劉希村

（青島港灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266404）

電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的應(yīng)用研究

Application of power system automation control technology

劉希村

（青島港灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266404）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，千家萬戶的生活中融入了電力系統(tǒng)，電力成為人類生活中必不可少的資源之一。電力需求的迅速增長要求電力系統(tǒng)的必須加快建設(shè)。目前，改革建設(shè)電力工程的重要手段是電力系統(tǒng)自動化技術(shù)。本文簡要闡述了電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的主要內(nèi)容，描述了在電力系統(tǒng)中自動化控制的各項技術(shù)，展望自動化控制技術(shù)應(yīng)用的廣闊方向。

電力系統(tǒng)；自動化；控制技術(shù)；應(yīng)用

由于我國地理獨(dú)特性和電網(wǎng)分布的廣泛性，單一的人工管理形式加重了管理人員的工作負(fù)擔(dān)，同時，使管理具有一定的主觀性、片面性和滯后性。目前已無法滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的各項需求。目前，在科學(xué)技術(shù)日益進(jìn)步的今天，引進(jìn)自動化控制技術(shù)已成為大勢所趨［1］。電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)在提高電網(wǎng)運(yùn)作效率的同時，大大減少了人力資本的投入?？梢姡詣踊刂萍夹g(shù)在電力系統(tǒng)的建設(shè)中將起到舉足輕重的影響。

1 電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)概述

20世紀(jì)中葉，電力自動化控制技術(shù)逐漸興起，電力系統(tǒng)自動化隨著科技的進(jìn)步而蓬勃發(fā)展。信息技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)成為電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的助推力。電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)主要由以下幾點(diǎn)構(gòu)成。

1.1 電網(wǎng)調(diào)度自動化

電力系統(tǒng)自動化控制的基石是電網(wǎng)調(diào)度自動化。目前，我國的電網(wǎng)調(diào)度自動化共分成五個不同級別的標(biāo)準(zhǔn)，分別是：地區(qū)和縣鎮(zhèn)電網(wǎng)調(diào)度、省級電網(wǎng)調(diào)度、區(qū)域電網(wǎng)調(diào)度、國家電網(wǎng)總調(diào)度［2］。在電力調(diào)度運(yùn)行過程中，智能技術(shù)檢測電網(wǎng)負(fù)荷，評估系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，分析采集調(diào)度數(shù)據(jù)，實(shí)時診斷電網(wǎng)故障，從而保證用電需求以及電網(wǎng)正常運(yùn)行。電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的基本指標(biāo)是通過遠(yuǎn)動系統(tǒng)月運(yùn)行時間/（遠(yuǎn)動系統(tǒng)月運(yùn)行時間+月停運(yùn)時間）= 遠(yuǎn)動系統(tǒng)月平均運(yùn)行率進(jìn)行計算的。通過對平均運(yùn)行率進(jìn)行計算，可以直觀的觀察出電網(wǎng)的運(yùn)行頻率。

1.2 配電網(wǎng)系統(tǒng)自動化

電網(wǎng)通過智能技術(shù)改造升級，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)絡(luò)化和智能化，配電系統(tǒng)大致分為三個級別，光線終端、配電子站、配電主站。配電網(wǎng)系統(tǒng)的自動化既實(shí)現(xiàn)共享信息資源，又可以保證高效自動化的運(yùn)行配電系統(tǒng)。

1.3 變電系統(tǒng)自動化

電力系統(tǒng)通過變電站和輸電線路將電能供給于用戶。變電站以往的運(yùn)行中，聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的唯一途徑是人工監(jiān)視，這種操作，工作效率低下，不能有效監(jiān)控和及時準(zhǔn)確的反饋信息。智能化技術(shù)提高了監(jiān)控的準(zhǔn)確度，提高了工作效率，及時發(fā)現(xiàn)排除變電站運(yùn)行故障。電力發(fā)展的未來趨勢是電力系統(tǒng)自動化控制，自動化控制技術(shù)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)中不可或缺的組成元素。

2 電力系統(tǒng)自動化控制的發(fā)展

資源能源的消耗伴隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展不斷增加，隨之增加的還有供電企業(yè)的壓力。供電要求的日益增大和電力需求的不斷變化使得人工控制難度越來越大，能源的浪費(fèi)越來越嚴(yán)重，自動化控制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

從生產(chǎn)自動化到供電網(wǎng)絡(luò)自動化進(jìn)而發(fā)展到行業(yè)全面自動化，從而穩(wěn)步提高電力行業(yè)工作效率［3］。電力系統(tǒng)自動化控制的發(fā)展，不斷增大了智能軟件技術(shù)需求與計算機(jī)技術(shù)需求，逐漸朝向智能化方向邁進(jìn)。電力企業(yè)必須加強(qiáng)應(yīng)用電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)，推動電力系統(tǒng)自動化控制的發(fā)展步伐。

3 電力系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)的應(yīng)用

電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率通過自動化控制技術(shù)得到有效提高，同時在控制和管理電力系統(tǒng)中也發(fā)揮了巨大的作用。

