智能控制方法在電力系統(tǒng)自動(dòng)化的應(yīng)用

1、    智能控制方法在電力系統(tǒng)自動(dòng)化的應(yīng)用    李存彥 劉玉臣 過春明【摘要】隨著智能技術(shù)的研究進(jìn)一步深入，兩者的有效結(jié)合，在一定程度上促進(jìn)了電力系統(tǒng)的自動(dòng)化。因此，研究智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用狀況，對(duì)提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制、減少人力投入，降低作業(yè)成本有著劃時(shí)代的重大意義。1、引言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的關(guān)注也與日俱增。電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，是指利用具有自用檢測(cè)、決策和控制功能的設(shè)備確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的技術(shù)。近年來，自動(dòng)化智能控制已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)建設(shè)的各個(gè)方面，智能技術(shù)的應(yīng)用提高了電力系統(tǒng)自動(dòng)化的性能，為我國(guó)電

2、力工業(yè)的發(fā)展起到了不可磨滅的作用。2、智能控制在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用智能技術(shù)因其能夠解決傳統(tǒng)控制技術(shù)解決不了的問題（如不確定性、時(shí)變性和非線性的控制問題） 而受到電力工作者的高度重視，這也促進(jìn)智能控制方法在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中得到了廣泛的應(yīng)用和快速的發(fā)展一般來說， 目前在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制的應(yīng)用中主要有專家系統(tǒng)、模糊控制方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、綜合智能控制系統(tǒng)組成。（1）專家系統(tǒng)控制的應(yīng)用。專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍很廣，包括對(duì)電力系統(tǒng)處于警告狀態(tài)或緊急狀態(tài)的辨識(shí)，提供緊急處理，系統(tǒng)恢復(fù)控制，非常慢的狀態(tài)轉(zhuǎn)換分析，切負(fù)荷，系統(tǒng)規(guī)劃，電壓無功控制，故障點(diǎn)的隔離，配電系統(tǒng)自動(dòng)化，調(diào)度員培訓(xùn)，電力

3、系統(tǒng)的短期負(fù)荷預(yù)報(bào)，靜態(tài)與動(dòng)態(tài)安全分析，以及先進(jìn)的人機(jī)接口等方面。雖然專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，但仍存在一定的局限性，如難以模仿電力專家的創(chuàng)造性、只采用了淺層知識(shí)而缺乏功能理解的深層適應(yīng)、缺乏有效的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)，對(duì)付新情況的能力有限、知識(shí)庫(kù)的驗(yàn)證困難、對(duì)復(fù)雜的問題缺少好的分析和組織工具等。因此，在開發(fā)專家系統(tǒng)方面應(yīng)注意專家系統(tǒng)的代價(jià)/效益分析方法問題，專家系統(tǒng)軟件的有效性和試驗(yàn)問題，知識(shí)獲取問題，專家系統(tǒng)與其他常規(guī)計(jì)算工具相結(jié)合等問題。（2）模糊理論的應(yīng)用。模糊理論是模糊化經(jīng)典集合理論，將語言變量和近似推理的模糊邏輯引入進(jìn)來，是一種包含一套完備的推理體系的智能技術(shù)。這種智能技術(shù)在電力系

4、統(tǒng)自動(dòng)化控制中非常實(shí)用，它能夠?qū)θ说哪：评砗蜎Q策過程進(jìn)行有效的模擬。通過已經(jīng)存在的控制規(guī)則和數(shù)據(jù)，模糊理論可以對(duì)模糊輸入量進(jìn)行推導(dǎo)，得到模糊控制輸出，輸出結(jié)果的組成部分是：模糊化、模糊推理與模糊判決。模糊理論在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用越來越廣泛，這種智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)為：對(duì)于那些具有不確定性、不精確性的問題能夠進(jìn)行有效的處理，也能夠處理由于噪聲而造成的問題；專家的經(jīng)驗(yàn)通過模糊知識(shí)的語言變量進(jìn)行表達(dá)，與人的表達(dá)方式更接近，知識(shí)的抽取和表達(dá)更加容易完成；魯棒性強(qiáng)，提高了自學(xué)習(xí)能力和容錯(cuò)能力，如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題或者改變了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D和環(huán)境變量的設(shè)置等，那么通過模糊理論的應(yīng)用，能夠進(jìn)行及時(shí)應(yīng)對(duì)并且給出

5、完全正確的解決方法。（3）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的應(yīng)用。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從1943年出現(xiàn)，經(jīng)歷了六、七十年代的研究低潮發(fā)展到現(xiàn)在，在模型結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)算法等方面取得了大量的研究成果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之所以受到人們的普遍關(guān)注，是由于它具有本質(zhì)的非線性特性、并行處理能力、強(qiáng)魯棒性以及自組織自學(xué)習(xí)的能力。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量簡(jiǎn)單的神經(jīng)元以一定的方式連接而成的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將大量的信息隱含在其連接權(quán)值上，根據(jù)一定的學(xué)習(xí)算法調(diào)節(jié)權(quán)值，使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)從m維空間到n維空間復(fù)雜的非線性映射。目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論研究主要集中在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及結(jié)構(gòu)的研究、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法的研究、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的硬件實(shí)現(xiàn)問題等。（4）綜合智能系統(tǒng)的應(yīng)用。綜合智能控制一方面包含

