智能化技術與電力系統自動化的融合策略

張廣曉 李其瑞

（1.山東德源電力科技股份有限公司 山東省濟南市 250101）（2.北京國旺盛源智能終端科技有限公司山東分公司 山東省濟南市 250000）

隨著我國近年社會的持續進步與各行業的平穩發展，社會生產生活所需的電力能源規模及需求隨之不斷攀升，同時對電力能源標準也提出了更為明確與嚴苛的要求。鑒于此現實背景，電力系統一定重視并引進各類成熟的科學技術，持續提升自身運行的平穩性與安全性，繼而為社會進步及經濟發展提供有效且持續的電力能源供給。智能化技術作為新興技術的典型技術之一，自身具備諸多顯著優勢，因為在多個領域中獲得普及性兼顧應用，并且為各應用行業領域的穩定發展注入持續的生機與活力。

1 智能化技術概述

當今社會現代化技術發展日新月異，智能化技術是未來科技發展一個相對明確的方向及技術創新趨勢，更是電力系統實現平穩發展的核心所在。通常來說，即為事物借助計算機網絡、大數據、物聯網、云計算及人工智能等多項先進技術的加持下，使自身屬性符合各種需求的過程。智能化技術融合于電力系統自動化的整個過程中，即可確保系統提供智能化操作，同時也提升自動化實踐的控制效率。另外，電力自動化與智能化技術的有效融合可以使電力系統作業是減少人力資源投入，并使電力系統運營效率得以提升。對照傳統電力系統控制方式而言，智能化技術應用于電力系統的優勢主要體現在智能化與適應性兩個方面。智能化技術發展以多個學科為依托，加之自身功能復雜且模塊眾多，因此電力自動化引入智能化技術應用前，要確保相關技術人員熟練掌握具體操作方法，同時要開展實際運行的測試，以確保二者實現有效與深度融合。

智能化技術與電力系統自動化的融合應用，即可推動電力系統調節功能與控制水平的提升，也可確保系統運轉性能得以提升，盡可能減少故障發生的機率。電力自動化與智能化技術的融合要全面提高對電力設備的管控能力，使自動化控制過程更為簡捷與靈活，因此未來發展潛力廣闊且巨大。

2 智能化技術與電力系統自動化的融合技術

電力系統自動化深度融合于智能化技術，主要體現于二者在技術層面的整合。智能化技術涵蓋眾多分支技術，各技術均具有與眾不同的特征，因此要基于各技術特征明確其與電力系統造化的技術融合方式，使智能化技術可以全面發揮出自身價值，為電力系統造化的全面提升奠定扎實的基礎。

2.1 專家系統技術

（1）完成緊急狀態辨識。就電力系統自動化而言，專家系統控制這一技術應用前景極為廣闊。該技術可準確辨識出電力設備的緊急或是警告等不同狀態，繼而操控電力系統使之自動或智能選用匹配的處置預定，使電力系統得以正常運行。

（2）規劃電力系統功能。專家控制技術可基于電力系統需求為其提供系統整體規劃及調度人員培訓等相關功能，使電力調度人員可真正提高自身的職業素質與綜合能力。

（3）此項控制技術能夠對電力系統運行短期超負荷做出預警提示，及時分析系統自動化運行的靜態與動態對應的安全狀態，隔離出系統本身出現故障的具體位置，盡可能減少故障對系統運行形成的負面影響。

專家控制技術優勢較為明顯，然而因其仍處于發展完善過程中，所以必然也存在一定的不足，即該控制技術過于依賴專家的知識及經驗，因此若專家知識儲備未能及時更新，則對推進電力系統自動化形成阻礙。同時相關電力系統知識庫均會定期更新相關規則及標準，因此要求專家控制技術建構起與知識庫的時時聯系，以規避兩個結構的功能性兼顧間的矛盾對于電力自化控制實現實時性的影響。

2.2 模糊控制技術

智能化技術整合于電力系統自動化的過程而言，需要在電力系統內構建超導需要的數學分析研究模型，傳統數學模擬模型建立存在一定難度，無法精確到數據參數的設計。電力系統本身為系統且復雜的規?；こ?，其控制自動化涉及多個方面，加之系統海量數據的規?；幚?，因此基于這樣力數據為基礎建立匹配的自動化控制數學模型相對較難。鑒于此，引入智能技術的模糊控制技術，借助此項技術對相關數據及模型的內在邏輯、作用機理及語言變量進行模糊化處理，繼而使系統造化控制變得相對簡單，提升系統智能化技術應用的可操作性與適用性，適用于電力造化這類強調時變性及非線性的控制系統及模型。模糊控制技術在多信領域及實際生活中得到普及性應用，如日常生活內借助此控制技術對常用電器實施模糊智能化控制，典型的如電飯煲等。電力系統自動化對于模糊控制技術的整合應用主要體現在智能電網方面，借助模糊控制設定好電網中的運行閥值，隨后依照系統所處的目標真實狀態開展實時的模糊化智能管控，確保電力系統自動化及智慧電網運行的平衡性與穩定性。

