王亞平 郭萬(wàn)里

（1.河南安陽(yáng)市安鋼冷軋有限責(zé)任公司 河南安陽(yáng) 455003 2.河南安陽(yáng)市安鋼第二煉軋廠 河南安陽(yáng) 455003）

電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)探討

王亞平1郭萬(wàn)里2

（1.河南安陽(yáng)市安鋼冷軋有限責(zé)任公司 河南安陽(yáng) 455003 2.河南安陽(yáng)市安鋼第二煉軋廠 河南安陽(yáng) 455003）

市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展對(duì)電力體系自動(dòng)化提出了關(guān)鍵要求。電力系統(tǒng)牽涉多學(xué)科專業(yè)知識(shí)、分布很多區(qū)域，它關(guān)鍵是一個(gè)負(fù)責(zé)運(yùn)行和統(tǒng)一調(diào)度的相對(duì)復(fù)雜型體系，是由用戶、變電站、發(fā)電廠和輸配電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的。電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制技術(shù)對(duì)電力體系提升生產(chǎn)效率，供應(yīng)優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)的重要原因，筆者在本文中通過(guò)分析介紹電力系統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成，對(duì)電力體系自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)施了探討，旨在為中國(guó)的電力系統(tǒng)完成全面自動(dòng)化與一體化供應(yīng)科學(xué)的指導(dǎo)，為提升電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)效率做出貢獻(xiàn)。

電力系統(tǒng)；自動(dòng)化控制；智能技術(shù)

引言

電力系統(tǒng)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵的行業(yè)部門之一，關(guān)乎社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全局。進(jìn)入21世紀(jì)，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)加快了發(fā)展的速度，社會(huì)生產(chǎn)在區(qū)域與規(guī)模上都漸漸擴(kuò)大，大幅提高人們的生活水平，各行各業(yè)和居民生活對(duì)供電體系的需求也持續(xù)加多，供電體系的可靠性、安全性供電變成電力體系的重點(diǎn)，而在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制技術(shù)運(yùn)用愈來(lái)愈普遍，變成這些年來(lái)研究的熱點(diǎn)，筆者對(duì)此也實(shí)施了研究探討。

1 電力自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成

1.1 系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化

現(xiàn)在電力體系中發(fā)展最快的技術(shù)范圍之一就是電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化，它的關(guān)鍵作用構(gòu)成為：電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，其是完成調(diào)度自動(dòng)化的基礎(chǔ)與前提；電力體系經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和調(diào)度、電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)和可靠性、發(fā)電廠運(yùn)營(yíng)決策等；變電站綜合自動(dòng)化等。電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重點(diǎn)和主要，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的質(zhì)量和穩(wěn)定性有著關(guān)鍵影響。

1.2 變電站自動(dòng)化

所謂變電站，指的是把局部設(shè)備組裝好接通或切斷電壓的體系裝置。在電力體系內(nèi)，配電站就是輸電和配電的集中點(diǎn)，其能夠更好地對(duì)電力的運(yùn)輸供應(yīng)實(shí)施監(jiān)控，以有效保證全過(guò)程的可靠經(jīng)濟(jì)和高效安全，所以說(shuō)變電站自動(dòng)化技術(shù)比較關(guān)鍵。而變電站自動(dòng)化技術(shù)是以領(lǐng)先的現(xiàn)代通信技術(shù)、信息處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)并重新組合變電站的二次設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)控變電站全部設(shè)備的運(yùn)行。

1.3 配電網(wǎng)自動(dòng)化

配電自動(dòng)化是一個(gè)巨大繁雜的、綜合性非常高的系統(tǒng)性項(xiàng)目，包括電力企業(yè)中和配電系統(tǒng)相關(guān)的所有功能數(shù)據(jù)流與控制。從確保對(duì)用戶的供電質(zhì)量，提升服務(wù)水平，讓運(yùn)行費(fèi)用減少的觀點(diǎn)來(lái)看，配電自動(dòng)化是一個(gè)統(tǒng)一的整體。

2 電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制技術(shù)

