安穩(wěn)控制等技術處在國際領先水平。

②專家系統(tǒng)：推理機。推理機的設計作為信息管理系統(tǒng)中重要專家控制部分，其設計充分體現(xiàn)了人工智能的理念，在事先進行全面的資源整合而形成豐富的數(shù)據(jù)庫基礎之上，以目標驅動控制來保障推理機運行，通過對機械設備特點的智能評估確定目標，便于在資源庫中搜索到與之匹配的知識。推理機的設計實際上是對相關數(shù)據(jù)進行整合分析并匹配，進而轉換成指導目錄元素。推理機的設計對于變電站設備自動匹配作業(yè)目標和自動運行有著很強的實用性，其實質在于積累全面的專家知識，通過知識庫來存儲專家的經(jīng)驗，繼而運用專家的知識來進行推理。

③專家系統(tǒng)：學習機。學習機的設計實際上是對信息反饋收集后的一個分析并積累經(jīng)驗的過程，設計以手工知識獲取、半自動知識獲取以及自動知識獲取來收集在檢修過程中出現(xiàn)的信息資源以及信息反饋。學習機設計不僅擁有多元化的知識獲取功能，還具有人性化的操作技能，在對知識庫進行維護時采用了人工維護和智能維護兩種模式，能夠有效實現(xiàn)知識庫的半自動、全自動更新并不斷豐富。

4 電力系統(tǒng)自動化智能控制技術的應用

4.1線性最優(yōu)控制技術

由于在電力系統(tǒng)中輸電是通過遠距離進行控制工作的，工作難度比較大。因此，工作人員要使用最優(yōu)控制技術，及時優(yōu)化控制方式。線性最優(yōu)控制技術不僅可以加大自動化控制力度，而且還可以實現(xiàn)與測量系統(tǒng)的良好相融，對比獲取到各類數(shù)據(jù)，從而根據(jù)數(shù)據(jù)偏差得出相關結論。技術操作人員優(yōu)先使用較為先進的控制技術，可以提高自動化技術的可靠性，有效調節(jié)電壓，從而完成整個自動化系統(tǒng)控制操作流程。電力企業(yè)將線性最優(yōu)控制技術應用到自動化運行過程中，技術操作人員可以通過建立局部模型，確保能夠合理有效應用線性最優(yōu)控制技術，不斷完善技術內容。然而，在電力系統(tǒng)中只能局部應用線性化最優(yōu)控制技術，在其他模型中不能起到理想的控制作用，其控制效果也比較差。因此，技術操作人員必須熟悉掌握線性最優(yōu)控制技術的適用模式，不斷優(yōu)化其控制系統(tǒng)。

4.2神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術

電力系統(tǒng)自動化運行中出現(xiàn)了一種新興的控制技術，即神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術。神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術的實際應用有效促進了電力企業(yè)的發(fā)展。電力企業(yè)技術操作人員在應用該項技術的過程中，要嚴格按照相關規(guī)定制定完善的工作制度，提高數(shù)據(jù)庫的控制效率。神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術結合了計算機、智能以及數(shù)字等系統(tǒng)，創(chuàng)設了一個比較完善的系統(tǒng)，能夠更好地對能量消耗進行收集，實施計算工作，形成良好的能量分析框架。在這個基礎上，電力企業(yè)技術操作人員需要合理地調整電力系統(tǒng)的運行狀況，建立健全神經(jīng)控制系統(tǒng)，在提高網(wǎng)絡硬件使用質量的前提下，利用各種仿真模型開展各項工作。在電力企業(yè)的實際運行過程中，神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術已經(jīng)得到了廣泛應用，并且極大地提升了企業(yè)的經(jīng)濟效益，有效改善了綜合系統(tǒng)的質量。

4.3專家系統(tǒng)控制技術

在應用自動化系統(tǒng)專家控制技術時，根據(jù)分析職能計算機程序，及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)的問題，并且采取有效的措施將其解決，將專家系統(tǒng)的作用盡量地發(fā)揮出來。在電力系統(tǒng)運行中應用專家系統(tǒng)控制技術，不僅可以處理運行過程中出現(xiàn)的故障，而且還能夠有效管理電力設備，與此同時，可以根據(jù)故障的緊急情況及其狀態(tài)、發(fā)生地點等相關信息，處理自動化系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的故障，通過合理判斷，確保以最短的時間修復運行系統(tǒng)，避免因為判斷失誤影響自動化系統(tǒng)的發(fā)展。比如，在分析電力系統(tǒng)故障點時，技術操作人員要對其進行隔離操作，確保電力系統(tǒng)運行的安全性，以便更好地將智能技術應用到電力系統(tǒng)自動化技術中。

4.4模糊控制技術

將模糊控制技術應用到電力系統(tǒng)自動化運行的過程中，技術操作人員必須重視自動化操作技術的應用，充分使用模糊控制系統(tǒng)，確保技術應用準確性的提高，不斷優(yōu)化電力系統(tǒng)自動化智能技術應用體系。與此同時，還可以提高電力系統(tǒng)的控制效率，確保各類問題有效解決，充分發(fā)揮模糊控制技術的作用。電力企業(yè)想要在自動化中更好地應用智能技術，就要制定完善的技術應用制度，不斷優(yōu)化各項技術體系，與此同時，及時處理電力系統(tǒng)各項數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)分析問題的出現(xiàn)，以此來增強電力系統(tǒng)運行的準確性，為電力企業(yè)的良好發(fā)展奠定基礎。

5 結語

變電站自動化智能控制電力系統(tǒng)適應現(xiàn)代變電站電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，滿足了人們對電力高質量服務的要求。變電站自動化智能控制電力系統(tǒng)的設計符合網(wǎng)絡化、智能化和信息化電網(wǎng)發(fā)展標準，基于自動化智能控制技術的變電站電力系統(tǒng)的設計與研究具有一定的應用價值。

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（作者單位：山西電力職業(yè)技術學院）