《智能技术在电力系统自动化中的应用分析》

发表时间:2020/7/30   来源:《当代电力文化》2020年第5期   作者:王玉龙
[导读] 近年来, 智能技术在电力系统自动化控制中的应用越来越广泛
        [摘要]近年来, 智能技术在电力系统自动化控制中的应用越来越广泛,极大地推动了电力系统的自动化进程。本文阐述了几种典型的智能技术在电力系统自动化中的应用。
        [关键词]智能技术;电力系统自动化;应用
        引言
        电力系统中的自动化技术,指电力系统运作中起到控制作用的二次管理系统,该技术起到了自动化检测、控制、决策等多个方面的效果,同时利用实时传输的数据对电力系统中的运行设备进行协调控制,最大限度地保证电力系统的自动控制、自动调度和自动化管理。本文主要对智能技术在电力系统自动化技术的实际应用进行了详细的阐述。
        一.智能技术在电力系统自动化中的应用
        几种典型:智能技术在电力系统自动化控制中的引人运用,解决了传统方法难以解决的复杂系统的控制问题,从而有效提高电力系统自动化控制的适应性,降低控制系统的造价成本。
        (1)模糊理论的应用。
        模糊理论是模糊化经典集合理论,将语言变量和近似推理的模糊逻辑引入进来,是一种包含一套完备的推理体系的智能技术。这种智能技术在电力系统自动化控制中非常实用,它能够对人的模糊推理和决策过程进行有效的模拟。通过已经存在的控制规则和数据,模糊理论可以对模糊输入量进行推导,得到模糊控制输出,输出结果的组成部分是:模糊化;模糊推理与模糊判决。模糊理论在电力系统自动化控制中的应用越来越广泛,这种智能技术的优势为:对于那些具有不确定性、不精确性的问题能够进行有效的处理,也能够处理由于噪声而造成的问题,专家的经验通过模糊知识的语言变量进行表达,与人的表达方式更接近,知识的抽取和表达更加容易完成鲁棒性强,提高了自学习能力和容错能力,如果电力系统出现问题或者改变了网络拓扑图和环境变量的设置等,那么通过模糊理论的应用,能够进行及时应对并且给出完全正确的解决方法。
        (2)专家系统控制的应用。
        专家系统在电力系统中的应用范围很广,包括对电力系统处于警告状态或紧急状态的辨识,提供紧急处理,系统恢复控制,非常慢的状态转换分析,切负荷, 系统规划,电压无功控制,故障点的隔离,配电系统自动化,调度员培训,电力系统的短期负荷预报,静态与动态安全分析,以及先进的人机接口等方面。虽然专家系统在电力系统中得到了广泛的应用,但仍存在一定的局限性,如难以模仿电力专家的创造性、只采用了浅层知识而缺乏功能理解的深层适应缺乏有效的学习机构,对付新情况的能力有限、知识库的验证困难、对复杂的问题缺少好的分析和组织工具等。因此,在开发专家系统方面应注意专家系统的代价/效益分析方法问题,专家系统软件的有效性和试验问题,知识获取问题,专家系统与其他常规计算工具相结合
        等问题。
        (3)神经网络控制的应用。
        人工神经网络从1943年出现,经历了六,七十年代的研究低潮发展到现在,在模型结构、学习算法等方面取得了大量的研究成果。神经网络之所以受到人们的普遍关注,是由于它具有本质的非线性特性,并行处理能力、强鲁棒性以及自组织自学习的能力。神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的。神经网络将大量的信息隐含在其连接权值上,根据一定的学习算法调节权值,使神经网络实现从m维空间到n维空间复杂的非线性映射。目前神经网络理论研究主要集中在神经网络模型及结构的研究.神经网络学习算法的研究、神经网络的硬件实现问题等。


        (4)综合智能系统的应用。
        综合智能控制一方面包含了智能控制与现代控制方法的结合,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,综合智能控制更有巨大的应用潜力。目前在电力系统中研究得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。神经网络适合于处理非结构化信息,而模糊系统对处理结构化的知识更有效。因此,模糊逻辑和人工神经网络的结合有良好的技术基础。这两种技术从不同角度服务于智能系统,人工神经网络主要应用在低层的计算方法上,模糊逻辑则用以处理非统计性的不确定性问题,是高层次的推理,这两种技术正好起互补作用。神经网络把感知器送来的大量数据进行安排和解释,而模糊逻辑则提供应用和挖掘潜力的框架。因此,将二者结合起来的研究成果较多。
        (5)线性最优控制的应用。
        最优控制是现代控制理论的一个
        重要组成部分,也是将最优化理论用于控制问题的一种体现。线性最优控制是目前诸多现代控制理论中应用最多,最成熟的一个分支。卢强等人提出了利用最优励磁控制手段提高远距离输电线路输电能力和改善动态品质的问题,取得了一系列重要的研究成果。该研究指出了在大型机组方面应直接利用最优励磁控制方式代替古典励磁方式。电力系统线性最优控制器目前已在电力生产中获得了广泛的应用,发挥着重要的作用。但应当指出,由于这种控制器是针对电力系统的局部线性化模型来设计的,在强非线性的电力系统中对大干扰的控制效果不理想。
        二.电力系统自动化的发展趋势
        目前,整个电力系统自动化的发展则趋向于:由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制);由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能最管理系统)到DMS(配电管理系统);由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展;由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变;追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制.潮流控制;由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。
        总之
        智能技术的广泛运用,推动了电力系统的自动化进程。随着对各种智能控制理论研究的进一步深入,它们之间的联系也会更加紧密,利用各自优势而组成的综合智能控制系统,会对电力系统起到更加重要的作用。随着科学技术的飞速发展,智能技术在电力系统自动化控制中的应用,将会越来越广泛。
        参考文献
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        [5]杨合恭.探析电力系统自动化中智能技术的应用[J].科技风,2019(36):178.
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