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数字化智能技术在电力系统自动化中的应用

蒋文
  
腾跃媒体号
2023年21期
永州电力勘测设计院有限公司 湖南永州 425000

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摘要:我国社会经济的蓬勃发展以及城市建设步伐的深化,推动了电力事业的发展进程,越来越多的先进设备和科技应用于电力系统当中。数字化智能技术在电力系统中的应用,无论是在电力系统自动化水平提升方面,还是在推动电力系统技术发展方面都起到了不可忽视的重要作用。文章中简单论述了数字化智能技术在电力系统自动化中的应用价值和具体应用,期望能为相关从业人员提供一些参考。

关键词:电力系统;数字化智能技术;技术应用

随着我国科技水平的飞速攀升,为数字化智能技术的发展完善和推广普及提供了有力支持,也使得数字化智能技术逐渐应用于各个行业和领域中。电力系统作为集合了多种科学技术的复杂性工程,如果其中某一环节出现故障或运行问题,很容易对整个供电系统带来一定程度的影响。而合理应用数字化智能技术,对电力系统自动化水平以及运行稳定性的提升有着积极的促进作用。

一、数字化智能技术在电力系统自动化中的应用价值

(一)有助于减少操作失误

现代电力系统中涵盖了大量不同类型的电子设备和先进科技,这是电力系统自动化技术得以实现和持续发展的关键所在[1]。但也需要正视其中存在的新挑战,那就是如果某个电子设备出现运行故障,会对电网运行安全性和稳定性产生不同程度的影响。传统的电力系统故障检查模式,在电力系统运行故障识别效率等方面存在不足,这会导致电力系统留有安全隐患,并在问题爆发时引发或大或小的安全事故以及经济损失。数字化智能技术在电力自动化系统中的应用,可以构建过程可控且可视化的电力系统智能化操作体系,既可以最大限度的降低因操作失误而引发的电力系统运行问题,还可以针对电子设备可能出现的运行故障进行分析和预警,并提高对设备运行故障的反应速度和解决效率,进而为电力系统的安全稳定运行提供全方位保障。

(二)有助于提升电力系统控制力

以往的电力系统自动化技术虽然运用了大量的先进技术和设备,但电力系统的控制以及运维等工作仍然需要以相关技术人员的操作为主导。这不仅需要配备相应的工作人员以及制定对应的操作规范和管理制度,还会对电力系统自动化技术应有作用的发挥以及系统控制力产生一定影响。将数字化智能技术运用于电力系统中,不仅可以借助人工智能技术、信息化技术等先进技术手段,实现部分关键设备重复操作任务的自动化、智能化开展,还可以将智能技术应用于部分比较复杂或困难的系统操作环节,一方面能够进一步优化完善电力系统自动化技术,另一方面则是可以促进电力系统控制力的提升。

(三)有助于实现智能化发电

数字化智能技术在电力系统智能化发电方面的作用,主要体现在以下方面:(1)智能技术的应用能够促进电力系统控制力的提升,可以通过科学分析电力需求调整优化发电计划,并以此为依据对发电过程中燃料的消耗进行监控和调度;(2)智能技术的应用不仅可以针对各个发电设备的运行状态进行实施监测,保证发电设备的正常稳定运行,还可以依据发电计划对相关发电设备的生产过程进行监控和智能化调度,这对发电效率的提升以及节能减排目标的实现有着重要意义。

(四)有助于实现智能化送配电

提升电力系统送配电智能化水平,也是电力自动化系统中数字化智能技术应用价值的重要体现。首先,人工智能等先进科技在电力系统中的应用,可以对电力系统送配电相关数据信息进行实时收集和深入分析,然后根据数据分析结果对送配电系统可能存在的运行隐患进行诊断,从而为送配电系统的可靠运行提供更加全面的保护;其次,智能技术与传感器技术等科技手段的综合应用,可以实现对电力系统能耗情况、电力载荷情况的实时监测、分析和优化,这对送配电系统运行效率的提升有着显著的促进作用。

