智能控制在电网中必要性的研究

智能控制在电网中必要性的研究

周仕杰陈佳泉叶文通

关键词：智能控制,专家控制，神经网络控制

1引言

随着经济的发展，人们在日常生活中已经越来越离不开电这种能源，而电网作为输送和分配电能的重要组成部分，一旦发生故障，不但会对工农业生产造成损失，导致电能资源的浪费，而且在生活上给人民造成一定程度上的不便。而智能控制作为一种新兴的控制技术，将其引入电网的控制系统之中，能有效地在短时间内，应对各种突发状况做出相应的判断，并将因事故造成的危害与损失降到最低。由此我们可以得知在电网中智能控制是一个必不可少的组成部分，电网的智能自动化工作也将成为势不可挡的发展趋势。

2电网中的控制

2.1电网中控制中枢的作用

随着电网的不断发展，电网系统所覆盖的区域越来越大。与此相对应的所要控制与管理的系统种类与所需处理的数据量也大幅提升。仅仅依靠人力来处理已经是不可能的了，不仅效率低，且人在长期工作下往往无法做出及时而正确的判断，从而更易引发意外事故。电网调度机构作为电力系统信息处理、监视和控制的中心机构，必须时刻根据电力系统当前运行状况对预计发生的变化进行判断、决策和指挥。

3智能控制

3.1智能控制的发展与应用

智能控制是指智能机器能够在无人操控的情形下自主地驱动并实现某个所需目标的自动控制技术。智能控制技术的主要方法包括专家控制、模糊控制、神经网络控制和遗传算法等等，它们使得一些不确定、非线性、复杂的自动化问题得以解决。而智能控制作为在控制论、信息论、人工智能、计算机科学等学科的基础上发展出来的新兴技术，在各个方面和领域如雨后春笋般高速发展并加以应用。例如智能家居，智能仿生机械手，医院护士站中病人的身体指标实时监测等等。在这个科学技术不断高速发展的社会，效率的提高是首当其冲被人们所关注的，无论是在工农业生产和日常生活上都是如此。可以毫不夸张地说，智能控制的广泛普及必将是大势所趋。

3.2智能控制相对与普通控制的优势

智能控制相对于普通控制方式具有较强的学习能力，较强的自适应能力，较强的容错能力，较强的鲁棒性，较强的组织功能，实时性好，人机协作性能好等优点。智能控制的智能主要体现在智能决策上，能够有效地解决复杂性，非线性和不确定的控制问题，在发生问题时做出与人相同的判断。例如模糊控制就是在控制方式上用模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理的知识模拟人类的模糊思维方式，使得计算机可以做出和人类相同的控制结果。本质上则是用较为简单的数学方式将人类对于发生的状况产生的判断、思维方式表达出来,以便让计算机能够理解并做出反应。因此，智能控制可以有效且快速地解决现在工业生产生活中很多无法用简单程序完成的精密工作，为强调高效率的生产生活带来极大的便利。

4智能控制在电网中的应用

4.1专家控制在电网中应用

专家控制指的是利用人工智能技术与计算机技术，将大量某一个领域专家水平的知识与经验放入程序系统中，从而对发生状况进行推理和判断，模拟出类似于人类专家的决策，以便能解决那些需要人类专家的知识和经验才能够处理的问题。从某种程度上来讲，专家系统的建立和发展无异于将人类专家的知识分身化，让专家所具有的知识和经验不受限制的为社会做出贡献。目前大部分电网的运行和控制均由那些有资历有经验的人员进行处理。这是因为电网系统其本身具备的多种复杂状况导致无法对其建立所需的数学模型，而普通的数值方法又无法实现电网的控制。因此，在电网系统中导入专家控制十分有必要的。拥有专家级别的知识与经验将使得电网在运行过程中能够及时并准确地处理所遇到的状况与问题。

目前在国内专家控制依旧是处于理论研究状态，虽然国外大型企业在专家控制的应用方面有所突破，然而也无法实现大规模的实用化。主要由于当前的专家控制系统缺乏有效的自主学习能力与容错能力较低。一旦系统发生意外将可能做出错误的判断。专家控制系统虽然在电网中无法保证成功的运行，但其必将在不久的未来发展成熟并为电网所用。

4.2神经网络控制在电网中应用

神经网络控制是指应用大量人工神经元互联形成的网络，在现代神经生物学和认识科学对人信息处理方式研究的基础上，能对难以精确建模的复杂对象进行神经网络模型辨识并操作的控制方式。与普通控制方式相比，神经网络控制有较好的鲁棒性、记忆能力、非线性映射能力以及学习能力。这让其对于突发事件的应对能力大幅提升，且由于神经网络计算神经元之间是相对独立的，使得其能够进行并行处理数据，且执行速度更快。

神经网络适用于电力系统的故障诊断处理。神经网络能够把警报处理和故障诊断表示为模式识别问题。对于电网这种强调安全性、自愈性、高效性的机构，如何较快处理问题是十分重要的。但神经网络控制也存在其缺点，将所有问题的特征变为数据，必然会导致数据的部分丢失，且数据不充足时，神经网络也无法正常工作。因此，神经网络控制在理论和实际应用上还有一定程度的提升空间。

5结论

我国对于智能电网要求充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、满足环保约束、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、保证电能质量等目的。模糊控制，专家控制，神经网络控制等控制方式使得这一切成为可能，虽然现阶段还无法得到实质性的提升，但智能控制相对于普通控制方式无疑是有优势的。只有快速，精准地处理好突发状况，才能更好的保证电网的稳定运行。

[1]萧赞星，袁书生，模糊控制技术的现状及发展，内江科技，2014,01

[2]刘介才，工厂供电，机械工业出版社，2015,5

指导教师:陈佳泉，叶文通。资助项目：衢州学院大学生科技创新项目