論新時期智能技術在電力行業的融合與應用
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摘 要：在互聯網技術發展迅猛，科技不斷創新發展，取得越來越多成果的今天，智能技術已經開始逐步應用于包括航天、化工、電力行業等各個行業。以電力行業為例，當前電力行業研究和發展的重要工作內容是如何有效提高電力系統效率和技術手段，將智能技術應用到電力行業，對于電力系統自動化的可靠性、安全性、質量以及工作效率都能得到極大的提升，也能使從業人員更方便的進行電力系統自動化管理工作。在電力行業運用智能技術，既是對電力系統自動化下一步發展方向的新的嘗試，也是對未來機電系一體化工作發展趨勢的展望，對電力系統自動化發展有著非常顯著的促進作用。本文將著重剖析智能技術在電力系統自動化中的運用。并對智能技術在電力行業未來的發展趨勢做出展望。
關鍵詞：智能技術;電力行業;電力系統自動化
中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）09-0170-03
電力行業是一個涉及環節多、覆蓋范圍廣、不確定性因素強的龐大復雜系統。從整個電力系統來看，從發電、輸電、變電、配電再到終端的用電，整個環節都包含著典型動態的多維特性，主要表現在：時變性，整個電力系統在每時每刻其運行狀況都在發生著難以預知的變化;非線性，電力系統是一個牽扯多維度，多方面的復雜系統，并不是簡單的單線傳輸機制;參數不定性，電力系統在運轉過程中，會產生龐大的海量數據和相關參數，而這些參數在整個系統中呈現出無序性和難以確定性。通常而言，由于電力行業以上的這些特性，導致了電力行業控制、運行起來非常的復雜與麻煩，很多應用在電力行業上的器件都不能完全發揮其應有的性能，大多數都會出現反應延遲、停滯、高壓或者飽和等各種問題。而這些問題在傳統的電力行業中雖然已經耗費大量的人力、物力和財力去彌補和應對，但是卻事倍功半。那么，在這種情形下，如何提高電力系統的工作效率，推動整個電力行業時效性的大幅提升是業內需要重點考慮與解決的問題。另一方面，隨著經濟發展，整個社會對于用電量的需求大幅提高，這些，都對整個電力行業提出了更高的要求。而智能技術的出現，推動了整個電力行業劃時代的變革。
1 智能技術及電力行業發展的基本概況
談及智能技術，就不得不提計算機和互聯網技術，智能技術正是基于不斷發展的計算機及互聯網信息技術創新而來。智能技術，總體來講就是由當代計算機技術以及光電傳感技術和其它與智能控制相關的科研技術組合在一起形成的一種無人化控制系統技術。該技術的出現，是世界范圍內科技領域具有重要意義的一次技術革命。而智能技術與電力系統的融合，將會非常有效解決傳統電力行業在運行過程中反應遲緩、滯后、高壓及飽和等問題。同時，通過智能控制機制可以得到高效且快速的問題反饋并根據反饋結果得出可行的解決方案。因此，智能技術對于提升電力行業系統運行的可靠性和安全性有著極其重要的意義。
到目前為止，電力行業在智能技術方面的應用，仍然是與電力系統自動化技術的簡單融合。電力系統自動化技術是我國對于電力系統的改革與發展方向。電力系統自動化技術是在電力行業的生產，輸送、分配、調度等各個環節通過自動控制來保證整個系統的可靠高效運行。從客觀上來說，隨著電力系統自動化程度的提高，電力系統的可靠性、安全性以及運轉速率、效率都會得到不同程度的提升。然而，現目前我過電力系統的自動化技術還不夠成熟，很多時候，電力系統的運行仍需要很大的人力來協助管理維護和處理意外事故。而智能技術在電力系統自動化技術中的運用，能夠彌補電力系統自動化技術中的一些缺陷和不足，一舉解決電力系統運行過程中存在的不穩定性以及無法應對解決突發狀況等問題。
2 電力領域應用的智能技術
目前，通過智能技術的組成架構以及其在電力行業中的應用環節，我國在電力行業應用的智能技術主要分為以下六個方面。