2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能方案在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的創(chuàng)新進(jìn)行人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于對(duì)人們傳遞和解決信息有關(guān)特點(diǎn)的綜合模擬，由人工形式對(duì)人們最容易的神經(jīng)元實(shí)施大量仿制，并令其以必然標(biāo)準(zhǔn)的形式連接構(gòu)成。單體的人工神經(jīng)元能完成由輸入轉(zhuǎn)向輸出的非線性組建關(guān)系，而經(jīng)過(guò)相互連接，他們能組成一類繁雜的人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。這種智能方案在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的科學(xué)運(yùn)用令各種優(yōu)點(diǎn)信息完成分布存儲(chǔ)，從而具備相對(duì)強(qiáng)的綜合容錯(cuò)能力和學(xué)習(xí)能力，能合理完成對(duì)各種優(yōu)點(diǎn)知識(shí)的自動(dòng)化組織，并適應(yīng)用戶對(duì)信息解決的不一樣需求。每一個(gè)神經(jīng)元間的計(jì)算經(jīng)過(guò)在必然意義上具備獨(dú)立性，所以方便我們實(shí)施有針對(duì)性的處理，令系統(tǒng)控制實(shí)施效率切實(shí)提高。

2.2 模糊控制技術(shù)

模糊智能方案在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中合理進(jìn)行，模糊智能控制原理關(guān)鍵把經(jīng)典的集成理論實(shí)施模糊化解決，把模糊邏輯的語(yǔ)言變量和近似推理引入其中從而產(chǎn)生全體性綜合智能技術(shù)的推理系統(tǒng)。人的模糊推理能力和決策實(shí)踐中的實(shí)用性控制形式是模糊控制的模擬對(duì)象，這理論主體根據(jù)有關(guān)控制的已知規(guī)則和數(shù)據(jù)首先由模糊輸入量開展對(duì)模糊控制輸出的推導(dǎo)，關(guān)鍵由模糊化、時(shí)間模糊推理機(jī)、最后模糊判決三個(gè)子過(guò)程構(gòu)成。隨著模糊理論的持續(xù)發(fā)展和成熟完善，模糊控制中包括的優(yōu)勢(shì)性能獲得了學(xué)術(shù)界充分的肯定。

2.3 專家控制技術(shù)

專家系統(tǒng)在電力體系中的運(yùn)用區(qū)域非常廣，包含對(duì)電力體系處于警告狀態(tài)或緊急狀態(tài)的辨識(shí)，供應(yīng)緊急解決，系統(tǒng)恢復(fù)控制，特別慢的狀態(tài)轉(zhuǎn)換分析，切負(fù)荷，體系規(guī)劃，電壓無(wú)功控制，隔離故障點(diǎn)，配電系統(tǒng)自動(dòng)化，調(diào)度員培訓(xùn)，電力體系的短期負(fù)荷預(yù)報(bào)，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)安全分析，還有優(yōu)秀的人機(jī)接口等方面。盡管專家體系在電力系統(tǒng)中獲得了普遍的運(yùn)用，但依然存在必然的局限性，像很難模仿電力專家的創(chuàng)造性。

2.4 最優(yōu)化線性控制技術(shù)

最優(yōu)控制是現(xiàn)代控制理論的一個(gè)關(guān)鍵構(gòu)成部分，也是把最優(yōu)化理論用于控制問(wèn)題的一種展現(xiàn)。線性最優(yōu)控制是現(xiàn)在很多現(xiàn)代控制理論中運(yùn)用最多，最成熟的一個(gè)分支。有專家提出了運(yùn)用最優(yōu)勵(lì)磁控制方法提升遠(yuǎn)距離輸電線路輸電能力與改善動(dòng)態(tài)品質(zhì)的問(wèn)題，獲得了一連串關(guān)鍵的研究成果。

2.5 綜合智能控制技術(shù)

顧名思義，綜合智能控制技術(shù)就是說(shuō)現(xiàn)代控制技術(shù)與智能控制技術(shù)聯(lián)合起來(lái)，并在電力運(yùn)行體系中，運(yùn)用專家控制技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，并雜糅進(jìn)模糊控制技術(shù)。這種技術(shù)常常處理大型電力體系，但是幾種控制技術(shù)的一起運(yùn)用對(duì)控制模型的建設(shè)工作和控制的進(jìn)行工作帶來(lái)了非常高的難度。

