探究电力系统自动化与智能技术

探究电力系统自动化与智能技术

张文玉

（国网河北省电力公司盐山县供电分公司）

摘要:近些年来，随着科学技术水平的稳步提升，电力系统也有着巨大的发展，尤其是电力系统自动化智能控制技术因其可靠、安全、高效而受到人们的青睐。随着智能技术在电力系统的大范围应用，不仅落实了系统运行的效率，还减少了在电能输送时的损耗，成为了电力系统中的热门技术。本文将对电力系统自动化中智能技术的应用进行详细的描述和研究，旨在为广大同行提供可用经验。为确保电力系统安全、平稳、健康的运行，对电力系统的各个元件、局部、全系统，采用具有自动检测、决策和控制功能的装置，通过信号和数据传输的系统，就地或远距离进行自动监视、调节和控制等，从而达到合格的电能质量。在一般情况下，电力系统自动化系统主要构成有：调度自动化、变电站自动化和配电网自动化。

关键词:电力系统自动化；智能技术；应用探究；

前言：电力系统是具有时变性、非线性、动态性、参数不可知性等特点的一个维数很大的动态系统。电力系统的分布是具有地域广泛性的，并且系统中的相当一部分元件具有饱和、延迟和磁滞等特性，所以想要达到有效控制的目标是十分具有难度的。随着社会经济的飞速发展，对电力系统控制的要求必然与日俱增，实现有效控制电力系统是具有时代意义的。自动化技术与智能技术的引进为电力系统控制带来了一阵春风，随着这两项技术的逐渐完善，它们已经运用到了电力系统建设的每个层面，成为了电力系统管理不可或缺的一部分。电力系统自动化控制大幅度的提升了电力系统控制的质量以及有效性，也很大程度上提升了系统的反应时间和调整了操作的有效性，这对于我国的电力事业发展无疑起到了巨大的促进作用。时至今日，电力系统自动化中智能技术控制已经形成了一个比较健全的体系，达到了规范化、精确化、标准化。

1电力系统自动化与智能技术的含义

电力系统自动化，从含义上是对电能生产、传输和管理实现自动化、自动调度和自动化管理；从种类上，它的分类较多，例如：电网调度自动化等。智能技术是智能计算机技术的简称，从含义上，它包含体系结构和人机接口；从种类上，它的种类也较多，例如：模

糊控制等。智能技术是具备学习、适应及组织功能的行为，能够对产品问题进行合适求解，解决传统鲁棒性控制和自适应控制无法解决出令人满意结果的，非线性、时变性和不确定性的控制问题。目前，智能技术尚处于发展阶段，但它已受到人们的普遍重视，广泛应用于

电力系统各个领域中，并取得了一定的实效。专家系统在电力系统中的应用范围很广，它是一种基于知识的系统，用于智能协调、组织和决策，激励相应的基本级控制器完成控制规律的实现。主要针对各种非结构化问题，处理定性的、启发式或不确定的知识信息。如：电力系统恢复控制、故障点的隔离、调度员培训、处于警告或紧急状态的辨识、配电系统自动化等。以智能的方式求得受控系统尽可能地优化和实用化，并经过各种推理过程达到系统的任务目标。虽然取得广泛应用，但存在如难以模仿电力专家的创造等局限性。一般而言，专家控制系统应用较大的原因是由于该方法可适用范围广，且能为电力系统处于各种状态提出辨识，根据这种具体情况给出警告或提示，同时还能进行控制和恢复。虽然专家系统得到一定的应用，但是仍存在一定的局限性，这种局限包括对创造性的难以模仿，而只限于浅层知识的应用，缺乏极有效的深层模仿和设计，难以适应复杂状态。因此，在开发专家系统方面应注意专家系统的代价效益分析方法、专家系统软件的有效性和试验、知识获取、专家系统与其他常规计算工具相结合等问题。模糊方法是一种对系统宏观的控制，十分简单而易于掌握，为随机、非线性和不确定性系统的控制，提供了良好的途径。将人的操作经验用模糊关系来表示，通过模糊推理和决策方法，对复杂过程对象进行有效控制。通常用“如果……，则……”的方式来表达，在实际控制中的专家知识和经验不依赖被控对象模型，鲁棒性较强。模糊控制技术的应用非常广泛，与常规控制相比，其在提高模糊控制的控制品质，如：稳态误差、超调等问题，自身的学习能力还不完善，因此要求系统具有完备的知识，对工业智能系统的设计而言是困难的，如模糊变结构控制、自适应或自组织模糊控制、自适应神经网络控制、神经网络变结构控制等。另一方面包含了各种智能控制方法之间的交叉结合，对电力系统这样一个复杂的大系统来讲，综合智能控制更具备巨大的应用潜力。现在，在电力系统中研究较多的有神经网络与专家系统的结合，专家系统与模糊控制的结合，神经网络与模糊控制的结合，神经网络、模糊控制与自适应控制的结合等方面。这些模糊方法的运用因其可使用范围广，目前已在自动化控制中被广泛应用。智能集成化是综合智能控制重要的技术发展方向，其可将多项智能技术相互结合于一体，不再单独运用，各取优势。如模糊技术和神经网络的结合、神经网络与模糊控制的结合、神经网络与专家系统的结合等，这些都在电力系统自动化控制中有较多研究。

