电力系统自动化中智能技术的应用.pdf

自动化应用电力自动化电力系统自动化中智能技术的应用杨航炜（甘肃电投大容电力有限责任公司，甘肃兰州7 3 0 0 4 6）摘要：电力系统的智能化战略方向是将电力系统与工业互联网、智能设备、新型材料等进行有机结合，共同打造一个全新的智能化、自动化产业模式。基于此，本文分析和研究了电力系统自动化中智能技术的应用和实践，以期为推动电力系统智能化持续发展提供支持。关键词：电力系统，自动化，智能技术中图分类号：TM76文献标识码：AApplication of Intelligent Technology in Power System AutomationYANG Hangwei(GEPIC Darong Electric Power Co.,Ltd.,Lanzhou,Gansu 730046,China)Abstract:The intelligent strategic direction of the power system is to organically combine the power system with industrialinternet,intelligent equipment,new materials,etc.,and jointly create a new intelligent and automated industrial model.Based on this,this paper analyzes and studies the application and practice of intelligent technology in power systemautomation,in order to provide support for promoting the sustainable development of intelligent power system.Key words:power system,automation,intelligent technology0引言大力推动智能技术的应用，打造工业互联网平台已经成为了国家传统工业产业转型升级的主要方向。如今，在整个世界面临着新的生产力和生产关系冲击传统行业的大趋势下，对电力系统此类基础产业进行全面升级和转型,将会给国家发展带来新动能 1。我国的电力系统发展水平处于世界前列，深刻影响了社会的电力系统建设。在具体的电力系统建设中，需要将电力系统与自动化、智能化技术相结合。唯有切实提升各电力企业主体的自主创新能力，并不断将新的智能技术，如大数据、物联网、云计算、新型传感器等融人电力行业，才能够为未来电力系统现代化打下坚实基础。本文将从电力系统自动化中智能技术的应用人手进行研究和探讨。1电力系统自动化与智能技术的概述1.1 电力系统自动化我国传统的电力运作系统主要依靠人力的方式进行控制，所以整体效率不高，只能满足较少的电力需求，而且容易出现一些人为因素造成的问题。但随着国民经济的不断增长，以及人们对电力系统的高质量要求，电力系统开始升级改造，电力行业也因此得到快速发展。电网规模急作者简介：杨航炜，19 7 0 年生，工程师，从事水电厂工程项目建设、风险评估、安全管理与职业健康管理工作。速扩张，电网数量快速增加，传统人力操作下的电力系统早已不能满足国家现代化的用电需求，与此同时，科学技术也在不断发展,工业革命4.0 为人类带来了智能化生产的生产力，电力系统的自动化应运而生。电力系统自动化包括：发电控制自动化、电力调度自动化以及配电自动化等。其通常是对电能生产、电力传输以及电力管理实现全面的自动化控制、调度和管理。电力系统的自动化是将自动控制理论与自动控制技术有机结合。实现力系统的自动化的关键在于使用计算机网络和软件实现电力系统发电、运输和信号转化等环节的自动化管理。电力系统的自动化尤其是指电力设备、电力监测和电力调度的自动化。电力系统的自动化能够极大地减少人为因素造成的问题，使整个自动化系统能够按照科学合理的流程持续运转,保证系统的运行效率和质量(2 。1.2 智能技术智能技术之所以智能是因为融合了AI、自动化、大数据、云计算、现代传感器等先进技术，它是对传统工业领域的全面升级,是与信息化、数字化的深度融合。