2.3 人工智能技術

隨著電力自動化對于智能化技術的持續整合，智能技術開始應于電氣系統總體危險作業中，同時在高精度電氣任務也借助人工智能技術實現機器化操作，使自動化管控制隱藏的操作風險得以降低，使自動化控制效用得到大幅度提升。人工智能在電力自動化中的應用可有效提升電力系統運轉的時效性與安全性?，F階段電力系統中常用的人工智能以PLC 編程技術為代表，其利用自身的編程代碼取代傳統的電力控制手段，PLC 基于傳統電力自動化順序控制器為前提，融合微電子、計算機、自動控制和通訊等多項先進技術于一體的新型工業控制裝置?，F階段已經取代繼電器、執行邏輯、計時計數等傳統順序控制食品，基于PLC 技術借助人工智能創新了電力系統自動化傳統的基礎編程方式，構建起柔性的電力系統編程智能化控制，為電氣穩定運行提供保障。

人工智能應用于電力自動化旨在診斷并分析系統設備出現的故障或缺陷。傳統電力故障多依靠人工手段進行，借助經驗預測故障發生的原因，依照電力系統數據庫內故障問題記錄對系統狀態進行診斷與評估，同時測試故障發生位置及根源，并預估故障對電力自動化的影響程度與范圍。而借助人工智能在全面提升故障問題診斷準確率的同時，使故障分析效率隨之增加，對及時處理電力故障、確保系統健康運行至關重要。

2.4 線性最優控制技術

最優控制為現階段最優化理論在電力系統自動化控制層面應用的有效表現，在滿足特定前提與條件時，查找并選取最科學的運行策略來完成控制的整個過程，旨在使系統運行性能實現最佳化。線性最優控制這一技術全面應于電力自動化中，可有效發揮出其先進性與智能性，提升電力系統控制的科學性與有效性。該技術作為現階段線性最優控制理論的實踐控制應用代表，可以為電力自動化實現最優磁控，繼而使電力遠距離傳送得以實現，同時使輸電線路水平不斷增加?，F今基于電力自動化的最優勵磁控制成為我國電力系統提升運營效率的核心技術，實踐效果顯著，使電力系統自動化控制進一步提升了智能化水平。的核心控制技術，并在實踐中取得了良好的效果。在實際應用時，也要關注到線性最優控制的不足之處，即該技術僅可以明確電力自動化控制內的局部線性模型處理實現最優控制，相對而言控制范圍受限。若電力系統自動化基于非線性模型建立時，則該技術難以實現線性最優控制。

2.5 電力監控技術

監控技術本身即為電力自動化體系不可或缺的核心構成，更是自動化控制的關鍵技術之一。要確保電力系統的正常運轉，控制中心人員則要借助監控系統時時了解并掌握系統各模塊及設備的作業態，及時獲取電力自動化控制隱藏的問題及故障，在第一時間內采取有效措施進行針對性處理，確保電力系統平穩、良性運行?；谥悄芑夹g的電力自動化監控還可以實現電力系統遠程測溫、遙控電壓電流等動態等功能，一旦發現異常則及時預警、并完成遙控閉鎖等安全操作，提升電力控制自動化作業效率，優化人力資源配置，確保電力生產的可靠性與傳輸的安全性。

2.6 神經網絡控制技術

神經網絡控制是基于人腦神經理論為基礎，并與控制理論互為融合的一類智能化創新技術，其具備非線性特征。人工神經網絡控制技術應用于現階段電力系統自動化控制也是遵循技術的非線性原則，對電力系統信息數據庫、運營數據等開展全面控制。神經網絡控制為數學理論、人工智能、互聯網及計算機等多項學術及技術的有機結合，形成健全的電力系統能源耗費、損失及計算的研究框架，使電力系統可以強化能源耗費及調整。該技術基于復雜神經元的基礎組成，擁有出眾的學習協作能力、信息處理及分析，同時還對信息加以管理與整合。電力自動化系統借助神經網絡技術，全面提升自身故障或缺陷的診斷、分析與處理能力。同時引入其他類型的智能化技術，為電網調度智能化、電網運營市場化及控制管理自主化提供可靠的基礎。

2.7 綜合智能系統

綜合智能系統即將多種智能技術加以融合后投入實際應用的智能綜合系統，其集成多項智能化技術的典型優勢，同時改進各智能技術的不足后全面提升電力自動化控制水平，使系統實現優勢互補與技術突破。綜合智能控制平臺在電力系統自動化內的全面應用，可以基于非結構性信息開展有效處理，使智能化控制與自動化管理范圍得以擴充，提高電力數據信息處理水平及質量。電力系統數據龐雜且量大，借助綜合智能系統可為電力自動化的良性運營提供保障。

