智能化技術與電力系統(tǒng)自動化的融合策略

張廣曉 李其瑞

（1.山東德源電力科技股份有限公司 山東省濟南市 250101）（2.北京國旺盛源智能終端科技有限公司山東分公司 山東省濟南市 250000）

隨著我國近年社會的持續(xù)進步與各行業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展，社會生產生活所需的電力能源規(guī)模及需求隨之不斷攀升，同時對電力能源標準也提出了更為明確與嚴苛的要求。鑒于此現(xiàn)實背景，電力系統(tǒng)一定重視并引進各類成熟的科學技術，持續(xù)提升自身運行的平穩(wěn)性與安全性，繼而為社會進步及經濟發(fā)展提供有效且持續(xù)的電力能源供給。智能化技術作為新興技術的典型技術之一，自身具備諸多顯著優(yōu)勢，因為在多個領域中獲得普及性兼顧應用，并且為各應用行業(yè)領域的穩(wěn)定發(fā)展注入持續(xù)的生機與活力。

1 智能化技術概述

當今社會現(xiàn)代化技術發(fā)展日新月異，智能化技術是未來科技發(fā)展一個相對明確的方向及技術創(chuàng)新趨勢，更是電力系統(tǒng)實現(xiàn)平穩(wěn)發(fā)展的核心所在。通常來說，即為事物借助計算機網(wǎng)絡、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算及人工智能等多項先進技術的加持下，使自身屬性符合各種需求的過程。智能化技術融合于電力系統(tǒng)自動化的整個過程中，即可確保系統(tǒng)提供智能化操作，同時也提升自動化實踐的控制效率。另外，電力自動化與智能化技術的有效融合可以使電力系統(tǒng)作業(yè)是減少人力資源投入，并使電力系統(tǒng)運營效率得以提升。對照傳統(tǒng)電力系統(tǒng)控制方式而言，智能化技術應用于電力系統(tǒng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在智能化與適應性兩個方面。智能化技術發(fā)展以多個學科為依托，加之自身功能復雜且模塊眾多，因此電力自動化引入智能化技術應用前，要確保相關技術人員熟練掌握具體操作方法，同時要開展實際運行的測試，以確保二者實現(xiàn)有效與深度融合。

智能化技術與電力系統(tǒng)自動化的融合應用，即可推動電力系統(tǒng)調節(jié)功能與控制水平的提升，也可確保系統(tǒng)運轉性能得以提升，盡可能減少故障發(fā)生的機率。電力自動化與智能化技術的融合要全面提高對電力設備的管控能力，使自動化控制過程更為簡捷與靈活，因此未來發(fā)展?jié)摿V闊且巨大。

2 智能化技術與電力系統(tǒng)自動化的融合技術

電力系統(tǒng)自動化深度融合于智能化技術，主要體現(xiàn)于二者在技術層面的整合。智能化技術涵蓋眾多分支技術，各技術均具有與眾不同的特征，因此要基于各技術特征明確其與電力系統(tǒng)造化的技術融合方式，使智能化技術可以全面發(fā)揮出自身價值，為電力系統(tǒng)造化的全面提升奠定扎實的基礎。

2.1 專家系統(tǒng)技術

（1）完成緊急狀態(tài)辨識。就電力系統(tǒng)自動化而言，專家系統(tǒng)控制這一技術應用前景極為廣闊。該技術可準確辨識出電力設備的緊急或是警告等不同狀態(tài)，繼而操控電力系統(tǒng)使之自動或智能選用匹配的處置預定，使電力系統(tǒng)得以正常運行。

（2）規(guī)劃電力系統(tǒng)功能。專家控制技術可基于電力系統(tǒng)需求為其提供系統(tǒng)整體規(guī)劃及調度人員培訓等相關功能，使電力調度人員可真正提高自身的職業(yè)素質與綜合能力。

（3）此項控制技術能夠對電力系統(tǒng)運行短期超負荷做出預警提示，及時分析系統(tǒng)自動化運行的靜態(tài)與動態(tài)對應的安全狀態(tài)，隔離出系統(tǒng)本身出現(xiàn)故障的具體位置，盡可能減少故障對系統(tǒng)運行形成的負面影響。

專家控制技術優(yōu)勢較為明顯，然而因其仍處于發(fā)展完善過程中，所以必然也存在一定的不足，即該控制技術過于依賴專家的知識及經驗，因此若專家知識儲備未能及時更新，則對推進電力系統(tǒng)自動化形成阻礙。同時相關電力系統(tǒng)知識庫均會定期更新相關規(guī)則及標準，因此要求專家控制技術建構起與知識庫的時時聯(lián)系，以規(guī)避兩個結構的功能性兼顧間的矛盾對于電力自化控制實現(xiàn)實時性的影響。