因此,智能技术和智能生产也是国家产业转型升级和未来持续发展的主要途径。智能技术主要是计算机技术、精密传感技术、GPS定位技术等的综合应用 3 。智能技术在大数据的支持之下，能够大大改善工作环境，降低工作强度和电力设130|自动化应用电力自动化自动化应用备的维护成本，同时也极大提升了工作效率和工作质量。得到一个分布式的数学模型，而且这一模型能随着数据增在电力系统这样有较多危险场景的工作中，智能技术提高加和处理进行调整。神经网络智能设备在电力系统中的应了设备的可靠性，能够避免很多危险，同时也有利于产业用如图2 所示 10 的绿色环保和节能。当然，智能化技术目前仍然处于起步阶段,所以对于智能化生产的具体内涵还没有定论。此外，因国内现代化之路起步晚，对于数字化、信息化、智能化的推动是一种“并联”的状态，对一些还没有进行智能化升级的电力系统来说，必须要及时打好相关基础，才能够在未来的竞争中占据主动地位 4 。2智能技术在电力系统自动化中的应用电力系统升级的核心在于智能技术的应用。以往经济不够发达时，依靠人工操作可满足电量需求，而随着国民经济的大力发展，对电力的需求日益高涨，必须通过对电力系统的自动化、智能化升级改造才能满足社会需要 5。目前，我国电力系统已初步实现了自动化，且整体技术处于世界前列。电力系统自动化智能化框架结构如图1所示 6 。用电信息采集与上传用电信息数据处理与核验用电信息人工核对及修改用电信息录入系统用电信息数据共享与自动发布图1电力系统自动化智能化框架结构2.1人工智能技术应用于电网故障诊断传统的电网系统更多需要人工操作，往往效率低下，不够稳定,且不具备快速故障诊断的功能 7 。人工智能技术在电网系统自动化中主要用于电网系统的故障诊断工作。通过智能传感器等工具收集电网系统中的运行数据，并以此建立起电力数据库。人工智能技术就能够借助以往的数据信息来分析和预测断电网系统的故障,并作出及时处理。人工智能技术的应用大大降低了故障率，提高了故障排查的速度，提升了电力系统整体的稳定性。在电力系统中，发展比较成熟的技术包括电子安全系统和人工神经网络。其中，电子安全智能系统就融合了电力系统的理论和多年实践经验，并结合人工智能技术，改进知识获取和表达方式，最终使电力设备故障的诊断效率得到了实质上的提升 8 。2.2应用人工神经网络建立电力系统学习模型人工神经网络主要是指由大量的处理单元互相连接而形成的复杂网络结构，可以看作是对人脑组织结构和运行机制的抽象、简化和模拟。人工神经网络是用数学模型来模拟神经元活动，它是一种基于模仿大脑神经网络结构和功能而建立的一种信息处理系统 9 。神经网络是人工智能技术的重要组成部分，通过模仿与建立网络，最终能够通信电缆FFD采集节点RFD采集节点二有线网络无线网络图2 神经网络智能设备在电力系统中的应用人工神经网络中最核心的是算法模型,其具有很强的自学习性和自组织性，极大地避免了人为控制和传统人工智能的问题。在电力系统自动化中应用人工神经网络,可以修正在电力系统运行过程中采集到的误差数据和错误调度命令，能够全方位掌控和辨别电力系统的工作状态以及相关的各类数据信息，最终建立电力系统的综合控制与故障模型。因此，人工神经网络的应用能实现更有针对性和细化的电力保障，改善以往粗放式的电力工作方式。2.3应用模糊控制技术构筑电力模型科学数学模型的建立是每一类自动控制技术实现的关键。建立数学模型对使用数据的数量和质量都有很高的要求，而像电力系统这样庞大的结构，每时每刻产生的数据都是海量的，所以直接基于电力系统的全部数据进行模型建立是不现实的。因此，便出现了模糊控制的概念。模糊控制是对逻辑和语言进行模糊处理，即简化复杂的控制系统，是古典集合论的重要组成部分。模糊控制技术能够用于数据复杂、时变性、非线性且模型不完全的电力系统自动化控制系统中，同时也在现实生活中广泛应用。部分电力系统已经运用模糊控制系统智能调度工作，并使用它帮助调度员进行负荷预测性,且取得了满意结果。2.4应用遗传算法优化电力系统遗传算法主要是根据自然生物进化规律而设计提出的,是一种参照达尔文进化论的自然选择机理的数学计算模型，也是一种通过模拟自然进化过程来探索问题最优解的方法。遗传算法会利用计算机仿真等技术，优化处理复杂问题，目前已经被广泛应用于电力系统、机器学习、信号处理等领域。