2.1 神經網絡控制技術
從起源來看，神經網絡控制技術是最早的，大約在1940年左右在電力系統中就已經在應用了，隨著社會變革以及技術的快速發展，該技術也在不斷的創新與發展，也開發出了一些新的走在前端的研究成果，比如通過軟件構架可以對系統的樣本進行自主的學習和訓練，從而實現了自學能力，自組能力和復雜的非線性特性等較為新穎的智能控制技術也在電力行業有了非常廣泛的應用，因此對該技術在電力系統自動化中的應用有了極大的推動，在后續電力系統自動化中的應用也打下了夯實基礎。該技術通過非線性映射以此來實現比較精準的智能控制，且在電力系統自動化方面的應用大多數都在硬件方面、模型研究方面以及網絡結構方面。
2.2 專家控制技術
專家控制技術基于計算機網絡，是一種具有開拓性的智能化控制技術，關鍵在于該技術是建立在具有豐富的專業知識及經驗的行業專家的基礎上去實現對突發故障的分析處理及故障修復。總的來說，專家控制技術能夠根據自身的專業知識及實戰經驗較為準確的判斷電力系統的運行狀態以及可能影響電力系統正常運行的潛在的因素。以此基于智能控制系統去實現快速處理故障和對故障問題的智能回復，可以減緩電力系統因自身因素帶來的反應延遲，低效等相關問題，且對于故障原因也能較為準確的分析與判斷。
不僅如此，專家控制系統在電力行業還主要被應用于故障預警等方面，我們知道，電力系統覆蓋地域廣，系統運行復雜，很多環節和部門往往會發生難以預料的緊急情況或者突發故障，一旦出現問題，往往需要花費大量的人力和時間去進行排查，搶修;但是，專家控制系統的應用，可以提前錄入專家的專業知識和專業判斷，并不停地與系統各個環節進行對比，從而能快速辨識系統中存在的危險和問題，并根據錄入的專業知識提出有效的故障解決方案，從而能夠快速高效的解決緊急情況，保障電力系統的正常運轉。同時，專家控制系統可以有效分析各個用電端口的電壓數據情況，預防某些端口超負荷運行，實現自動化，合理化的配電。當然，人機接口也是專家控制系統的一個新的發展方向和發展領域，我們知道，電力系統目前很難實現全面的自動化和智能化，那么，當遇到一些復雜的新情況時，專家控制系統可能不能給出有效的解決方案，這時就需要專家進行人力操作，進而將解決方案自動錄入系統更新，從而不斷增加數據庫中的解決方案，為提高電力系統的自動化水平，且對于電力行業自動化高效發展打下了堅實的技術基礎。 當然，專家控制系統當前在電力行業中的應用還是淺層次的，不完善的，存在很多亟待解決的問題。首先是技術問題，專家控制系統目前與電力行業之間的融合還不完全，技術應用還停留在淺層次，例如，專家控制系統只能根據專家錄入的知識對系統故障提出解決方案，這是一般性的、傻瓜式的反應，而專家控制系統自身并不能通過采集故障數據從而進行自主的組織與分析，所以其無法應對系統出現的一些新的突發狀況;另外，專家控制系統所存儲的內容全部來源于專家的知識與經驗，其對這些內容的運用還是淺層次的、表面的行為，其所提出的解決方案僅僅適用于一般性問題，對于更加復雜，更加專業性的問題往往難以提出有效解決方案。因此，專家控制系統未來還有著很大的發展空間，只有不斷的深入對其的研究與創新，才能為電力行業做出更好的貢獻。
2.3 模糊控制技術
在當下眾多應用廣泛的智能技術中，模糊控制技術是其中之一，該技術是建立在模糊數學的基礎性理論知識上的，相對于傳統的控制技術來說，該技術能夠高效的解決存在的問題，比如傳統控制技術不能精確把握控制系統的動態變化以及變量較多等問題。對于電力系統自動化的智能發展，模糊控制技術起到了巨大的推動作用，在電力系統智能發展有著重大的意義。而且電力系統自動化程序是否可選的重要檢驗標準之一就是模糊控制技術本身。該技術可以非常好的實現模擬，并且能通過對模擬系統模型的分析去實現數據的科學化、系統化分析以及結果的導向，以此去實現對電力系統的模糊控制。因此，隨著時代的發展，智能技術也會不斷發展，而模糊控制的控制效果以及對于結果的推算也會更加的準確。
