摘要：本文對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的重要作用和重要組成部分進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，結(jié)合當(dāng)今電力系統(tǒng)自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，闡述了幾種典型的智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)自動(dòng)化,智能技術(shù),運(yùn)用

　　前言

　　電力系統(tǒng)自動(dòng)化的領(lǐng)域包括生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)節(jié)和控制，系統(tǒng)和元件的自動(dòng)安全保護(hù)，網(wǎng)絡(luò)信息的自動(dòng)傳輸，系統(tǒng)生產(chǎn)的自動(dòng)調(diào)度，以及企業(yè)的自動(dòng)化經(jīng)濟(jì)管理等。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要目標(biāo)是保證供電的電能質(zhì)量(頻率和電壓)、系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠，提高經(jīng)濟(jì)效益和管理效能。

　　1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化

　　1.1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要作用

　　電力系統(tǒng)自動(dòng)化是保證電力系統(tǒng)既穩(wěn)定又安全運(yùn)行的前提，如果沒(méi)有電力系統(tǒng)自動(dòng)化，現(xiàn)代電力系統(tǒng)根本無(wú)法正常運(yùn)行，由此看來(lái)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化具有非常重要的作用。

　　(1)保證優(yōu)質(zhì)電能的供應(yīng)

　　電能質(zhì)量問(wèn)題包括很多內(nèi)容，例如：電壓工作不正常、電流偏差、用電設(shè)備被損壞等，如果缺少了電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備將很難發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題，在尋故障時(shí)需要花費(fèi)很多的時(shí)間，既耗時(shí)又費(fèi)力，電力系統(tǒng)自動(dòng)化裝置可以很快發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且及時(shí)處理問(wèn)題，從根本上提高供電效率和質(zhì)量，保證優(yōu)質(zhì)電能輸送給各個(gè)用電戶。

　　(2)保證電力系統(tǒng)的設(shè)備穩(wěn)定、安全運(yùn)行

　　有了電力系統(tǒng)的自動(dòng)化裝置，才能保證輸變電設(shè)備正常運(yùn)行，迅速找到故障，及時(shí)加以恢復(fù)，這樣才能保證整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。

　　(3)保證經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

　　經(jīng)濟(jì)優(yōu)化，降低網(wǎng)損，必須要在電力系統(tǒng)中加入自動(dòng)化裝置。隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)主要應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制、通信和電子設(shè)備。電力系統(tǒng)不僅需要處理的信息量較大，而且影響因素也越來(lái)越多，直接觀察的范圍比較廣泛，閉環(huán)控制內(nèi)容也較豐富。所以，電力系統(tǒng)自動(dòng)化保證經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，而且還減少了電網(wǎng)損壞費(fèi)用的支出。

　　1.2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化重要組成部分

　　(1)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

　　電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的一個(gè)必要前提，缺少了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化電力系統(tǒng)就不能正常運(yùn)行。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化管理過(guò)程中，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主要對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中的數(shù)據(jù)加以采集，來(lái)判斷電網(wǎng)運(yùn)行是否安全，評(píng)估整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，得出結(jié)果后對(duì)電力系統(tǒng)加以適當(dāng)?shù)恼{(diào)控。

　　電力系統(tǒng)中電網(wǎng)調(diào)控的規(guī)模和設(shè)備大不一樣，最大的區(qū)別在于電網(wǎng)調(diào)控的范圍和功能。一般情況下，地區(qū)電網(wǎng)不會(huì)控制發(fā)電廠，所以，地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度的規(guī)模要比國(guó)家電網(wǎng)的規(guī)模要小。縣級(jí)電網(wǎng)的調(diào)度的范圍就更小了，可以對(duì)自動(dòng)化的投入要減少些，工作站通常選用商用電腦就可以完成。

　　(2)變電站自動(dòng)化

　　變電站和輸電線是溝通發(fā)電廠和電力終端的橋梁。變電站自動(dòng)化管理系統(tǒng)可以大大減少人力勞動(dòng)資源，更有利于提高工作的效率。為了保證變電站自動(dòng)化在無(wú)人的情況下也能安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，需要有計(jì)算機(jī)裝置代替已有的傳統(tǒng)設(shè)備，信號(hào)電纜可以由網(wǎng)絡(luò)電纜和光線來(lái)代替。把電力系統(tǒng)的一次設(shè)備和二次設(shè)備的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化集中加以管理，監(jiān)控設(shè)備代替勞動(dòng)者的監(jiān)督工作，而且將所監(jiān)控到的情況直接反映到計(jì)算機(jī)上，盡管我們不在也能將現(xiàn)場(chǎng)的情況看很清楚。由此看來(lái)，變電站自動(dòng)化也是電力系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

　　(3)分散控制系統(tǒng)

　　分散控制系統(tǒng)是DCS的英文縮寫(xiě)。分散控制系統(tǒng)主要有四部分組成，包括PCU、OS、ES、以太網(wǎng)。分散控制系統(tǒng)由PCU在發(fā)電系統(tǒng)中接受各種信號(hào)，并且加以處理得到參數(shù)數(shù)據(jù)，得到的數(shù)據(jù)又傳送給OS和ES，OS和ES進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，診斷出系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，之后又傳給PUC一個(gè)指令，在接到指令后的PUC通過(guò)信號(hào)傳輸給現(xiàn)場(chǎng)的電力系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)控。

　　2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化和智能技術(shù)的相結(jié)合運(yùn)用

