电力系统自动化与智能技术

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  [摘要]:电力系统具有时变性、强非线性和参数不确切性的特点,随着计算机技术逐渐应用到电力系统中,电力系统的相关功能进一步提高。目前,通信技术、信息技术和电脑技术已经被融合在了电力系统中,它们共同对电力系统的发展起到了促进作用。电力系统的应用非常广泛且其很多的器件都有复杂的物理性质,随着电网的规模越来越大,这些现状使得人们对电力系统进行有效控制变得越来越困难。然而自动化技术和智能技术的应用能够很好的解决这些问题,使得人们能够很好的对电力系统进行有效的控制。
  [关键词]:电力系统 自动化 智能技术
  中图分类号:TM711 文献标识码:TM 文章编号:1009-914X(2013)01- 0036-01
  一、自动化与智能技术概述
  电力系统的自动化技术是指采用各种具有自动检测和控制功能的装置对电能的生产和传输过程中实现自动调度、自动化和自动化管理,自动化技术的使用能够对电力系统进行就地或者远程自动监视、调节和控制来保障电力系统正常、安全及稳定的运行和满足要求的电能质量。自动化技术在电力系统中具有很大的作用,它主要包括变电站自动化、电网调度自动化、配电网自动化、变电站综合自动化。电力系统自动化的主要目标是保证电力系统安全稳定运行,保证供电的电能质量,以提高管理效率和经济效益。
  智能技术也叫做智能计算机技术,它包括模糊控制、线性最优控制、专家系统控制、综合智能控制和神经网络控制等控制手段,这些技术在电力系统的应用开拓了智能技术的新道路。智能技术能够对产品问题实时求解,能够解决传统控制方法无法解决的控制问题。智能技术是指能够感知周围的环境并从中得到需要的信息,通过运用这些感知信息提升其控制能力,降低控制的不确定性的智能控制方法。这些控制方法具有较强的组织和适应功能,能够根据对周围环境的判断获取和应用相应知识,其具有实时性、多样性和适应性的特征。
  二、自动化技术在电力系统的应用
  1.变电站自动化
  变电站自动化技术在我国经过许多年的快速发展已经达到一定的水平,它降低了变电站建设的成本,增强了输配电与电网调度的可能性。目前,由于其具有自动化程度高和运行状态稳定的优点,已经被广泛应用于各级变电站,这种技术的应用,取代了人工监视和电话人工操作,大大的提高了工作效率和安全运行水平,它是现代电力生产中必不可少的一项技术。
  2.电网调度自动化
  电网调度自动化的主要部分包括以计算机为核心的控制系统和供实时计算、分析的软件系统,这种技术的主要功能是在电力生产过程中,通过对电网系统状态和安全进行监控和分析,自动调度并适应电力市场运营的需求。在变电站和发电厂收集信息的部分叫做远动端,实施调度的部分叫做调度端。
  3.变电站综合自动化
  变电站综合自动化利用计算机相关技术、信号处理技术和现代电子技术,将变电站的设备进行功能组合和优化设计,进而完成对变电站相关设备和主要线路的监视、自动控制和测量等综合性的自动化功能。它将变电站的所有二次回路功能综合到了一起,对变电站进行全方位的监视和操作。变电站综合自动化具有易于操作和维护调试的特点,其保护性能得到了大幅度改善,可以取代传统的有人值守模式,实现远方监控。
  4.配电网自动化
  在配电网自动化中,配电变电站和配电线路组成了配电网,配电网具有点多、面广、分散的特点。配电自动化包括变电所综合自动化、馈线自动化和用户管理自动化等三方面的内容。这种技术主要是监视配网运行的情况以便优化配网运行方式,当配网出现故障而异常运行时,它能够迅速找出故障并进行相关处理。此外,它还可以根据配电的电压合理的控制无功负荷和电压水平,以便改善供电质量。
  三、智能技术在电力系统的应用
  1.模糊控制
  模糊控制是从行为上模拟人的模糊决策和推理并且根据得到的结论进行有效控制的一种技术手段。模糊控制的基本实施过程主要包括模糊化控制、模糊化分析以及模糊化决策,它能够有效的引导相关的控制制度的模糊输入量和一些已存的数据,从而达到模糊控制实现其有效输出的目的。模糊控制技术与传统的控制技术相比应用范围非常广泛,但是其在提高模糊控制的控制品质方面的功能还不完善。
  2.线性最优控制
  在现代控制的各种控制技术中,线性最优控制占有非常重要的地位,它是诸多控制技术中应用的最多、最为成熟的一种控制技术。线性最优控制将最优化理论应用于控制问题中,在最优励磁控制、最优时间控制方面已经取得了很大的成就。但是,目前的线性最优控制是以局部线性化模型为基础的,所以当电力系统处于强非线性控制时,这种控制方法的控制效果可能会有所降低。
  3.专家系统控制
  专家系统控制是一种基于知识的系统控制,通过激励相应的基本控制器来实现相应的控制规律,以智能的方式使得受控系统尽可能的优化和实用,并且经过各种推理达到相应的任务目标,主要被用来智能协调、决策以及组织。这种控制方法是一种智能程序,里面包含大量的专业知识。其应用范围相当广泛,包括系统恢复控制、电压无功控制、系统规划、电力系统的短期负荷预报、电力系统处于紧急状态的辨识等方面。但是,这种控制方法存在难以模仿电力专家的创造性,并且只是对浅层知识的应用,不能适应复杂的模拟的缺点。
  4.神经网络控制
  在神经网络控制中,众多的单一神经元进行数列组合而形成一个整体,这个整体便是神经网络,它是一种介于符合推理和数值计算之间被用作智能控制的数学工具。神经网络控制方法具有复杂的学习能力和非线性映射,这也为解决复杂的非线性系统控制问题提供了有效的途径。目前,神经网络理论已经被应用于神经网络学习算法的研究、神经网络模型及结构的研究、神经网络的硬件实现问题的研究等方面。
  5.综合智能控制
  综合智能控制结合了智能控制和现代控制方法,它不仅能够结合多项智能技术,还可以结合自动化控制和传统的自适应控制,这些结合应用于电力系统中,其作用是巨大的。已经比较常见的结合包括神经网络控制与专家系统控制的结合、模糊控制和神经网络控制的结合等。这些结合的好处是可以综合多个控制技术的优点,各取优势,以便更好的应用于电力系统中。
  四、自动化与智能技术发展趋势
  当今自动化的发展趋势是由单个元件向部分区域和全系统发展,由单一功能向多功能、一体化发展,在控制策略上日益向智能化、区域化、最优化和适应化发展。随着当今社会计算机技术的发展,智能化已经成为现今社会的主流,电力系统也不例外。虽然众多的智能技术已经应用到电力系统中,在未来的发展中,依托计算机软硬件发展的更多的智能技术将被应用于电力系统中。另外,自动化技术和智能技术在电网系统中的结合将会更加的紧密。
  五、结束语
  现代社会的快速发展要求电能的供应更加的安全、可靠、优质和经济,随着电力系统越来越复杂,相应的电力系统也需要更高标准的自动化和智能化。總之,在电力系统中大力发展自动化技术和智能技术将会使我国的电力系统得到更高层次的发展。同时,随着我国自动化技术和智能技术的不断深入研究已经这两项技术的更加成熟,他们的相互促进、相互影响也越加的明显。因此,合理的运用智能技术和自动化技术对我国电力系统进行操作,符合当前我国社会发展对电能质量高要求的现状,它能够促进我国电力系统更好更快的发展。
  参考文献:
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