2智能技术与电力系统自动化的结合

智能技术被应用在电力系统自动化中，进一步完善和发展了电力系统自动化。智能系统在电力系统中的有效应用，不仅协调了电力系统发展的不成熟性和该系统本身的不稳定性，还满足了公众对于相对廉价、便利的电力网络的需求。所以，智能技术作为一种技术被应用于电力系统自动化中。众所周知，智能技术从分类上可分为以下几个部分：模糊控制和神经网络控制、专家系统控制、线性最优控制和综合智能控制。如今，电力系统自动化还未发展成熟，还存在一些缺点以待改进，如：强非线性，时变性且参数不确切可知，含有大量未建模动态部分和电力覆盖范围大,但却具有网络阻滞、延迟等。下面，我们将具体分析如何通过应用智能系统改变电子系统智能化的缺点。

3电力系统及其自动化技术的应用

在电力系统中，主要的自动化技术主要有智能运行和配电网故障定位系统、投诉热线自动化处理系统、自动化信息管理系统、微机实时保护系统、数字仿真技术、基于GPS和EMS技术的动态安全监控系统和远程信息实时监控维护系统等。

3.1智能运行和配电网故障定位系统

该项技术主要是通过自动化的控制系统实现对整个电网的智能控制，对于某些模型不确定性、具有非线性和要求适应性很高的电力系统而言，传统的控制模式是无法满足要求的，智能运行系统可根据现场监测点的测量信息，由中央控制中心分析和处理这些信息，并作出正确的判断和发出相应的指令实现对相关设备的自动控制；同时，发生故障时自动定位故障地点，随着技术的发展与成熟，故障发生后的定位、隔离、恢复供电都能逐步实现自动化，是一种最快捷和可靠的故障诊断和处理方法。例如，我国某供电局10kV变电站至某开关线路第6号电线杆断路器过流跳闸，在采用GIS故障定位系统后，检测人员能够在人机界面上看到6号杆以后的片区颜色显示为灰色，再通过故障录波测距，就立即诊断出是6～9号杆区段间发生相间短路故障。

3.2自动化信息管理系统

整个配电网的信息量非常大，它包含配电、变电、用电在运行全程的监测信息，决策、反馈、故障处理等操作记录信息，只能通过自动化的方式来管理和调用这些信息。自动化信息管理系统一般包含信息管理检索系统、自动化办公系统、远程信息实时监控及维护系统。这些系统不但方便人机操作，提高操作的准确性和及时性，提高电力系统的管控效能，还可以提高电力系统的稳定性和安全性，使系统处于最佳的运行状态。

3.3基于GPS和EMS技术的动态安全监控系统

在庞大的电网运行过程中，许多不确定的自然因素和人为因素无时不刻地影响着电网的稳定运行，而基于GPS和EMS技术的动态安全监控系统可以对电网中的所有设备进行全面的监测，及时反馈其真实的运行状况，一旦出现不利于电网运行的因素，便会发出警报，报告潜在的隐患，做到防患于未然。结合EMS系统的信息功能实现动态与静态相结合的方法，来对整个电力系统进行离线和在线研究，可对不稳定因素进行遥感检测，及时处理初起的事故，防止事故的扩大，还能够通过GPS技术对事故发生的范围和面积进行评价和预测，为事故的处理和救援提供必要的依据。

3.4电力系统的仿真模拟技术

电力系统仿真模拟是指在计算机上建立与真实电力系统对应的数学模型，这对于一些运行较稳定、随机性不大的电力系统具有重要意义。随着诸如FACTS控制装置、直流输电控制装置、继电保护装置、安全稳定监控装置等先进的控制和测量装置的使用，电力系统的实时仿真技术的真实性和可靠性越来越强，再加上全数字模式和数模混合式仿真技术规模不断扩大、数据精确程度的提高，该项技术日益完善，能够模拟的电力系统规模也越来越大，有望使其具备对大规模电力系统的实时仿真能力。

4结语

电力系统及其自动化技术的应用在保障电力系统安全、高效运行方面发挥了重要作用。提高电力系统自动化技术应用的安全性，重视设备的日常检修，重视新技术的应用，提高电力系统职工的专业素质等等措施对电力系统自动化技术应用有很好帮助。总而言之，电力系统的自动化技术主要就是为了不断的扩大供电范围，有效的增强供电的能力，提高供电服务的可靠性和安全性，以达到电力系统经济、可靠的运行，推动我国电力系统健康、稳定的向前发展。相信不断发展的电力自动化技术一定能有效促进我国的电力供应事业发展。

参考文献

[1]变电站间隔层测控装置防误闭锁及顺序控制规则库的设计方法.

[2]变电站防误操作技术规定.

[3]变电站运行信号采集规范.