　　智能技術(shù)是具備學(xué)習(xí)、適應(yīng)及組織功能的行為，能夠?qū)Ξa(chǎn)品問(wèn)題進(jìn)行合適求解，解決傳統(tǒng)魯棒性控制和自適應(yīng)控制無(wú)法解決出令人滿意結(jié)果的，非線性、時(shí)變性和不確定性的控制問(wèn)題。目前，智能技術(shù)尚處于發(fā)展階段，但它已受到人們的普遍重視，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域中，并取得了一定的實(shí)效。智能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的有效應(yīng)用，不僅協(xié)調(diào)了電力系統(tǒng)發(fā)展的不成熟性和該系統(tǒng)本身的不穩(wěn)定性，還滿足了公眾對(duì)于相對(duì)廉價(jià)、便利的電力網(wǎng)絡(luò)的需求。

　　2.1 模糊控制在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

　　模糊理論是模糊化經(jīng)典集合理論，將語(yǔ)言變量和近似推理的模糊邏輯引入進(jìn)來(lái)，是一種包含一套完備的推理體系的智能技術(shù)。這種智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中非常實(shí)用，它能夠?qū)θ说哪：�推理和決策過(guò)程進(jìn)行有效的模擬。通過(guò)已經(jīng)存在的控制規(guī)則和數(shù)據(jù)，模糊理論可以對(duì)模糊輸入量進(jìn)行推導(dǎo)，得到模糊控制輸出，輸出結(jié)果的組成部分是：模糊化、模糊推理與模糊判決。模糊理論在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，這種智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)為：對(duì)于那些具有不確定性、不精確性的問(wèn)題能夠進(jìn)行有效的處理，也能夠處理由于噪聲而造成的問(wèn)題;專家的經(jīng)驗(yàn)通過(guò)模糊知識(shí)的語(yǔ)言變量進(jìn)行表達(dá)，與人的表達(dá)方式更接近，知識(shí)的抽取和表達(dá)更加容易完成;提高了自學(xué)習(xí)能力和容錯(cuò)能力，如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題或者改變了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D和環(huán)境變量的設(shè)置等，那么通過(guò)模糊理論的應(yīng)用，能夠進(jìn)行及時(shí)應(yīng)對(duì)并且給出完全正確的解決方法。

　　2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

　　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)具有與電力系統(tǒng)自動(dòng)化相適應(yīng)的性質(zhì)“非線性特性”，同時(shí)，其還具有自我學(xué)習(xí)與自我組織的能力，以及具有強(qiáng)壯的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和處理的能力。因此，大量的、簡(jiǎn)單的神經(jīng)元構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，有了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用一定的學(xué)習(xí)算法，將隱藏在其連接權(quán)值上的大量信息進(jìn)行了調(diào)節(jié)權(quán)值，從而實(shí)現(xiàn)了非線性的復(fù)雜映射，從m維空間到n維空間。這個(gè)概念

　　被應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如：自動(dòng)控制領(lǐng)域;處理組合優(yōu)化問(wèn)題;模式識(shí)別;圖像處理：傳感信號(hào)處理和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)適用于電力系統(tǒng)自動(dòng)化，具有廣泛性和通用性。

　　2.3 專家系統(tǒng)控制在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

　　專家系統(tǒng)控制能及時(shí)處理和辨識(shí)發(fā)生故障的電力系統(tǒng)，最大限度地降低網(wǎng)絡(luò)阻滯或延遲給人們帶來(lái)的危險(xiǎn)和不便。專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍很廣，包括對(duì)電力系統(tǒng)處于警告狀態(tài)或緊急狀態(tài)的辨識(shí)，提供緊急處理，系統(tǒng)恢復(fù)控制，非常慢的狀態(tài)轉(zhuǎn)換分析，切負(fù)荷，系統(tǒng)規(guī)劃，電壓無(wú)功控制，故障點(diǎn)的隔離，配電系統(tǒng)自動(dòng)化，調(diào)度員培訓(xùn)，電力系統(tǒng)的短期負(fù)荷預(yù)報(bào)，靜態(tài)與動(dòng)態(tài)安全分析，以及先進(jìn)的人機(jī)接口等方面。但在開(kāi)發(fā)專家系統(tǒng)方面應(yīng)注意專家系統(tǒng)的代價(jià)/效益分析方法問(wèn)題，專家系統(tǒng)軟件的有效性和試驗(yàn)問(wèn)題、知識(shí)獲取問(wèn)題、專家系統(tǒng)與其他常規(guī)計(jì)算工具相結(jié)合等問(wèn)題。

　　2.4 綜合智能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

　　綜合智能系統(tǒng)根據(jù)模糊控制結(jié)構(gòu)有效、合理地將這些控制方法結(jié)合起來(lái)，以完善電力系統(tǒng)自動(dòng)化，使其能夠具備穩(wěn)定性、協(xié)調(diào)性和簡(jiǎn)易性。由于智能控制方法之間的交叉結(jié)合，一般人們會(huì)將其進(jìn)行如下組合進(jìn)行分析，例如：神經(jīng)系統(tǒng)與專家系統(tǒng)的結(jié)合;專家系統(tǒng)和模糊控制的結(jié)合;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制的結(jié)合;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制與自適應(yīng)控制的結(jié)合等方面。

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　電力系統(tǒng)自動(dòng)化不僅促進(jìn)著科技的發(fā)展，推動(dòng)著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，同時(shí)它的發(fā)展前景也十分樂(lè)觀，而智能技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)自動(dòng)化中，進(jìn)一步完善和發(fā)展了電力系統(tǒng)自動(dòng)化。

　　本文選自《科技進(jìn)步與對(duì)策》。  《科技進(jìn)步與對(duì)策》創(chuàng)刊于1984年，是由中國(guó)管理科學(xué)學(xué)會(huì)、湖北省科技廳主管，湖北省科技信息研究院主辦的學(xué)術(shù)類期刊。國(guó)內(nèi)刊號(hào)cn：42-1224/G3；國(guó)際刊號(hào)ISSN：1001-7348，郵發(fā)代號(hào)：38-118。