二、数字化智能技术在电力系统自动化中的具体应用

(一)专家控制技术的应用

专家控制技术是电力自动化系统中应用极为广泛且重要的智能技术之一,其在电力系统中的应用主要是结合人工智能等先进技术,通过构建专家知识库以及对应的推理机制建立专家控制系统,如图1所示[2]。专家控制系统具有数据信息处理能力更强以及分析决策更加精准等特点,也是提高电力系统自动化水平的有效技术手段,其具体应用涉及以下方面:(1)电力系统中的专家控制系统,可以根据电力系统控制要求以及电力系统实际运行情况,利用专家知识库以及推理机制,对电力系统控制策略以及相应的控制指令进行分析设计和执行,可以提高电力系统自动化控制水平以及实时监测系统运行状况,进而为电力系统运行效率、运行安全性以及运行可靠性的提升提供有力保障;(2)专家控制系统在电力系统运行故障诊断工作中也发挥着巨大作用,其具体实施路径主要是借助专家知识库中的相关信息以及故障推理规则,从多个层面和角度对电力系统运行情况进行监测和判断,并及时、准确定位可能发生运行故障的环节,进而将故障隐患信息和分析诊断结果发送给相关技术人员,以便能够在电力系统运行故障发生初期给予妥善解决。

(二)线性控制技术的应用

线性控制技术是数字化智能技术发展过程中逐步衍生和优化完善的重要控制技术,是以给定指标为依据利用对应推理规则分析和选择最优控制策略的技术手段[3]。线性控制技术在电力自动化系统中的应用,主要涉及以下内容:(1)线控最优控制系统在电力系统发电机组控制方面的应用,可以基于电力系统发电机组的运行特点、运行情况以及生产目标,制定优化发电机组控制参数以及控制策略,既可以达到优化电力系统发电机组性能等效果,还可以促进发电机组生产效率的提升;(2)线性最优控制系统在电力系统输电线路控制方面的应用,主要是通过对电能损耗等相关数据信息的收集分析,结合输电线路运行特点构建线路模型,然后借助模型从整体层面对输电线路控制策略以及相关参数调整方案进行制定与优化,在提高电力系统输电线路运行效率、运行稳定性以及降低电能损耗的同时,实现输电线路维修成本管控成效的提升。除此之外,线性最优控制系统在发电机电阻控制优化等方面也发挥着巨大作用。

(三)神经网络控制技术的应用

神经网络控制技术是我国应用时间较早、发展时间较长的智能控制技术之一,也是应用范围较广且备受认可的数字化控制技术,具有数据信息整合处理能力强、可以预测复杂非线性关系等特点。神经网络控制技术在电力自动化系统中的应用主要涉及以下方面:(1)神经网络控制技术在电力系统负荷调度方面的应用,主要是以电力系统历史负荷数据信息为依据。通过对相关数据信息的学习与分析,根据电力系统运行特点对电力系统负荷变化趋势进行全面、精确的预测,然后在此基础上结合供需平衡目标进行针对性的优化调度,这对电力系统的安全稳定运行以及能源利用效率的提升有着重要意义[4];(2)神经网络控制技术在电力系统故障诊断方面也发挥着极大作用,借助传感器技术对电力系统运行数据信息进行实时监测和收集汇总,然后由人工神经网络对相关数据信息进行深入分析。可以有效识别电力系统运行过程中的异常状态,并第一时间向相关技术人员发出预警,从而最大限度的降低运行故障对电力系统稳定运行产生的影响;(3)神经网络技术除了可以用于对电力系统负荷预测以及运行故障预警等方面,还可以用于对电力市场的预测等工作中。神经网络可以对电力市场相关数据信息进行深入分析,进而对电力市场价格波动情况以及电力供需情况进行详实预测,既可以为电力企业经营发展决策的制定优化提供必要的参考依据,还可以帮助电力企业进行优化调度以及实现企业经营效益的提升。