2.2 模糊控制技術

智能化技術整合于電力系統(tǒng)自動化的過程而言，需要在電力系統(tǒng)內構建超導需要的數(shù)學分析研究模型，傳統(tǒng)數(shù)學模擬模型建立存在一定難度，無法精確到數(shù)據(jù)參數(shù)的設計。電力系統(tǒng)本身為系統(tǒng)且復雜的規(guī)模化工程，其控制自動化涉及多個方面，加之系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)的規(guī)?；幚?，因此基于這樣力數(shù)據(jù)為基礎建立匹配的自動化控制數(shù)學模型相對較難。鑒于此，引入智能技術的模糊控制技術，借助此項技術對相關數(shù)據(jù)及模型的內在邏輯、作用機理及語言變量進行模糊化處理，繼而使系統(tǒng)造化控制變得相對簡單，提升系統(tǒng)智能化技術應用的可操作性與適用性，適用于電力造化這類強調時變性及非線性的控制系統(tǒng)及模型。模糊控制技術在多信領域及實際生活中得到普及性應用，如日常生活內借助此控制技術對常用電器實施模糊智能化控制，典型的如電飯煲等。電力系統(tǒng)自動化對于模糊控制技術的整合應用主要體現(xiàn)在智能電網(wǎng)方面，借助模糊控制設定好電網(wǎng)中的運行閥值，隨后依照系統(tǒng)所處的目標真實狀態(tài)開展實時的模糊化智能管控，確保電力系統(tǒng)自動化及智慧電網(wǎng)運行的平衡性與穩(wěn)定性。

2.3 人工智能技術

隨著電力自動化對于智能化技術的持續(xù)整合，智能技術開始應于電氣系統(tǒng)總體危險作業(yè)中，同時在高精度電氣任務也借助人工智能技術實現(xiàn)機器化操作，使自動化管控制隱藏的操作風險得以降低，使自動化控制效用得到大幅度提升。人工智能在電力自動化中的應用可有效提升電力系統(tǒng)運轉的時效性與安全性?，F(xiàn)階段電力系統(tǒng)中常用的人工智能以PLC 編程技術為代表，其利用自身的編程代碼取代傳統(tǒng)的電力控制手段，PLC 基于傳統(tǒng)電力自動化順序控制器為前提，融合微電子、計算機、自動控制和通訊等多項先進技術于一體的新型工業(yè)控制裝置。現(xiàn)階段已經取代繼電器、執(zhí)行邏輯、計時計數(shù)等傳統(tǒng)順序控制食品，基于PLC 技術借助人工智能創(chuàng)新了電力系統(tǒng)自動化傳統(tǒng)的基礎編程方式，構建起柔性的電力系統(tǒng)編程智能化控制，為電氣穩(wěn)定運行提供保障。

人工智能應用于電力自動化旨在診斷并分析系統(tǒng)設備出現(xiàn)的故障或缺陷。傳統(tǒng)電力故障多依靠人工手段進行，借助經驗預測故障發(fā)生的原因，依照電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫內故障問題記錄對系統(tǒng)狀態(tài)進行診斷與評估，同時測試故障發(fā)生位置及根源，并預估故障對電力自動化的影響程度與范圍。而借助人工智能在全面提升故障問題診斷準確率的同時，使故障分析效率隨之增加，對及時處理電力故障、確保系統(tǒng)健康運行至關重要。

2.4 線性最優(yōu)控制技術

最優(yōu)控制為現(xiàn)階段最優(yōu)化理論在電力系統(tǒng)自動化控制層面應用的有效表現(xiàn)，在滿足特定前提與條件時，查找并選取最科學的運行策略來完成控制的整個過程，旨在使系統(tǒng)運行性能實現(xiàn)最佳化。線性最優(yōu)控制這一技術全面應于電力自動化中，可有效發(fā)揮出其先進性與智能性，提升電力系統(tǒng)控制的科學性與有效性。該技術作為現(xiàn)階段線性最優(yōu)控制理論的實踐控制應用代表，可以為電力自動化實現(xiàn)最優(yōu)磁控，繼而使電力遠距離傳送得以實現(xiàn)，同時使輸電線路水平不斷增加?，F(xiàn)今基于電力自動化的最優(yōu)勵磁控制成為我國電力系統(tǒng)提升運營效率的核心技術，實踐效果顯著，使電力系統(tǒng)自動化控制進一步提升了智能化水平。的核心控制技術，并在實踐中取得了良好的效果。在實際應用時，也要關注到線性最優(yōu)控制的不足之處，即該技術僅可以明確電力自動化控制內的局部線性模型處理實現(xiàn)最優(yōu)控制，相對而言控制范圍受限。若電力系統(tǒng)自動化基于非線性模型建立時，則該技術難以實現(xiàn)線性最優(yōu)控制。

