现代电力系统自动化技术和相关控制方法探析

发表时间:2021/1/18   来源:《中国电业》2020年27期   作者:葛圣琦 袁照栓 孟梦 刘林林
[导读] 在新时期环境下,人们对电力能源的需求逐渐增加,这推动了电力事业发展的同时,
        葛圣琦 袁照栓 孟梦 刘林林
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        【摘 要】在新时期环境下,人们对电力能源的需求逐渐增加,这推动了电力事业发展的同时,也对电力系统的运行和管理提高了更高的要求,想要提高电力系统运行和管理水平,国家也是十分重视电力系统的自动化智能控制发展。在电力系统自动化智能控制中,也具有诸多的控制方法,下面,本文发就针对电力系统自动化智能控制的方法进行分析,来对电力系统自动化智能控制进行深入的了解。
        【关键词】电力系统;自动化;智能控制;控制方法
        1.电力调度自动化概述
        1.1电力调度系统的发展
        在电力系统最早起源于20世纪中期,最早是为了解决电网在工作中很难控制的一些问题,在那个阶段主要的目的就是对系统信号进行及时的控制,在实施控制的过程中采用的技术主要有接点遥控或者是其他装置对其进行有效的控制,在当时主要是为了可以更好的对电网频率予以适当的调整和控制。通常我们所说的电力系统自动化通常就是指在实际的工作中采用现代化先进技术对设备的运行情况进行实时的监测和控制,这样就可以很好的体现出其自身的安全性和稳定性,这样才能更加充分的体现出其自身的优势,保证人们正常生产和生活上的电力供应。
2电力自动化系统的构成
        2.1系统调度自动化
        电力系统调度自动化是当前电力系统中发展最快的技术领域之一,它的主要功能构成为:电力系统数据采集与监控,其是实现调度自动化的基础和前提;电力系统经济运行与调度、电力市场运营与可靠性、发电厂运营决策等;变电站综合自动化等。电力系统调度自动化是电力系统自动化的核心与关键,对自动化系统的质量与稳定性有着重要影响。
        2.2变电站自动化
        变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等的功能进行重新组合、优化设计,对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。
        2.3配电网自动化
        配电网长期以来只能采用手工操作进行控制,自90年代开始逐步发展实现了一批功能独立的孤岛自动化,其今后的发展趋势必然走向基于先进通信技术的网络自动化。配电网自动化主要包括馈线自动化、自动制图/设备管理/地理信息系统及配电网分析软件,它是配电自动化的基础部分。与传统的孤岛自动化相比,基于信息技术的配电网自动化的关键在于以下三点:大量的智能终端、通信技术和丰富的后台软件。针对我国配电网的具体情况,配电网自动化应当分期分批逐步发展完善,最终实现对配电系统资源的综合利用。
3电力系统自动化智能控制的方法
        3.1人工神经网络
        人工神经网络是对人处理和传递信息的模拟,其仿制连接的方式和人类的神经元比较相似,每一人工的神经元都能实现输入和输出间非线性的关系,因此这种连接方式使人工的神经网络有着非线性的特性。

人工神经网络可以通过神经元彼此间的权重衡量来处理比较隐含的问题,并且这种方式还有着信息的分布、存储、容错、学习等能力,甚至还能够实现对知识的主动组织和对不同信息的处理等,由于每一个神经元的计算处于一种独立状态,因此其处理比较方便,执行速度也十分快。人工神经网络分线性的自学能力和拟合能力比较强,且还有着鲁棒性和联想记忆性能等,这此控制方式于电力系统的自动化智能控制中具有很大的应用潜力,但此控制方式仍然还存在一定的问题,学习算法的速度较慢、训练时间较长、不易收敛等,都需要不断研究进行改进。
        3.2模糊方法
        所谓模糊方法主要是模糊化典型集合的理论,引入语言变量以及近似推理类模糊的逻辑,其具有着一套完整的智能推理体系。模糊方法于电力系统的自动化智能控制应用中十分实用,其能实现对人模糊的推理与决策过程有效模拟,借助已具有的控制数据和规则,来对模糊的输入量实施的推导,并进行模糊控制的输出,则输出的结果组成包括模糊化分析、模糊的推理和模糊的判决等。模糊方法一般线性的模型应用比较简便,而实际使用中一般是非线性的系统,也就是通过多段线性进行模拟,在每一段中都只当做是次最佳。模糊关系的模型进行非线性的过程模拟,是比较简便且有效的,能够简单直接的描述出输入量和输出量间具有的关系,对单输出的系统很容易实现,而对多输出的系统则实现比较难。
        3.3专家系统
        专家系统一般包括知识库与推理机构,其根据某领域内专家所提供特殊领域的知识实施推理,来对人类专家的决策过程进行模拟,从而提供出类似专家或者专家水平标准的解答。在电力系统的运行与控制中,一般是通过经验丰富的电力调度人员进行管理的,电力系统的运行与控制是比较复杂的,简单的信息化手段很难对电力系统需求进行满足,而于电力系统内使用电力专家经验知识的专家系统,则就能够有效的实现对电力系统的智能化控制。电力系统中专家系统应用的范围十分广泛,其可以有效辨识电力系统的警告状态和紧急状态,为系统维护提供紧急的处理,来实现系统的恢复,还能够实现对非常慢状态的转换分析、切负荷、系统规划、电压的无功控制、故障点隔离、电力系统短期负荷的预报、静态和动态的安全分析等,但其仍然还存在局限性,比如,电力专家创造性的模仿无法实现、仅仅采用浅层的知识、缺乏功能深层的适应、没有有效学习的机构、面对新情况的处理能力不足以及知识库验证比较困难等,这都是后期对其需要探索和研究的重点。
        3.4综合智能控制技术
        综合智能控制不仅包括智能控制和现代化控制方法有效的结合,还包含各种方式智能控制的方法间交叉联系,由于电力系统具有着很强的复杂性,综合智能控制技术正好利用各个方法的优势和特点来实现对电力系统的智能控制,因此,此控制方法具有更加大的发展潜力。在现阶段电力系统综合智能控制研究中,主要包括神经网络和专家系统、模糊控制和专家系统、模糊控制和神经网络、神经网络和模糊控制以及自适应等控制间的结合方式。比如,神经网络比较适用在非结构化的信息处理中,模糊控制能够有效进行结构化知识的处理,神经网络是一种底层计算法,而模糊控制是一种对非统计性问题进行处理,是一种高层次算法,则模糊控制和神经网络间有效的结合,能够实现两种技术的优势互补,通过神经网络能够将感知器传输的数据实施有效的安排与解释,模糊控制则能够进行应用与潜力框架的提供。
4结语
        综上所述,電力系统自动化智能控制对电力系统运行和管理水平的提高具有重要的意义,而智能控制方法决定了电力系统自动化智能控制的实现,不同的智能控制方法具有不同的智能控制效果,因此还需要对智能控制方法进行不断的探索和研究,来实现电力系统高质高效智能控制。
【参考文献】
        [1]谷雄文. 智能控制方法在电力系统自动化中的应用分析[J]. 通讯世界, 2015(20):212-213.
        [2]余天文. 电力系统自动化智能控制的方法[J]. 建材与装饰, 2018(26).00051-00052.
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