刍议电力系统自动化中智能控制的应用

冯志昕

摘 要：在电力系统自动化中，应用智能控制不仅能够提升电力系统的自动化水平，还能提高供电的安全性和可靠性。简单介绍了智能控制技术，并阐述其在电力系统自动化中的具体应用，供有关人员参考。

关键词：电力系统；自动化；智能控制技术；供电

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）21-0144-02

随着电力事业的发展，电力行业之间的竞争逐渐加强，为了提高电力企业的核心竞争力，不仅需要加强对企业的管理，还需要通过有效的控制技术提高电力系统运行的安全性和可靠性。智能控制在电力系统自动化中的应用能够有效提升系统的安全性。在我国电力事业快速发展的今天，智能控制技术有广阔的发展前景。

1 智能控制技术概述

智能控制技术主要是基于人工智能技术和自动化控制技术发展而来的，它属于一门新兴的交叉学科。智能控制技术能够感知系统环境，获取相关的信息，通过信息分析感知系统中的不确定因素，并加以控制，提升系统的控制能力。

智能控制在电力系统自动化中的应用主要体现在以下几个方面，包括模糊控制方法、人工神经网络、专家系统和遗传算法。

模糊控制方法：模糊控制主要是通过系统的具体行为，利用模拟人的模糊推理和决策过程得到相关数据，并通过数据分析进行相应的控制。

人工神经网络：按照一定的方式将若干个简单神经元连接在一起，形成一个系统、并行、分布式的信息结构网络，从而进行电力系统状态监控。

专家系统：从实质上讲，专家系统属于智能化程序，主要是将大量的专业知识和控制程序编写到系统中，实现对电力系统的智能化控制。

遗传算法：遗传算法是将电力系统中所有数据中的每个个体作为编码对象实施编码，并将编码数据按照随机方式编投到参数空间中实施高效搜索。

实践证明，智能控制具有较强的适应能力、组织能力和学习功能，能够通过不同的方法对系统环境作出判断，并自主获取相应的知识，突破了传统控制方法对模型的依赖，提高了对电力系统控制的多元性和实时性等。

2 智能控制技术的应用

在电力系统自动化中，智能控制技术主要体现在对模糊控制方法、人工神经网络、遗传算法和专家系统等的应用上，具体应用有以下几方面。

2.1 模糊控制方法

模糊理论就是将经典理论模糊化，将通过模糊推理得出的结果变量引入模糊逻辑中，形成一个完整的推理体系。模糊推理的过程实际上是一种实用的控制方法，根据已知的数据和控制规则，通过模糊变量进行推导，得出主要的模糊控制输出，主要包括模糊判决、模糊推理和模糊化三部分。随着时间的推移，模糊理论被不断地完善，模糊控制方法也被广泛应用，并取得了一定的成绩，具体体现在以下三方面：①该方法适用于处理不确定的、不精确的和噪声带来的相关问题；②模糊知识是使用语言变量来表述专家的经验，更接近人的表达方式，易于实现对知识的抽取和表达；③该方法具有较强的鲁棒性，被控对象参数的变化对模糊控制的影响不明显等。近年来，模糊控制方法在电力系统中的应用越来越广泛，并且随着科技水平的发展，获得了越来越多的研究成果，这也间接说明了模糊控制在电力系统中具有广阔的应用前景。

电力系统传统的控制方法为模型控制，一般的线性模型相对简单，但是，在电力系统控制中，多应用非线性模型系统，这不仅增加了控制难度，控制效果也差强人意。加入了模糊理论、建立模糊关系模型后，可以有效地模拟非线性过程，并描述了系统输出、输入量关系，克服了传统模型的不足。

2.2 人工神经网络

人工神经网络主要是通过对人类思维、推理过程的模拟，建立多个简单的神经元，并利用一定的方式进行连接，形成完整的神经网络结构。由于单个神经元在输入与输出之间存在非线性关系，所以，人工神经网络间也具备非线性特点，并且相对复杂。在电力系统自动化中应用人工神经网络具有以下优势：①人工神经网络具有较强的学习能力，能够自我组织相关知识适应不同的信息处理要求；②采用分布储存的方式存储信息，其容错能力强；③人工神经网络中的各个神经元相对独立，能够独立处理数据信息，具有较高的处理速度。

现阶段，人工神经网络在具体应用过程中还存在一些问题，例如学习算法的速度慢，需要花费较长的时间训练；在数据信息收敛方面有一定的局限性。可以说，将人工神经网络应用于我国电力系统自动化中目前还处于初级阶段，需要加强科研力度，提高算法速度和效率，使其在电力系统智能控制中发挥更大的优势。

2.3 专家系统

相对上述两种智能控制方法来说，专家系统发展较早，现在已经发展为一项较为成熟的控制技术。专家系统主要是由推理结构和知识库构成，主要的控制方法是根据某一领域专家提供的知识进行特定推理，并模拟人类专家进行相关分析，最终根据分析结果作出相应的决策。现阶段，在电力系统自动化中，电力调度和运行控制主要调度人员利用自动化技术完成的，传统的数值分析缺乏推理性，并且在知识积累上存在一定的欠缺。另外，电力系统本身的复杂性也决定了建立数学模型和获取状态量的难度。应用专家系统能够很好地解决上述问题。

专家系统在电力系统自动化中的应用已经初见成效，但同时也存在一些问题需要解决：①专家系统在运行过程中，其推理速度会受到系统规模和规则的限制，同时，只能在离线或在线时解决系统问题，无法实现实时控制；②建立专家系统需要花费大量的时间，并且知识库建立工程量大，增加了系统维护的难度；③在应对新问题方面，专家系统的相关能力还有待加强，并且其容错能力比较弱。当设备改动或发生故障后，很容易出现错误码。以上问题需要相关领域的专家共同努力。解决这些问题，将为电力系统智能控制贡献力量。

3 结束语

随着科学技术的发展，越来越多的科学技术被应用于电力系统中，并取得了显著的成效。智能控制技术在电力系统自动化的应用主要体现在模糊控制、人工神经网络、专家系统和遗传算法等方法上，但是，目前在具体应用中还存在一定的问题，需要将各种方法有效结合，实现方法互补，形成一套有效的智能控制体系，为电力系统智能化发展打下坚实的基础。

参考文献

[1]张程杰.探讨智能控制方法在电力系统自动化中的应用[J].自动化技术，2012，14（7）：56-57.

[2]莫冬翔.探讨智能控制在电力系统自动化的应用[J].创新技术与应用，2013，31（6）：124-125.

[3]刘小凡.浅谈智能控制技术在电力系统自动化中的运用[J].科技创新与应用，2013，17（2）：107-108.

[4]武景振.关于电力系统自动化中智能控制技术的应用[J].科技专栏，2012，29（7）：66-67.

〔编辑：白洁〕

Discussion of Intelligent Power System Automation Control Applications

Feng Zhixin

Abstract： In the power system automation， the application of intelligent control can not only improve the level of automation of the power system， but also improve security of supply and reliability. Introduces the intelligent control technology， and explains its specific application in the automation of power systems for the relevant officers.

Key words： power systems； automation； intelligent control technology； power