2.5 電力監(jiān)控技術

監(jiān)控技術本身即為電力自動化體系不可或缺的核心構成，更是自動化控制的關鍵技術之一。要確保電力系統(tǒng)的正常運轉，控制中心人員則要借助監(jiān)控系統(tǒng)時時了解并掌握系統(tǒng)各模塊及設備的作業(yè)態(tài)，及時獲取電力自動化控制隱藏的問題及故障，在第一時間內采取有效措施進行針對性處理，確保電力系統(tǒng)平穩(wěn)、良性運行?；谥悄芑夹g的電力自動化監(jiān)控還可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)遠程測溫、遙控電壓電流等動態(tài)等功能，一旦發(fā)現(xiàn)異常則及時預警、并完成遙控閉鎖等安全操作，提升電力控制自動化作業(yè)效率，優(yōu)化人力資源配置，確保電力生產的可靠性與傳輸?shù)陌踩浴?/p>

2.6 神經網(wǎng)絡控制技術

神經網(wǎng)絡控制是基于人腦神經理論為基礎，并與控制理論互為融合的一類智能化創(chuàng)新技術，其具備非線性特征。人工神經網(wǎng)絡控制技術應用于現(xiàn)階段電力系統(tǒng)自動化控制也是遵循技術的非線性原則，對電力系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)庫、運營數(shù)據(jù)等開展全面控制。神經網(wǎng)絡控制為數(shù)學理論、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)及計算機等多項學術及技術的有機結合，形成健全的電力系統(tǒng)能源耗費、損失及計算的研究框架，使電力系統(tǒng)可以強化能源耗費及調整。該技術基于復雜神經元的基礎組成，擁有出眾的學習協(xié)作能力、信息處理及分析，同時還對信息加以管理與整合。電力自動化系統(tǒng)借助神經網(wǎng)絡技術，全面提升自身故障或缺陷的診斷、分析與處理能力。同時引入其他類型的智能化技術，為電網(wǎng)調度智能化、電網(wǎng)運營市場化及控制管理自主化提供可靠的基礎。

2.7 綜合智能系統(tǒng)

綜合智能系統(tǒng)即將多種智能技術加以融合后投入實際應用的智能綜合系統(tǒng)，其集成多項智能化技術的典型優(yōu)勢，同時改進各智能技術的不足后全面提升電力自動化控制水平，使系統(tǒng)實現(xiàn)優(yōu)勢互補與技術突破。綜合智能控制平臺在電力系統(tǒng)自動化內的全面應用，可以基于非結構性信息開展有效處理，使智能化控制與自動化管理范圍得以擴充，提高電力數(shù)據(jù)信息處理水平及質量。電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)龐雜且量大，借助綜合智能系統(tǒng)可為電力自動化的良性運營提供保障。

3 智能化技術與電力系統(tǒng)自動化的融合策略

3.1 安全防御融合策略

就電氣系統(tǒng)自動化的安全防控而言，傳統(tǒng)上采用均衡防控，但近年電力自動化建設日漸規(guī)模化，傳統(tǒng)安全防控管理存在著合規(guī)性與科學性不足的缺陷。因此強化基于智能化技術的安全防御策略建設可彌補此不足，為電力系統(tǒng)提供硬件故障與軟件病毒的自主防護。在系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)病毒時，智能化技術可迅速完成病毒信息的整理及分析，在最短時間內給出高效的防御與化解方案，這為電氣系統(tǒng)控制的自動化與智能化操作提供安全層面的有效保障。同時為使系統(tǒng)更好地主動強化安全防控工作，智能化技術協(xié)助系統(tǒng)落實安全規(guī)劃，全面提升自控系統(tǒng)的安全防范能力及水平。同時智能化技術可持續(xù)優(yōu)化與升級安全保護措施及手段，在及時識別病毒的同時強化預防工具建設，使智能技術在實際應用中進一步改進的同時，也為其在電力自控系統(tǒng)中的廣泛應用拓展更多潛在空間。