遗传算法能够对整个电力系统自动化进行组合优化，既能够保证电力系统的安全、稳定运转，还能够协调资源,降低能耗，节省电力资源。例如,在遗传算法的帮助下，就能够依据电力系统日常的运行数据和各环节用电总量，关闭处理部分效率低下的小型机组，合理分配资源，在电力产业发挥社会效益的同时，尽可能提升经济效益。2.5应用专家控制系统专家控制系统主要是指一个智能计算机程序系统，它数据中心2023|12A期/13 1自动化应用电力自动化能够将人工智能理论体系中的专家系统部分与自动化控制理论和技术有机结合，且能够在一个未知的环境下,起到模仿专家智能，实现对系统有效控制的作用。专家控制系统技术在电力系统自动化中的应用广泛，能够识别整个电力系统的紧急状态，并采取相应的处理措施，恢复电力系统的控制。专家控制系统，一方面能够发挥对电力工作人员的教育培训工作的作用,另一方面，还能预报电力系统中可能出现的差错或负荷，并进行相应处理和分析，同时能将出现故障的部分隔离出来，尽最大可能缩减影响范围、降低损失。但在一定程度上，专家控制系统能够理解和处理的电力系统问题仍然处于浅层，对新问题和突发问题的处理能力仍然有限，想要建立更加深层次和复杂的模型，就还需要大量时间和数据进行训练。因此，技术人员不能太依赖专家控制系统，且还要重视对专家系统的优化和调整。2.6线性最优控制技术线性最优控制属于最优控制中的特殊类型，它的最终目的就是要找到客观规律和控制策略，使整个系统的性能指标达到最优。利用线性最优控制技术能够切实提升电网的运输能力，不但能保证流量和电力质量，还能满足社会和人们的高质量需求。然而线性最优控制技术在应用到电力系统自动化中时，其控制作用有限，尤其是对一些非线性的电力系统，控制效果并不理想。因此,线性最优控制技术多用于一些特殊且需要即时提升效率的电网部分。3结语综上所述，各类智能技术是电力系统自动化升级转型的关键。智能技术能够全面提升电力系统运行中的发电、输电、用电、与用户交互等流程，使各环节之间深度融合，最终实现电力全产业的智能化和数字化。目前国家也正在大力推动电力系统的智能技术应用，为未来电力系统自动化的健康持续发展提供新动力。参考文献1李剑峰,李岩.智能技术在电力系统自动化中的应用 J.现代工业经济和信息化，2 0 2 2,12(11):2 2 4-2 2 5+2 2 8.2闫宏伟,陈贵凤,吴群，等.电力系统自动化中的智能技术应用J.集成电路应用，2 0 2 2,3 9(11)：2 4 8-2 4 9.3侯健.智能技术在电力系统自动化中的应用策略 J.中国设备工程,2 0 2 2(19):3 8-4 0.4王裴劫.电力系统自动化中智能技术的应用研究 J.光源与照明,2 0 2 2(9):2 3 5-2 3 7.5韩志宏.电力系统自动化中智能技术的应用 J.电气时代，2022(8):102-104.6于宝林.电力系统智能技术在自动化中的应用探讨 J.电器工业,2 0 2 2(8):7 3-7 5.7黎楚越.电力系统自动化中智能技术的应用 J.电子元器件与信息技术,2 0 2 2,6(5)：12 2-12 5.8李丽.电力系统自动化中的计算机技术应用分析 J.储能科学与技术,2 0 2 2,11(5):16 7 9-16 8 0.9何明新.智能技术在电力系统自动化中的应用 J.中国高新科技,2 0 2 2(8):7-9.10张晨昊.智能技术在电力系统自动化中的应用 J.集成电路应用,2 0 2 2,3 9(3):2 7 2-2 7 3.（责任编辑：李慧）计算机应用文摘征稿启事计算机应用文摘（半月刊)创刊于19 8 5年，由重庆西南信息有限公司（原科技部西南信息中心）主管主办，国际标准连续出版物号ISSN1002-1353，国内统一连续出版物号CN50-1070/TP。主要报道计算机相关领域的应用技术和理论、教学研究以及学科建设成果，以促进计算机行业的发展，推动科技的进步。期刊目前已被中文科技期刊数据库（维普）、龙源期刊网收录，主要读者对象是计算机相关领域科研人员、工程技术人员、管理人员，以及各大院校计算机相关专业的教师和学生。计算机应用文摘编辑部对文章的处理流程快，发表周期短，竭诚为广大作者提供快捷、细致、贴心的投稿服务，欢迎广大作者投稿！投稿邮箱联系地址：重庆市渝北区洪湖西路18 号西南信息楼(4 0 112 1)编辑部电话：[phone]I自动化应用