基于智能技术在电力系统自动化中应用的实现研究

发表时间:2020/6/3   来源:《中国电业》2020年4期   作者:程翔
[导读] 自从我国加入世界贸易组织后,我国的经济和科技实现了高速发展

         摘要:自从我国加入世界贸易组织后,我国的经济和科技实现了高速发展,在智能技术的研究上实现了突破,将智能技术应用在电力自动化系统中,可以提升电力系统运行的效率。本文主要分析电力系统自动化和智能技术融合的实际情况,并且分析智能技术在电力系统自动化中的应用,从而促进我国电力事业长远发展。
         关键词:智能技术;电力系统;自动化

         电力系统自动化是在电力能源生产和运输环节中,通过自动化技术处理,完善电力资源生产和运输的调度管理,从而通过电力工程二次系统组成单元的方式,完善电力设备的智能监控,对电力设备进行灵活的调度。电力系统的结构比较复杂,如今又融入了很多自动化系统和软件,导致系统在应用中出现延迟等问题。因此操作人员应该提升自身的专业技能,将智能技术应用在电力系统自动化操作中,从而促进我国电力行业的长远发展。
一、电力系统自动化和智能技术在我国融合应用的实际情况
         电力系统自动化就是结合最新技术,从而发挥电力设备的自动化监视和调度能力,确保电力生产和运输高效进行。智能技术结合了多学科的知识形成了交互系统。在传统供电设备运行的基础上提升了电力设备运行的稳定性和精确性,智能技术在电力系统自动化中应用,可以改善电力系统的功能。在电力系统内部,智能技术可以长时间应用,对电力系统内部结构的软件和硬件进行完善。提升各类软件的适用性。我国很多电网技术尚停留在初步研究阶段,需要一定的实践,提升操作环境的效果。我国电力技术已经打破了单一的格局,实现了多元化和自动发展方式,内部信息系统管理在不断完善,使电力系统自动化发展突破重重困难。
二、智能技术在电力系统自动化中应用的实现
(一)智能技术在电力系统自动化中应用的原则
         电力系统自动化设计环节中应该结合电网调度,实现整体的自动化设计要求,结合配置和功能,完善电网安全性,确保电网经济和优质的运行。通过智能技术的结合实现信息分层传输和资源共享,智能技术在电力系统自动化中应用,应该提升电网的安全性和经济运行的效率,采用先进的智能技术,完善集成、协调和自动化水平,有效地减少变电站功能的重复,满足变电站的自动化功能,实现无人值班的需求。通过智能技术的应用,电力自动化系统可以采用分层分布系统的结构,在系统设计环节中可以实现集成化的协调思想,在系统设计环境中应该结合实际的应用。在分散式系统的设计环节中,应该实现间隔层的功能与保护,完善备用电源的设计和电压控制。电力系统自动化设计中应该采用先进的标准和网络通信技术,从而确保智能技术在电力系统自动化中可以发挥较好的效果。在系统设计环节中,应该结合我国电力通信网接口的兼容性问题,采用软件开放系统的方式,在系统内部获取各类数据和通信,通过编程等方式确保电网调度自动化保持高度的统一。间隔层的设计应该符合相关规范和技术指标,应该结合不同类型的网络接口,确保其功能具有独立性,并且各类功能之间应该实现联系。在模块设计环节中应该采用测量和保护一体化设计的方式,提升测量的精确度。在传统的电力系统自动化设计环节中,一般是采用串行口通信的方式,其通信速率比较低,资源共享程度有限。在智能技术应用中采用总线型局域网络,其通信效率非常高,数据传输的可靠性得到保障。在变电站内由于高压保护的情况下会产生很大的电磁干扰,在智能技术应用后可以结合光纤通信方式,有效地降低了电磁干扰,确保信息及时传递。
(二)智能技术在电力系统自动化中应用的组网结构选择
1、现场总线
         在智能技术应用环节中,电力系统自动化设计的现场总线,应该采用canbus,其最大通信率为1.5mb/s。最大传输距离可以达到1200米,通过增加中继,可以拓展到5000米。可以连接127个点数,通信介质为光纤。电力系统自动化设计环节中,可以通过通信单元的设置,实现保护和控制,实现最小单元的自动化系统的设置,并且结合远程调度的方式改善了运行管理,确保中小型变电站实现自动化需求,为了提升系统的稳定性。可以采用canbus双总线冗余设计的方式,改善双重通信网络系统。可以在110KV以下的无人值班变电站中应用,并且设计了监控系统,实现了维护工作站的效果。
2、智能模糊控制系统的应用
         模糊控制系统通过将语言控制转化为自动控制算法,利用模糊规则系统模拟人类的经验。智能模糊控制系统的一个优点是无需建立系统的数学模型就可以实现高性能的控制,而对于三相异步电动机等复杂数学模型的系统,这一有价值的特性的优点是必不可少的。此外,该技术还能够控制具有高性能的非线性系统。在模糊化接口中实现了将输入信号转换为语言变量并将其分类为隶属函数的功能,隶属函数的形状可以是三角形、梯形、单峰、乙状或高斯。
隶属度的一种等级(介于0和1之间的值),用来测量信号与隶属函数的相容性,隶属函数被分配给信号。每个隶属函数都由一个语言变量如小、大和非常大来识别。图1示出了模糊标签NL(负大)、NM(负介质)、NS(负小)、ZE(零)、PS(正小)、PM(正介质)和PL(正大)的控制器的误差、误差变化和输出的三角形隶属度函数。决策逻辑是由数据库和规则库组成的知识库来掌握的,数据库为FLC的正常运行提供信息。该信息由输入和输出成员函数组成,规则库是将输入信号与期望输出相关联的语言语句的集合,然后规则库对模糊输出进行推理,推理过程的基本功能是根据规则库中每个规则的贡献来确定控制器的输出值。许多研究者开始将PID控制策略与模糊逻辑概念结合起来。利用PID控制器的模糊自整定方法,根据速度误差和PID控制器的三个增益K、Tp i和Td之间的模糊逻辑关系这种智能模糊控制系统和PID控制器的综合能够控制非线性系统,使被控制的异步电动机达到理想的动静态性能。