(四)模糊控制技术的应用

模糊控制技术是一种基于模糊逻辑原理实现的模糊化处理模式,如图2所示,该控制技术的应用特点主要是在复杂环境下面对不确定因素时,借助模糊推理算法以及对应的模糊规则库实施系统控制,模糊控制技术的有效应用也是提升电力系统自动化水平的重要途径之一。首先,输电线路安全控制是关系到电力系统整体运行稳定性的关键所在,其中涉及电流过载保护以及短路保护等环节。模糊控制技术在输电线路安全控制领域的应用,通常是用于对线路故障的检测等方面。在具体实施环节需要基于传感器数据信息以及相关故障指标构建模糊规则库,然后利用相应的模糊推理算法对输电线路可能存在的故障进行模糊匹配和预警。不仅可以有效提升输电线路运行故障识别工作效率和准确性,还可以为输电线路运行故障维修处理工作提供必要的参考信息;其次,模糊控制技术在电力系统发电机调速控制工作中的应用,是借助相应的控制算法以及参数发挥自身的智能化调整作用,进而辅助发电机进行自适应调速。

(五)综合智能技术的应用

综合智能技术是对多种数字化智能技术的有机融合与运用的技术手段,综合智能技术在电力自动化系统中的应用,可以达到不同数字化智能技术优势互补的效果。比如,可以强化模糊控制的整体控制效果,能够降低专家控制技术使用成本等。而如何有效发挥综合智能技术应有的作用和价值,则是需要围绕电力自动化系统运行特点以及实际需求,在充分考量各数字化智能技术特点、技术复杂性以及优势的基础上,对不同的数字化智能技术进行灵活组合,进而促进电力系统自动化、智能化水平的提升。

(六)智能化信息管理技术

专家控制技术、线性控制技术、神经网络控制技术以及模糊控制技术等数字化智能技术,大多是应用于对电力自动化系统变配电和输电用电等各个运行环节,并发挥出优化调度以及故障监测等作用。而智能化信息管理技术在电力自动化系统中的应用,是依靠智能化信息管理技术建立健全智能管理平台,对其他数字化智能技术以及电力系统相关数据信息进行集中处理[5]。智能化管理平台的功能模块主要涉及以下内容:(1)电力自动化系统监控模块。该监控模块是对电力自动化系统运行状况进行监控,一方面是对电力系统相关设备电压电流、功率因数等运行数据信息进行收集和记录,另一方面还需要对相关设备的运行状态进行实时监测,从而为电力系统的操作与管控提供必要的参考依据;(2)电力自动化系统图表管理模块。该功能模块除了可以通过图形方式,对电力系统电流曲线以及功率曲线等数据信息进行展示,还支持通过设置查询条件的方式对各设备用电量等信息进行查询和打印;(3)电力自动化系统预警模块。该功能模块的作用主要是对各数字化智能技术诊断出的系统运行故障信息进行呈现和提示,方便相关技术人员能够及时、详细的了解电力自动化系统故障信息,并第一时间采取妥善、可行的解决方案;(4)智能化管理平台权限模块。该功能模块是根据管理平台操作人员的岗位和工作需要,分别赋予不同的管理平台操作权限,可以起到提升电力自动化系统运行数据信息安全性等目的。

总结:

综上所述,数字化智能技术的应用可以为电力自动化系统提供必要的技术支持,而电力自动化系统繁琐复杂的工作流程,也是数字化智能技术有效应用必须面对的挑战。这需要立足于电力自动化系统整体层面,结合数字化智能技术特点和应用需求,积极探索实践智能技术应用新途径,进而推动电力系统自动化技术的不断发展完善。

参考文献:

[1]相晓东,相少勋.智能技术在电力系统自动化中的应用[J].模具制造,2023,23(12):232-234.

[2]杨正.智能技术在电力系统自动化中的应用[J].科技创新与应用,2023,13(33):189-192.

[3]王鑫琪.智能技术在电力系统自动化控制中的应用[J].现代工业经济和信息化,2023,13(09):155-157.

[4]阮文青.数字化智能技术在电力系统自动化中的应用[J].自动化应用,2023,64(17):32-34+38.

[5]于智强.智能技术在电力系统自动化中的应用[J].光源与照明,2023,(07):219-221.

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