模糊理論在電力行業中有著非常重要的應用價值，其實用性不言而喻。關鍵在于模糊理論能夠模糊模擬人在遇見問題時所做的思考方式、決策方式以及推理過程，將其運用的到實踐當中，主要是通過對已有的運行規則數據以及輸入的模糊量進行計算推導，從而通過計算得出對應的輸出。而輸出的結果往往包含三個方面，模糊判斷、模糊推論以及模糊化。它在實踐中有著廣泛的應用，例如，一些家電往往會產生過高的噪音等相關問題，如冰箱、風扇等電器。但是，噪音的大小本身就是一個模糊的概念，而模糊理論的應用，其可以通過對比電器正常情況下的運行參數，以及噪音合理的參考值，從而進行迅速的學習，并對產生問題的部分進行糾錯。
具體到電力系統當中，我們首先會建立模糊理論的參數原型，錄入一系列系統正常運行的環境、溫度、壓力等參數，并給出參考范圍，當電力系統中環境變量發生了改變或者網絡拓撲圖發生了改變或者出現了其他一些類型的問題時，我們就可以嘗試根據模糊理論智能技術進行分析，以此去提出快速有效且實施性高的解決辦法來對故障快速做出反應。模糊智能技術能夠使知識的獲得和表達非常容易的完成實現，因為模糊理論技術能夠模擬人的思考方式、利用人的處理經驗、以類人的表達方式進行問題的處理和解決，除此之外，模糊理論還有一個重要的優勢就是能夠有效的處理那些具有不精確性的問題和不確定性的問題，使其變得精確和確定。
2.4 綜合智能技術
綜合智能技術是當前電力行業應用最為廣泛，也是技術成熟度最高的智能控制技術。因為其將智能控制與傳統控制技術相融合，從而使得電力系統自動化控制技術得到進一步的完善。對于電力行業來說，是一個門類繁多，操作復雜的大系統，因此，綜合智能控制技術的運用，主要體現在兩個方面，一方面是智能控制技術與傳統控制技術間的結合，電力行業的傳統控制主要基于人力對于機器的操作，這些操作雖然缺乏技術含量，且效率低下，但是人通過長時間對于機器的操作，能夠更加深入的了解機器運行的客觀情況，積累了大量的系統運行及維護的經驗，這些數據及經驗都是電力系統運行中寶貴的經驗，而雖然當前我們已經實施電力系統自動化工程，智能控制技術也在電力系統自動化技術中有所滲透，但是，當前的電力系統自動化與智能控制技術發展都還不成熟，很多關鍵地方還需要傳統人力來進行控制操作，而智能控制技術本身的許多數據參考和故障處理辦法，都來自于專家在電力行業一線工作而積累的經驗，所以，智能控制技術與傳統控制技術間的結合，能夠有效的彌補智能控制技術當然發展不成熟的局面。
而綜合智能控制技術的運用的另一方面，便體現在智能就控制技術之間的相互交叉與結合。綜合智能控制技術一個主要的特點就是能夠利用多種智能控制技術從而針對電力行業的實際情況進行運用。例如上文提到的神經網絡技術和模糊控制技術等，這二者在電力行業的應用角度和發揮的作用有所不同，但是卻能形成很好的互補。神經網絡技術主要是通過簡單的，低層次的運算，對比正常信息數據分析從而鎖定出系統發生故障的區域，然后維護人員可以根據故障發生的實際情況選擇自動、手動或者半自動等方式對故障區域進行隔離，搶修，進而保證系統正常運行，而模糊控制技術卻能對故障區域迅速做出反應，并對問題及解決方案的數據進行更新學習，以保證在下次故障發生前做出預警并主動提出有效解決方案。
2.5 智能電網故障自愈技術
