楊文琛
(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局,廣東 佛山 528000)
電力系統(tǒng)自動化是指借助計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等多種技術(shù)對電力生產(chǎn)、傳輸?shù)娜^程加以監(jiān)控,保證電力系統(tǒng)運(yùn)用的安全性、穩(wěn)定性。其工作流程具體是在電力調(diào)控中心安裝計(jì)算機(jī),在周圍的電廠、配電站安裝對應(yīng)的控制設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,及時(shí)了解電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。
智能電網(wǎng)是借助各種先進(jìn)的技術(shù)來保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行[1]。智能電網(wǎng)的優(yōu)勢明顯,具體體現(xiàn)在如下方面:(1)可以預(yù)防外界各種因素的干擾,滿足各種能源的接入需求;(2)融合了智能化技術(shù)、信息技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢,大大提升了電網(wǎng)設(shè)備的應(yīng)用效率,減少能耗,同時(shí)通過技術(shù)融合對電網(wǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)行全面監(jiān)控,并在第一時(shí)間及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)故障,再進(jìn)行自我診斷、決策、恢復(fù);(3)能實(shí)現(xiàn)信息集成、共享,清楚、準(zhǔn)確地展示電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)圖,輔助電網(wǎng)決策;(4)能提升電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量和效率,優(yōu)化資產(chǎn)利用,減少運(yùn)營成本投入[2];(5)在電網(wǎng)出現(xiàn)大擾動等一系列故障時(shí),依然可以為廣大用戶供電,不會出現(xiàn)大面積停電問題;(6)兼容性好,能適應(yīng)分布式電源、微電網(wǎng)的接入,同時(shí)能實(shí)現(xiàn)與廣大用戶的高效互動;(7)有效提升了清潔能源在終端能源消費(fèi)中所占比重,將自動化系統(tǒng)運(yùn)用到智能電網(wǎng)建設(shè)中,通過強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合提高電網(wǎng)輸配質(zhì)量和效率,使得各環(huán)節(jié)工作的開展更加高效、穩(wěn)定。
設(shè)置輸配電網(wǎng)相關(guān)設(shè)備時(shí),必須遵循如下3點(diǎn)原則:(1)要保證通信系統(tǒng)順暢,這是自動化技術(shù)得以有效應(yīng)用的基礎(chǔ)和保障;(2)科學(xué)配置組電站控制及管理系統(tǒng),控制好輸配電網(wǎng)架強(qiáng)度,讓網(wǎng)架建設(shè)更加完整、牢固;(3)由于智能電網(wǎng)分布在各個(gè)區(qū)域,工作地點(diǎn)較為分散,要想滿足廣大用戶的用電需求,必須堅(jiān)持統(tǒng)一調(diào)配原則。圖1為智能電網(wǎng)的組成圖。
圖1 智能電網(wǎng)的組成圖
作為各區(qū)域電力資源的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò),智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性關(guān)系到電力安全問題。智能電網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn),會使電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)各種問題。如果沒有及時(shí)全部解決這些問題,就會影響電力的安全、穩(wěn)定供應(yīng),對人們的正常生活、工作或?qū)W習(xí)帶來不利影響,更不利于自動化技術(shù)的應(yīng)用[3]。所以,設(shè)計(jì)智能電網(wǎng)時(shí),需要對結(jié)構(gòu)的嚴(yán)謹(jǐn)性加以全面考慮。
智能電網(wǎng)的功能在于為廣大用戶供電,但實(shí)際情況是,由于我國各區(qū)域?qū)﹄娏Φ男枨蟆⒊鞘谢l(fā)展速度不一樣,使得智能電網(wǎng)在分布上存在差異。尤其是在中部區(qū)域,許多工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)所要消耗的電能非常大,對電力需求很大,對智能電網(wǎng)建設(shè)的要求更高?;诟鲄^(qū)域的差異,對電力工程建設(shè)帶來了一定的難度,要想加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè),勢必存在很多疑難問題[4]。
模糊技術(shù)是基于模糊數(shù)學(xué)理論,通過模擬電力系統(tǒng)近似推理、決策,以此保證控制算法的準(zhǔn)確性,保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在電力系統(tǒng)中,模數(shù)控制技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)更靈活地調(diào)度電力。例如,電飯煲、電磁爐等電器設(shè)備運(yùn)行時(shí)都體現(xiàn)了模糊控制技術(shù)。因此,從實(shí)用性角度看,模糊控制技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值非常高。而電力自動化系統(tǒng)在運(yùn)行階段存在很多的復(fù)雜狀況,其中涉及各種變量問題,動態(tài)信息的模糊程度非常高。這時(shí)借助模糊控制技術(shù)能及時(shí)處理各種精準(zhǔn)度不高的系統(tǒng)問題,讓電力系統(tǒng)可以模仿人做出判斷、決策,分析模糊信息,讓其可以轉(zhuǎn)化為精準(zhǔn)度高、具有利用價(jià)值的信息,從而使電力系統(tǒng)高效運(yùn)行。