图1  智能模糊系统标签
         模糊将模糊输出转换为清晰的输出信号。基于用于推断模糊输出的规则库,a对于给定的一对清晰输入值x和y,先行项是在模糊化过程中获得的隶属度:1μax()和1μby()。规则的强度是最小分量,如(2)所示。1 1微米微米C z A x和B y()最小值(2)多个激活的规则,例如规则m和规则n,分配相同的输出,然后规则的强度将跟随(3)。



模糊逻辑算法采用Mamdani模型。图2显示了两个清晰输入x和y以及一个输出z的推理系统。
图2  输入x和y以及输出z的推理系统

(三)智能技术在电力系统自动化中应用的设计方案
1、间隔层设计
         在内部通信总线的设计环节中,是在微机综合保护装置的,内部在不同模块之间实现数据通信。在主干总线上可以设计64带状并行总线,将地址总线和数据总线连接起来。在总线操作环节中,要对主处理器板进行模块分割,实现辅助驱动,采用串行总线的方式将输入模块和主处理器连接起来,实现二者的通信。在数字信号处理器的设置环节中应该设计创新端口设计,从而确保数据及时采集。在输入模块设计环节中,应该在微机综合保护装置设计的基础上对模拟信号进行建立,实现模拟信号和数字信号之间的信息传递。互感器板可以采用电压互感器组成,输入电压可以设置成不同的型号互。感器的应用可以有效地降低电压,确保微机综合保护装置与各类电子线路之间具有兼容性。

图2  间隔层设计方案
(二)电动机控制回路设计
  在高压室内高压开关柜盘的设置应该采用智能技术,通过运行位置的设置,在工艺操作使用环节中,可以将高压柜盘进行试验操作。在断路器的应用环节中,可以采用弹簧储能机构外部工艺条件满足条件时可以接点闭合的方式,确保电机自动化启动。在电动机控制回路试验中,操作变量(MV)包括S1、S2两个进入SPCV的流化空气流速,这两个流速改变了SPCV中的压力和SPCV上下游的流动条件。控制变量(CV)是DP47,代表隔水管测得的压降,这是整个环路固体/气体流动稳定性的一个实质性指标。对实现控制器跟踪参考指令的试验台在阶跃变化和循环运行两种情况下的性能进行了评估。小波多分辨率分析是一个函数逼近工具,它以位移和扩张尺度以及小波函数的形式,在时间和频率域中表示不同分辨率下的函数细节。一般来说,MRA由一系列连续逼近闭子空间

结语:
         智能技术融入到电力系统自动化中,可以提升设备运行的稳定性,在确保系统安全运行的基础上,电力系统的运行效率可以得到切实的保障 。
         参考文献:
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         [2]徐晓海,徐佳.光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J].通信电源技术,2019,36(12):180-181.
         [3] 王瑞梅,尹潇宇,刘子睿,王崇宇.电力系统自动化控制中的智能技术应用[J].无线互联科技,2020,17(01):151-152.
         [4]夏贵斌.电力系统自动化中智能技术的应用[J].通信电源技术,2020,37(04):116-117.
         [5]黄斌颖.电力系统自动化中智能技术的应用分析[J].通信电源技术,2020,37(02):157-158.
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