3 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)

3.1 主動(dòng)的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

主動(dòng)的對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和其在電力體系自動(dòng)監(jiān)視和控制中的應(yīng)用。新一代的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化體系要全面地使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，支持面向?qū)ο蟮囊?guī)范。主動(dòng)的對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)和普通的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)比較，關(guān)鍵的優(yōu)點(diǎn)在于主動(dòng)功能和對(duì)對(duì)象技術(shù)的支持。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)要完成數(shù)據(jù)的判斷和數(shù)據(jù)的分析都是由外來(lái)流程實(shí)現(xiàn)的。而在主動(dòng)的對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)中，運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)的觸發(fā)子能夠完成體系的監(jiān)視功能，運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)象的函數(shù)能夠完成體系的控制作用。因?yàn)橐胗|發(fā)機(jī)制和對(duì)象技術(shù)，這就能夠在數(shù)據(jù)庫(kù)中完成自動(dòng)監(jiān)控，在節(jié)約數(shù)據(jù)讀出與寫入時(shí)間的同時(shí)，又充足地運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)的管理作用，提升數(shù)據(jù)可靠性，維護(hù)數(shù)據(jù)的相同性，方便數(shù)據(jù)的共享等。隨著數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展，還有對(duì)監(jiān)控體系中觸發(fā)子與對(duì)象的函數(shù)功能的進(jìn)一步研究，有望完成電力體系自動(dòng)監(jiān)視和控制的更加繁雜的功能。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線是經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)實(shí)測(cè)量與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制中間的數(shù)據(jù)信息輸送為主控制體系，現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)是運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)配備的自動(dòng)化智能儀表、現(xiàn)代化設(shè)備與控制中心的設(shè)備的連接來(lái)完成信息一體化、全方位、標(biāo)準(zhǔn)、合理的通訊和控制。這技術(shù)要求現(xiàn)場(chǎng)儀表、設(shè)備等的連接與數(shù)據(jù)通信都要依照合理的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)與協(xié)議，從而來(lái)完成自動(dòng)化的電力體系的建立。運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)建設(shè)起來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)總線體系可以完成現(xiàn)場(chǎng)各生產(chǎn)設(shè)備之間、和控制系統(tǒng)中間的多方向、多結(jié)點(diǎn)的數(shù)字通信，因此現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可以普遍的運(yùn)用在中國(guó)的電力體系自動(dòng)化控制實(shí)踐中。目前運(yùn)用最為普遍、最為顯著的效果就是FCS系統(tǒng)，這系統(tǒng)比以前運(yùn)用的體系在性能上更加優(yōu)化、穩(wěn)定、安全與靈活，特別在出現(xiàn)故障時(shí)，這系統(tǒng)可以經(jīng)過(guò)上位機(jī)正確定位引發(fā)故障的程序，還可以依據(jù)發(fā)生的詳細(xì)問(wèn)題擬定出及時(shí)有效的策略，讓體系最快的復(fù)原正常運(yùn)營(yíng)。

4 結(jié)論

電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展讓一個(gè)具備歷史性特征的經(jīng)過(guò)，是和時(shí)代的先進(jìn)技術(shù)密不可分的，因?yàn)橛嘘P(guān)范圍技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，新技術(shù)的持續(xù)涌現(xiàn)與完善，讓電力自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度愈來(lái)愈快，各類原來(lái)看似不相關(guān)聯(lián)的技術(shù)會(huì)一步一步彼此滲透，國(guó)際化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化愈來(lái)愈變成技術(shù)發(fā)展的共識(shí)，最后完成電力高度集成化、高度職能化與高度自動(dòng)化，只有這樣才可以確保電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的早日全面完成。

[1]李妍.淺論電力系統(tǒng)自動(dòng)化中智能技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息，2010（08）.

[2]董群山.淺談自動(dòng)化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用[J].東方企業(yè)文化，2011（12）.

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2016-2-14