6、了智能控制與現(xiàn)代控制方法的結(jié)合，另一方面包含了各種智能控制方法之間的交叉結(jié)合，對(duì)電力系統(tǒng)這樣一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)來講，綜合智能控制更有巨大的應(yīng)用潛力。目前在電力系統(tǒng)中研究得較多的有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)的結(jié)合、專家系統(tǒng)與模糊控制的結(jié)合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制的結(jié)合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制與自適應(yīng)控制的結(jié)合等方面。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適合于處理非結(jié)構(gòu)化信息，而模糊系統(tǒng)對(duì)處理結(jié)構(gòu)化的知識(shí)更有效。因此，模糊邏輯和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合有良好的技術(shù)基礎(chǔ)。這兩種技術(shù)從不同角度服務(wù)于智能系統(tǒng)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用在低層的計(jì)算方法上，模糊邏輯則用以處理非統(tǒng)計(jì)性的不確定性問題，是高層次的推理，這兩種技術(shù)正好起互補(bǔ)作用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)把感知器送來的

7、大量數(shù)據(jù)進(jìn)行安排和解釋，而模糊邏輯則提供應(yīng)用和挖掘潛力的框架。因此，將二者結(jié)合起來的研究成果較多。3、電力系統(tǒng)自動(dòng)化中智能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)隨著我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化要求的標(biāo)準(zhǔn)越來越高，智能技術(shù)越來越能適應(yīng)并引導(dǎo)電力系統(tǒng)自動(dòng)化。我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度也是不斷提高和完善，單元模塊慢慢的由單一單元模塊轉(zhuǎn)換為多功能單元模塊，監(jiān)控方式慢慢的由單項(xiàng)監(jiān)控轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑€控制，電壓等級(jí)慢慢的由實(shí)現(xiàn)高電壓等級(jí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗妷赫{(diào)節(jié)。電力系統(tǒng)建設(shè)將朝著智能化實(shí)時(shí)控制、人工智能故障診斷、綜合智能控制等方向展開深入的研究。（1）智能化實(shí)時(shí)控制。智能化實(shí)時(shí)控制技術(shù)在電子系統(tǒng)控制得到了很好的應(yīng)用，它對(duì)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)能做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能對(duì)監(jiān)

8、測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，把分析得出的結(jié)論采取一定手段進(jìn)行控制。在智能化實(shí)時(shí)控制的基礎(chǔ)上采取強(qiáng)化智能化實(shí)時(shí)控制技術(shù)，通過這種強(qiáng)化智能化才能從根本上提高電力系統(tǒng)控制質(zhì)量，在保障質(zhì)量的基礎(chǔ)上加強(qiáng)電力系統(tǒng)控制力度，在控制力度基礎(chǔ)上降低系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。智能化實(shí)時(shí)控制技術(shù)有很多原有技術(shù)不具備的優(yōu)勢(shì)，它能夠采用圖形化用戶界面的方式，真實(shí)有效的對(duì)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀況等進(jìn)行直觀反映，避免了之前一些技術(shù)的弊端，如故障發(fā)生率、設(shè)備資源的損耗等。（2）人工智能故障診斷。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)故障診斷基本上都是采用了簡(jiǎn)單的處理方法，只是針對(duì)簡(jiǎn)單的過程、故障、獨(dú)立理論體系進(jìn)行的故障診斷，這種方法有一定的局限性，很難滿足電力系統(tǒng)的發(fā)展，需要更

9、高的技術(shù)來進(jìn)行取代。人工智能故障診斷技術(shù)的出現(xiàn)填補(bǔ)了之前只能處理單過程、單故障、獨(dú)立理論的故障診斷，它可以依照大型電力系統(tǒng)設(shè)備需求，對(duì)設(shè)備可能出現(xiàn)的故障、異常等數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行多過程、全方位的分析，可以從根本上診斷出來故障，并且進(jìn)行相應(yīng)的質(zhì)量控制。人工智能故障診斷能準(zhǔn)確地對(duì)動(dòng)態(tài)及靜態(tài)安全進(jìn)行分析，并采取有效的措施，該功能已經(jīng)成為機(jī)械故障診斷中新的發(fā)展方向。（3）綜合智能控制。綜合智能控制技術(shù)要求設(shè)計(jì)人員有良好的技術(shù)背景，隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展過程規(guī)范化，設(shè)計(jì)人員將相關(guān)的控制技術(shù)依照智能技術(shù)控制要求有機(jī)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)智能控制與現(xiàn)代控制的統(tǒng)一。綜合智能技術(shù)由于它能滿足電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制的資源配置內(nèi)容要求，又能滿足智能技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)，毋庸置疑該技術(shù)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能技術(shù)發(fā)展的必然方向。4、結(jié)語總之，智能技術(shù)的廣泛運(yùn)用，推動(dòng)了電力系統(tǒng)的自動(dòng)化進(jìn)程。隨著對(duì)各種智能控制理論研究的進(jìn)一步深入，它們之間的聯(lián)系也會(huì)更加緊密，利用各自優(yōu)勢(shì)而組成的綜合智能控制系統(tǒng)，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)起到更加重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，將會(huì)越來越廣泛。參考文獻(xiàn)：1張程杰.探討智能控制方法在電力系