3 智能化技術與電力系統自動化的融合策略

3.1 安全防御融合策略

就電氣系統自動化的安全防控而言，傳統上采用均衡防控，但近年電力自動化建設日漸規?；?，傳統安全防控管理存在著合規性與科學性不足的缺陷。因此強化基于智能化技術的安全防御策略建設可彌補此不足，為電力系統提供硬件故障與軟件病毒的自主防護。在系統發現病毒時，智能化技術可迅速完成病毒信息的整理及分析，在最短時間內給出高效的防御與化解方案，這為電氣系統控制的自動化與智能化操作提供安全層面的有效保障。同時為使系統更好地主動強化安全防控工作，智能化技術協助系統落實安全規劃，全面提升自控系統的安全防范能力及水平。同時智能化技術可持續優化與升級安全保護措施及手段，在及時識別病毒的同時強化預防工具建設，使智能技術在實際應用中進一步改進的同時，也為其在電力自控系統中的廣泛應用拓展更多潛在空間。

3.2 優化設計融合策略

應用智能化技術，根據控制面板尋找設備故障點，并按照提示報警，通過故障調查解決實際問題，來全面提升電力系統精準地評估電氣設備的具體故障，以及檢查維護的工作效率，降低以往故障檢修工作的強度。開展變壓器檢測時，智能化技術能夠對其漏油情況進行檢測，同時能夠對故障原因及涉及范圍開展有效分析，維修人員可通過分析數據進行維修。智能化技術運用于電氣工程，還能夠利用不同的聯合排障形式，防止故障遺漏，因處理不及時導致問題擴散，并對關鍵的故障日志進行分析，可在設備故障內部盡可能地體現其自身具備的自我診斷能力，提升故障診斷的精準率。同時，在完善電氣自動化系統的過程中運用遺傳算法，可以最快的速度解決內部產生的問題，確保系統正常運行，并可以保障設備持續應用，全面體現系統的應用效率。如今，研究并應用智能化技術，可使電氣運行方式持續完善，同時提升發電效率，全面控制系統的安全運行。

3.3 診斷技術融合策略

電氣工程中的各項設備需長期有效運行，很容易造成設備發生故障。電氣故障具備多種不確定因素以及非線性特征。所以，在排除系統異常運行時的設備故障是一項極難開展的工作，通過智能化技術的運用可實時掌握故障點并第一時間排除。電氣設備的運行故障一般在早期會呈現出相應的跡象，肉眼無法及時發現。通過智能化技術的應用則可定期對設備進行相應的監控及管理。一旦發生設備故障問題，可及時上報給系統控制中心，明確故障位置及做好提前預警，便捷地診斷并排除故障問題，提升排除設備運行故障的效率，使設備快速恢復運行，保障設備的安全使用。在不斷的發展中，電氣結構不斷地拓寬范圍使其內部情況更為復雜。所以，運用電氣智能化技術還需持續分析電氣運行中的各類其他故障，提升有效運用智能化技術，更高效地排除故障，避免產生運行事故。在可能發生故障的分析中，診斷技術可有效檢測因長期運行變化產生的異常問題，還可以及時給出解決問題的方案。電氣工程在發展中會更改傳統的工作方式，造成系統運行改變基本的規律。所以，為了盡快排除出現的故障，要制訂相應的電氣工程故障診斷計劃，并在電力系統工程內部全面落實執行。

3.4 PLC智能控制融合策略

在電力系統中運用電氣工程的智能化技術這一過程中，順序控制是主要的一項PLC 功能，可在自動化管理過程中實施。在PLC 基礎上按照系統的初始及運行狀態可進行環節的劃分，可在不同通道內保持相同的輸出。利用PLC 能夠實現電氣工程系統理想的運行控制目標，具有很強的安全性及穩定性。邏輯控制是由編程來實現提升操作狀態的可靠性，可對生產的各類過程開展邏輯指令的運算及控制。自動化系統中應用PLC 控制技術達到了多對多控制的目標，在實際操作中完成了同步控制多個節點。為符合生產發展需求開發的具有直觀控制作用的功能開關，PLC 控制在接入模塊中接入檢測及輸出的信號，來有效控制輸入及輸出的測量點對應的數據模塊，使系統的可讀性能及維護性能全面提升。PLC 技術能使已有的電氣設備全面完善，控制設備的最優生產狀態。此技術提升了電氣工程的全面自動化，降低人工操作容易產生的疏漏。應用于實際運行中，使電氣提升自動化裝配性能。相較于傳統的控制開關，可對不同的系統進行完善。在系統的實施過程中，利用程序的配置使系統完成自動運行，可實現異步放用電需求，降低了能源使用過程中產生的損耗。

4 結語

總之，將智能化技術應用于電氣自動化運行中，可合理對自動化設備在運行中產生的問題進行診斷，同時完善設計電氣工程的實際運行程序，達到了電力系統中控制電氣工程的全面智能化。所以，使用智能化技術推動了電氣工程提升了自動化及智能化發展，優化了電力工程運行中的機械設備控制，促進電氣項目運行提升效率。智能化技術應用于電氣工程運行時，也促進了此項技術提升了使用功能及智能化水平，不斷強化智能化技術的突出作用，為電力系統的持續穩定運行提供有力支撐。