我們知道，電力系統因其復雜性、地域性等原因在系統維護與檢修上往往存在著巨大的困難，在很長一段時期，電力系統的維護都處于“救火”狀態，由于維護面廣，突發情況多，所以檢修人員難以對每一條線路，每一個元器件進行維護檢修，只有等系統出現問題，才能充當“救火”隊員，進行故障的排除搶修工作。這樣造成的結果是故障反應時間慢，故障排查時間長，故障處理效率低，給社會生產及人們生活帶來了諸多不便。而智能電網故障自愈技術的應用，則一舉解決了這一問題。和傳統的電力網絡相比，智能電網故障自愈技術實現了對電力系統各個環節的實時監控和可視化管理，其作用不僅能夠實時檢測到系統運行過程中正在出現的故障或者已經出現的問題，而且還能對出現的故障啟動快速的響應機制，根據數據庫自動匹配提出最優的解決方案，在一些可以自動操作的權限范圍內自己啟動決策程序，對一些故障做出自主隔離，這樣，會給檢修人員爭取到更多的時間，將故障反應排除提升到“秒級”，這樣能夠快速縮短故障的解決時間，保證電力系統在最短的時間內恢復正常運行，從而避免了故障范圍的擴大，保障電力系統的可靠性和安全性，從而使得用戶感受不到電力故障，提升了用戶的用電體驗度，智能電網故障自愈技術為電力系統和用戶都帶來了方便。 2.6 智能配電調控一體化
對于傳統的電力行業來說，電力系統在電力調配方面一直是一個難題，因為不同地區的區域用電量和用電負荷一直處于不斷地變化之中，而這些信息的變化在以前難以反饋到電力配調中心，而且難以對未來不同區域的用電量做出分析與預測，這些問題，不僅造成了電力資源分配的不均衡，影響了地區經濟發展和人們的日常生活，同時造成了電力資源的浪費，沒有做到資源的優化配置，智能配電調控一體化，就是基于電力系統自動化技術的基礎上，通過對各個地區的用電量，用電負荷等全方位多數據的分析，從而實現對不同區域全天候的用電量監控，從而做到電力實時的合理調配，實現資源的優化配置。智能配電調控一體化具有電網模擬溯源分析、供電范圍分析、負荷信息分析、點圖成票、操作票預演、及單線系統圖、框架系統圖的生成和輸出功能，這些功能是實現配電自動化，優化電力調配管理方式的基礎，智能配電調控一體化技術通過采集上述數據，進而建立不同區域的用電數據模型，從而為電力的調配管理提供了直觀可靠地圖像化依據，并在此基礎上開發負荷和無功管理、潮流計算、無功優化、配網經濟運行等高級功能，實現并通過配電調度與配電GIS系統雙向接口，實現地理位置圖與系統圖的切換調用，為實現智能配網奠定基礎。
3 智能技術在電力行業的發展趨勢
3.1 人機結合的智能故障診斷技術的發展
智能技術在電力系統自動化中的應用可能會出現一定的問題與故障，而傳統的故障診斷主要是依靠但各線路故障診斷，沒能大范圍地覆蓋到整個電力系統，因此具有很大的局限性，與時代發展相比呈現出明顯的滯后性，對于整個電力系統的發展而言也是非常不利的。但是，由于智能控制技術的發展推動了人工智能診斷技術在電力系統故障診斷中的有效實施，能夠實現對大范圍的、整體性的故障排查以及單個的、單過程的處理，從而能夠提高故障排除以及防護技術的效用。
3.2 實時監控技術的廣泛應用
實時監控技術主要是通過對電力系統數據的有效的、科學性的分析、監管以及控制實現來達到實時監測的效果。筆者認為，要從整體上提高整個電力系統的檢測管控能力，就必須通過智能化技術的強化、有效應用，同時輔以風險降低系統來實現。而隨著現代化科學技術的發展與應用，電力系統化進程就需要緊跟時代步伐，面對越來越高的社會要求，只有通過自身技術的完善與發展來積極應對。而故障的發生是不可避免的，但是能通過相關監控技術盡量降低其發生幾率，也減少電力設備的損耗，從而創造出更大的經濟與社會效益。
4 結語
綜上所述，在現代化市場經濟高度發展的今天，科學技術無疑是第一生產力，而電力系統中的智能技術的發展必然是要基于與自動化技術的結合運用，這也是電力行業不斷創新、超越以及發展的重要技術保障。而隨著自動化智能技術的發展與廣泛應用，其已經成為了電力企業的重要組成部分，起著至關重要的作用。對于現代化的電力企業而言，我們不僅要重視當前的技術，更要用創新的思維與精神去探究更加先進的、能夠推動行業發展的技術，只有這樣，才能使電力系統具備經濟性與時效性，在市場競爭中立于不敗之地。
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