关于电力系统中电气自动化技术的探讨

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[摘要]本文主要就电力系统中电气自动化技术的相关问题进行了论述，分别从电力系统电气自动化技术的研究方向、智能技术及它的实际应用方面进行了相关论述。

[关键词]电力；电气；自动化；DCS；智能

目前，电力自动化技术的发展已经不断走向成熟，这在很大程度上提高了电力系统的工作效率，降低了成本，为电力系统运行的稳定做出了贡献。

1.电力系统中电气自动化技术研究方向

1.1智能保护与综合自动化技术

人们已经将最新的人工智能、综合自动控制理论、自适应理论、网络通信、微机新技术等应用于电气自动化保护装置中，提高了智能化的程度，整个电力系统的安全性有了质的飞跃。除此之外，相关技术在电力系统中的应用使整个电力系统朝着综合自动化的方向发展。特别是分层式自动化技术的发展在很大程度上能够用于不同电压的电站。智能自动化保护技术领域的研究处于国际领先水平，综合自动化领域的研究已达到国际先进水平。

1.2电力系统自动化实时仿真系统

对电力系统负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行了深入研究，引进了电力系统数字模拟实时仿真系统，建成具备混合实时仿真环境的实验室。该仿真系统不仅可进行多种电力系统的稳态及暂态实验，提供大量实验数据，并可和多种控制装置构成闭环系统，相关的实验人员可以通过该系统获得第一手宝贵的实验资料，从而为以后相关工作的开展打下基础。

1.3电力系统配电网自动化技术

配电工作在电力系统当中占有十分重要的作用，传统的配电工作主要由人工手动操作完成，需要大量的劳动力。而配电自动化技术的广泛应用极大的改变了这种情况，使工作效率大大提升，重复劳动量减少。特别是随着一些高度智能化的配电管理软件的开发以及应用，能够有效的代替人工完成配电工作，采用了最新国际标准公共信息模型，采用配网递归虚拟流算法进行潮流计算，应用人工智能灰色神经元算法进行负荷预测。

1.4人工智能技术

为了适应电力工业发展的需要，专家系统、模糊逻辑以及进化理论被应用到了电力系统及其元件的运行分析、故障诊断、规划设计等方面的实用研究。在上述实用软件研究的基础上开展了电力系统智能控制理论与应用的研究，来达到提高电力系统运行与控制的智能化水平。

2.电力自动化的智能技术

随着人们对电力系统的控制的提高，一些先进的控制手段不断地引入电力系统。目前主要有以下几种典型智能技术在电力系统中的运用十分常见。

2.1模糊逻辑控制技术

模糊逻辑控制是模拟人的模糊思维方法，用比较简单的数学形式直接将人的判断，思维过程表达出来，用计算机实现与操作者相同的控制。

模糊控制技术应用于电力技术的各个方面，使人更容易操作和掌握。相较于建立常规的数字模型，建立模糊关系模型非常简易，在实践中有巨大的优越性。模糊控制通过已经存在的控制规则和数据，对模糊输入量进行推导，从而得到模糊控制输出，进入实时控制。这种模拟人脑的智能技术的优势主要体现在以下几个方面：能有效处理具有不确定性，不精确性的问题和由于噪声造成的问题，通过模糊只是的言语变量表达专家的经验，与人的表达方式接近，只是的抽取和表达更容易完成。

2.2专家系统控制技术

专家控制（EC）是指将人工智能领域的专家系统理论和技术与控制理论方法和技术相结合，仿效专家智能，实现对较为复杂问题的控制。专家系统在电力系统中的应用范围很广，包括对电力系统处于警告状态或紧急状态的辨识，提供紧急处理，系统恢复控制，非常慢的状态转换分析，切负荷，系统规划，电压无功控制，故障点的隔离，配电系统自动化，调度员培训，电力系统的短期负荷预报，静态与动态安全分析，以及先进的人机接口等方面。虽然专家系统在电力系统中得到了广泛的应用，但仍存在一定的局限性，如难以模仿电力专家的创造性。

2.3综合智能控制技术

综合智能控制包含了智能控制与现代控制方法的结合，如模糊变结构控制，自适应或自组织模糊控制等，也包含了各种智能控制方法之间的交叉结合。

在电力系统中研究得较多的有神经网络与专家系统的结合。神经网络适合于处理非结构化信息，而模糊系统对处理结构化的知识更有效。人工神经网络控制主要应用于低层的计算方法，把感知器传来的大量数据进行安排和解释，模糊逻辑控制则提供应用个挖掘潜力的框架，用来处理非统计性的高层次的推理，所以，人工神经网络控制盒模糊逻辑控制这两种技术正好互补，相结合可以相得益彰，有良好的技术基础。

3.电力系统自动化技术的应用

电力系统自动化是以负荷频率控制、经济负荷分配、电压无功功率控制等属于电能质量的提高、经济性的改善，以及对所辖发电厂、变电站集中监视控制，实行节省人力和无人化为主要内容，以计算机系统为依托，以分层控制理论为指导而实施的。电力系统综合自动化基本工作流程是，在相对的中心地带的调控中心装置现代化的计算机，以此向四周辐射系统辐射，围绕这一中心的发电厂、变电站之间则设置信息服务和反馈的远方监视控制装置，并时时进行监控，从而形成了一个立体化的系统覆盖面，形成全面的畅通的信息传达和指令传输。

中心计算机负责总体调控，而相关的监控设备则主要负责诸如设备操作和事故内容的记录、编制各种报表的记录处理、系统异常事故的自动恢复操作和常规操作的自动化等。在此基础上，形成以控制部件为中心，通过计算机和计算机的结合，以及终端硬件装置与控制计算机的结合，运用各种软件实现控制范围的扩大和自动化程度的深化。

当前，分层控制依据电力系统的大小一般分为二层和三层控制，中央控制所相当于一个中枢神经，负责总体性的控制。主要是负荷——频率控制，主干系统的电压控制，发电厂、变电站的监视系统，系统安全监视控制，调度记录统计，发电计划系统构成。配有CDT（循环数字遥测）、CPU（控制用计算机）、SSC（系统稳定控制装置）、TC（远方监视控制装置）、VQC（电压－无功率控制装置）。中央控制所得主要功能就是维持整个系统的有效运行和设备的完整性。而中央控制所的下行任务则需要由地方控制所来完成，从而形成一个上下联动的完整系统。地方控制所主要功能是对发电厂、变电所进行有效监控。对地方系统的电压控制、安全监视、水工调度、运行记录、报告和通报发电计划与系统构成计划，等等，除发电厂无功功率控制装置不配备外，其他设备功能基本与中央控制所相同。

电力系统综合自动化对变电站保护和控制也提出了更高的要求，在进行变电站综合自动化设备选择的过程当中应该充分的考虑自己的实际情况，选择最适合自己的设备。在选择设备的过程当中不能够仅仅考虑设备的性能，同时还要考虑成本。一般的变压电站综合自动化系统应该具有数据库功能、高级专家功能、运行管理功能、网络互联功能。选用的基本原则是在满足要求的情况下，系统运行的可靠性好、性能价格比高。变压电站综合自动化系统的选用一定要科学、合理，为电力系统的自动化设计提供精确的数据，为提高电力系统的自动化设计做好技术保障。

电力系统综合自动化实施的一个至关重要的手段是：数据性信息的传输必须有一个可靠的调度通信网，传输电力生产过程中的生产调度数据、安全监测数据，远动数据及行政，财务、供应及计划管理数据等。