3.1 模糊控制技術(shù)應(yīng)用

目前，在電力系統(tǒng)中普遍應(yīng)用的技術(shù)是模糊控制技術(shù)。模糊方法因其使用方便受到廣泛的認(rèn)可。模糊模型具有簡單的建立步驟，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。模糊控制方法可以控制電力系統(tǒng)中的所有設(shè)備。建立模糊控制器后，對設(shè)備進(jìn)行模糊控制，可以使設(shè)備的運(yùn)行效率得到有效提高，有助于電能消耗的降低［4］，設(shè)備損耗的減少，進(jìn)而使電力系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定，大大提高了電力企業(yè)收益。

3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)應(yīng)用

20世紀(jì)40年代出現(xiàn)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，分析其發(fā)展，使得在電力系統(tǒng)自動化控制中一定程度的應(yīng)用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的思考模式是非線性的，具有智能性。通過模擬神經(jīng)系統(tǒng)控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，智能化的控制非線性情況，非常實(shí)用于電力系統(tǒng)的日常運(yùn)行。與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合理搭配，大大提高了電力系統(tǒng)的自動化控制水平。

3.3 專家系統(tǒng)控制技術(shù)應(yīng)用

電力系統(tǒng)中，專家系統(tǒng)控制應(yīng)用范圍廣泛，如：警告狀態(tài)的緊急處理，系統(tǒng)恢復(fù)控制，調(diào)度員培訓(xùn)，動態(tài)靜態(tài)安全分析等方面。

3.4 線性最優(yōu)控制技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)代控制理論中，最成熟也是應(yīng)用最多的一個分支是線性最優(yōu)控制。制動電阻的水輪發(fā)電機(jī)在最有時間控制方面成功的應(yīng)用了最優(yōu)控制理論。在電力生產(chǎn)中，電力系統(tǒng)線性最強(qiáng)控制器已廣泛應(yīng)用，并且發(fā)揮著主導(dǎo)作用。

3.5 綜合智能應(yīng)用

綜合智能控制既結(jié)合了現(xiàn)代控制方法和智能控制，例如：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變結(jié)構(gòu)控制，模糊變結(jié)構(gòu)控制等，還交叉結(jié)合各種智能控制方法。綜合智能控制對于復(fù)雜的電力大系統(tǒng)來講具有更大的應(yīng)用潛力。處理非結(jié)構(gòu)化信息使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；處理結(jié)構(gòu)化的知識，則模糊系統(tǒng)更為有效。因此，良好的技術(shù)基礎(chǔ)是結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要在低層的計算方法上應(yīng)用，模糊邏輯則是高層次推理，適用于不確定性的非統(tǒng)計性問題。兩種技術(shù)互為補(bǔ)充。來自感知器的大量數(shù)據(jù)通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安排和解釋，而潛力的挖掘和應(yīng)用則通過模糊邏輯進(jìn)行。二者結(jié)合，意義更為深遠(yuǎn)。

4 結(jié)束語

綜上所述，電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的廣泛使用，不僅能夠優(yōu)化我國電力管理體系，同時還能方便人們的日常生活。電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的應(yīng)用直接關(guān)系到我國的國家民生，影響人們的日常生產(chǎn)生產(chǎn)和生活。提高電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)水平，不但可以提高電力系統(tǒng)的輸電效率，還可以安全可靠的完成電力的輸送。隨著不斷擴(kuò)大電力城網(wǎng)與農(nóng)網(wǎng)的改造進(jìn)程，對自動化進(jìn)程的諸多內(nèi)容提出了更高的要求。電力系統(tǒng)真正自動化的實(shí)現(xiàn)，必須充分結(jié)合傳統(tǒng)理念與現(xiàn)代通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)，充分融合各種自動化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效能的電網(wǎng)發(fā)展?？傊?，我國電力系統(tǒng)自動化的建設(shè)任重而道遠(yuǎn)，還要很多的地方需要我們不斷完善、與時俱進(jìn)、開拓創(chuàng)新、不斷借鑒，在實(shí)踐的基礎(chǔ)上創(chuàng)新，在創(chuàng)新的基礎(chǔ)上時間，從而將電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)廣泛運(yùn)用到我國電力系統(tǒng)的建設(shè)工作中企業(yè)，只有這樣才能促進(jìn)我國電力事業(yè)又好又快發(fā)展。由此可見，提高電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)對我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和以及電力事業(yè)的發(fā)展具有十分深遠(yuǎn)的影響。

［1]李小燕， 跖拓. 電力系統(tǒng)自動化控制中的智能技術(shù)應(yīng)用研究［J］.華章，2013，06（02）：112～114.

［2]周絢華.分析計算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用［J］.大科技，2012，07（09）：42～43.

［3]董德坤，商濤. 淺析電力系統(tǒng)自動化中智能技術(shù)的應(yīng)用［J］.黑龍江科技信息，2013，03（12）：120～121.

［4]馬月姣，劉念，等. 國內(nèi)外電站運(yùn)行管理的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展［J］. 云南電力技術(shù)，2014，09（03）：67～69.

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10.13520/j.cnki.rpte.2016.04.004

劉希村（1981-），男，學(xué)士學(xué)位，講師，研究方向為電氣工程自動化專業(yè)。

2016-01-05