專家系統(tǒng)控制技術(shù)是依據(jù)專業(yè)智能計(jì)算機(jī)程序,并綜合電力專家的經(jīng)驗(yàn),對突發(fā)的電力問題加以解決。專家系統(tǒng)控制技術(shù)能對電力系統(tǒng)恢復(fù)狀況、工作人員電力調(diào)度等問題進(jìn)行有效控制。同時(shí),該系統(tǒng)具備晉級報(bào)警功能,以此對電力系統(tǒng)進(jìn)行智能化管控?,F(xiàn)如今,這項(xiàng)技術(shù)在電力部門得到了廣泛使用,優(yōu)化了電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu),使電力系統(tǒng)可以高效、安全運(yùn)行。但是,該系統(tǒng)也存在一些需要解決的問題,主要是模仿電力專家的行為,與真正的電力專家相比還存在一定的差距。如果出現(xiàn)系統(tǒng)中未輸入的故障,該系統(tǒng)無法做出準(zhǔn)確判斷,無法判斷出故障源。該系統(tǒng)本身存在很多不足,如實(shí)際運(yùn)行過程中往往通過辨別各系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息,進(jìn)一步判斷系統(tǒng)是否處在正常的運(yùn)行狀態(tài)。所以,設(shè)計(jì)者在開發(fā)該系統(tǒng)時(shí),需要對電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能會出現(xiàn)的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以此判斷專家系統(tǒng)的可靠性,確保該系統(tǒng)的運(yùn)行水平[5]。
從傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)故障診斷情況來看,診斷方式較為單一,一般都是進(jìn)行單向診斷,不能有效地與電力系統(tǒng)進(jìn)行匹配,其中還會涌現(xiàn)許多復(fù)雜的場景問題,影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性,無法有效保障廣大用戶的用電需求。使用人工智能診斷技術(shù)能高效地進(jìn)行多層次監(jiān)測,尤其是在一些大型電力系統(tǒng)診斷任務(wù)中,人工智能故障診斷技術(shù)的優(yōu)勢更加明顯,能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障問題,并從根本上解決電力系統(tǒng)出現(xiàn)的問題,保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用受到人體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的影響。同其他技術(shù)相比,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的優(yōu)勢更加明顯,無論是學(xué)習(xí)能力還是管理能力都很強(qiáng)。此外,該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能保證系統(tǒng)運(yùn)行更加安全、高效,并節(jié)省資源,大大降低人工操作面臨的壓力,能實(shí)時(shí)對電力系統(tǒng)進(jìn)行控制。
事實(shí)上,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是智能控制技術(shù)的升級。該項(xiàng)技術(shù)的有效應(yīng)用對于解決電力系統(tǒng)存在的各種故障問題及電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定性問題提供了新思路。例如,該技術(shù)本身就具備非線性處理功能,能解決復(fù)雜非線性電力系統(tǒng)映射問題。電力系統(tǒng)自動化本身就存在許多隱藏信息,能簡化傳統(tǒng)復(fù)雜的控制流暢,實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)的全面控制,從而保證電力系統(tǒng)運(yùn)行效率[6]。
在我國現(xiàn)代化控制理論中,線性最優(yōu)控制是非常重要的內(nèi)容,也是應(yīng)用最多的一項(xiàng)技術(shù)?,F(xiàn)如今,許多電力企業(yè)借助最優(yōu)勵磁控制技術(shù),配合電力機(jī)組的使用,提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量,保證了輸電線路傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率。與此同時(shí),該項(xiàng)控制技術(shù)在制動電阻、時(shí)間上也取得了一定的控制效果,提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行效率。雖然當(dāng)前線性最優(yōu)控制技術(shù)的發(fā)展取得了一些成績,但是該項(xiàng)技術(shù)在設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)必須有一個(gè)好的運(yùn)行環(huán)境,否則就無法將其作用全部發(fā)揮出來。因此,相關(guān)人員需要結(jié)合電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際狀況,科學(xué)選擇和使用該種控制技術(shù)[7]。
綜合智能系統(tǒng)就是將模擬控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及專家系統(tǒng)等多種智能系統(tǒng)融合起來,發(fā)揮各系統(tǒng)優(yōu)勢,使電力系統(tǒng)能高效運(yùn)行[8]。該系統(tǒng)的應(yīng)用,緩解了電力管理者的工作壓力,降低了系統(tǒng)故障的發(fā)生,大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。同時(shí),綜合智能系統(tǒng)涉及各類智能控制措施的交叉組合,全面提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行效率,降低了安全故障的發(fā)生率[9]。此外,該系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行的過程中可以進(jìn)行智能化管理,能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題,并將故障信息上傳到計(jì)算機(jī)。管理者可以在計(jì)算機(jī)中查看故障信息,節(jié)省了故障維修時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本投入。但綜合智能系統(tǒng)在具體應(yīng)用中存在一些問題,如系統(tǒng)經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行會出現(xiàn)異?,F(xiàn)象,運(yùn)行效率隨之降低。該系統(tǒng)是人為設(shè)計(jì)的,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)程序完成相關(guān)操作,如果其中某個(gè)程序出現(xiàn)問題,就會對整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行造成不良影響,給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失[10]。
在電力系統(tǒng)中應(yīng)用智能化技術(shù),提升了電力系統(tǒng)自動化、智能化水平,保證了電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性,從而滿足廣大用戶的電力需求,節(jié)省能源、資源,推動電力企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。