3.2 優(yōu)化設計融合策略

應用智能化技術，根據(jù)控制面板尋找設備故障點，并按照提示報警，通過故障調查解決實際問題，來全面提升電力系統(tǒng)精準地評估電氣設備的具體故障，以及檢查維護的工作效率，降低以往故障檢修工作的強度。開展變壓器檢測時，智能化技術能夠對其漏油情況進行檢測，同時能夠對故障原因及涉及范圍開展有效分析，維修人員可通過分析數(shù)據(jù)進行維修。智能化技術運用于電氣工程，還能夠利用不同的聯(lián)合排障形式，防止故障遺漏，因處理不及時導致問題擴散，并對關鍵的故障日志進行分析，可在設備故障內部盡可能地體現(xiàn)其自身具備的自我診斷能力，提升故障診斷的精準率。同時，在完善電氣自動化系統(tǒng)的過程中運用遺傳算法，可以最快的速度解決內部產生的問題，確保系統(tǒng)正常運行，并可以保障設備持續(xù)應用，全面體現(xiàn)系統(tǒng)的應用效率。如今，研究并應用智能化技術，可使電氣運行方式持續(xù)完善，同時提升發(fā)電效率，全面控制系統(tǒng)的安全運行。

3.3 診斷技術融合策略

電氣工程中的各項設備需長期有效運行，很容易造成設備發(fā)生故障。電氣故障具備多種不確定因素以及非線性特征。所以，在排除系統(tǒng)異常運行時的設備故障是一項極難開展的工作，通過智能化技術的運用可實時掌握故障點并第一時間排除。電氣設備的運行故障一般在早期會呈現(xiàn)出相應的跡象，肉眼無法及時發(fā)現(xiàn)。通過智能化技術的應用則可定期對設備進行相應的監(jiān)控及管理。一旦發(fā)生設備故障問題，可及時上報給系統(tǒng)控制中心，明確故障位置及做好提前預警，便捷地診斷并排除故障問題，提升排除設備運行故障的效率，使設備快速恢復運行，保障設備的安全使用。在不斷的發(fā)展中，電氣結構不斷地拓寬范圍使其內部情況更為復雜。所以，運用電氣智能化技術還需持續(xù)分析電氣運行中的各類其他故障，提升有效運用智能化技術，更高效地排除故障，避免產生運行事故。在可能發(fā)生故障的分析中，診斷技術可有效檢測因長期運行變化產生的異常問題，還可以及時給出解決問題的方案。電氣工程在發(fā)展中會更改傳統(tǒng)的工作方式，造成系統(tǒng)運行改變基本的規(guī)律。所以，為了盡快排除出現(xiàn)的故障，要制訂相應的電氣工程故障診斷計劃，并在電力系統(tǒng)工程內部全面落實執(zhí)行。

3.4 PLC智能控制融合策略

在電力系統(tǒng)中運用電氣工程的智能化技術這一過程中，順序控制是主要的一項PLC 功能，可在自動化管理過程中實施。在PLC 基礎上按照系統(tǒng)的初始及運行狀態(tài)可進行環(huán)節(jié)的劃分，可在不同通道內保持相同的輸出。利用PLC 能夠實現(xiàn)電氣工程系統(tǒng)理想的運行控制目標，具有很強的安全性及穩(wěn)定性。邏輯控制是由編程來實現(xiàn)提升操作狀態(tài)的可靠性，可對生產的各類過程開展邏輯指令的運算及控制。自動化系統(tǒng)中應用PLC 控制技術達到了多對多控制的目標，在實際操作中完成了同步控制多個節(jié)點。為符合生產發(fā)展需求開發(fā)的具有直觀控制作用的功能開關，PLC 控制在接入模塊中接入檢測及輸出的信號，來有效控制輸入及輸出的測量點對應的數(shù)據(jù)模塊，使系統(tǒng)的可讀性能及維護性能全面提升。PLC 技術能使已有的電氣設備全面完善，控制設備的最優(yōu)生產狀態(tài)。此技術提升了電氣工程的全面自動化，降低人工操作容易產生的疏漏。應用于實際運行中，使電氣提升自動化裝配性能。相較于傳統(tǒng)的控制開關，可對不同的系統(tǒng)進行完善。在系統(tǒng)的實施過程中，利用程序的配置使系統(tǒng)完成自動運行，可實現(xiàn)異步放用電需求，降低了能源使用過程中產生的損耗。

4 結語

總之，將智能化技術應用于電氣自動化運行中，可合理對自動化設備在運行中產生的問題進行診斷，同時完善設計電氣工程的實際運行程序，達到了電力系統(tǒng)中控制電氣工程的全面智能化。所以，使用智能化技術推動了電氣工程提升了自動化及智能化發(fā)展，優(yōu)化了電力工程運行中的機械設備控制，促進電氣項目運行提升效率。智能化技術應用于電氣工程運行時，也促進了此項技術提升了使用功能及智能化水平，不斷強化智能化技術的突出作用，為電力系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運行提供有力支撐。