淺談電氣工程對(duì)電氣自動(dòng)化的實(shí)踐論文

　　摘要：人工智能技術(shù)的大規(guī)模開發(fā)和研究，電氣工程的人工智能化管理控制時(shí)代也逐步地來臨。在很多國內(nèi)外一流電力供應(yīng)企業(yè)中均實(shí)現(xiàn)或部分實(shí)現(xiàn)了對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)用智能技術(shù)的自動(dòng)化控制，這一跨越式的發(fā)展彌補(bǔ)了長期以來電氣系統(tǒng)單靠人工管控和維護(hù)的工作缺陷，在電氣工程自動(dòng)化方面邁出了堅(jiān)實(shí)的一步，為未來的電氣工程自動(dòng)化指明了方向。

　　關(guān)鍵詞：電氣系統(tǒng)；自動(dòng)化；人工智能；實(shí)踐

　　中圖分類號(hào)：TU96+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673—1069（2016）17—148—2

　　引言

　　電力的運(yùn)用加速了二次工業(yè)革命以來的世界文明進(jìn)程，當(dāng)前電力工程系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定性不僅與人們便捷、舒適的生活方式息息相關(guān)，而且直接影響到各實(shí)體企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)是否能夠有序地進(jìn)行。為此，采用先進(jìn)的人工智能技術(shù)逐步淘汰落后的人工控制系統(tǒng)從而實(shí)現(xiàn)電氣工程系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化、信息化控制，不僅是社會(huì)發(fā)展與科學(xué)進(jìn)步的結(jié)果，也是維護(hù)社會(huì)正常生產(chǎn)生活秩序、不斷滿足日益增長的社會(huì)電氣系統(tǒng)穩(wěn)定性可靠性需求的必然選擇。

　　1人工智能與電氣系統(tǒng)

　　所謂人工智能（ArtificialIntelligence），是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)，它發(fā)源于計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展和進(jìn)步，在當(dāng)前社會(huì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展中屬于比較“時(shí)尚”的字眼。而它的研究對(duì)象和研究結(jié)果也是時(shí)下比較“時(shí)尚”的：模擬人的反應(yīng)與邏輯思路，并在部分區(qū)域超越人的思維邏輯，在完成給定指令的同時(shí)能夠自主處理各種異常復(fù)雜的情況。而且，它最大的好處是能夠避免出現(xiàn)人由于情緒、精神、外在環(huán)境等因素影響下而產(chǎn)生的誤判斷、誤動(dòng)作、誤反應(yīng)。因而在當(dāng)前很多行業(yè)領(lǐng)域，特別是技術(shù)難度高、風(fēng)險(xiǎn)性較大的領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用，并且在很多地方取得了極為不錯(cuò)的效果。而對(duì)于事故后果較為嚴(yán)重，社會(huì)依賴程度較高的電氣工程系統(tǒng)而言，采用人工智能技術(shù)似乎是個(gè)自然而然的結(jié)果。事實(shí)上，國內(nèi)外的眾多技術(shù)人員在電氣系統(tǒng)人工智能方面進(jìn)行了多方面的探索并取得了諸多的成就。如智能電氣設(shè)備的出現(xiàn)、智能電力工程控制系統(tǒng)的出現(xiàn)以及電氣系統(tǒng)異常情況智能診斷等多種形式的智能化使得電氣工程系統(tǒng)在自動(dòng)化方向前進(jìn)了一大步，實(shí)現(xiàn)了電氣工程技術(shù)的一大飛躍，同時(shí)也是未來電氣工程自動(dòng)化發(fā)展的必由之路。

　　2人工智能在電氣系統(tǒng)的實(shí)踐運(yùn)用

　　以下就幾個(gè)電氣工程智能控制系統(tǒng)使用實(shí)踐進(jìn)行介紹。

　　2·1AVC系統(tǒng)

　　所謂AVC系統(tǒng)，是我國根據(jù)國外優(yōu)秀電力系統(tǒng)智能技術(shù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和自身發(fā)展國情，通過綜合利用經(jīng)濟(jì)壓差無功潮流計(jì)算技術(shù)與先進(jìn)無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置相結(jié)合而發(fā)展起來的一種自動(dòng)化電力系統(tǒng)無功電壓參數(shù)控制系統(tǒng)，簡稱AVC。AVC系統(tǒng)通過利用遙測、遙信技術(shù)將預(yù)先設(shè)置在各主要電力配送點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)收集到核心數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對(duì)各節(jié)點(diǎn)的各項(xiàng)電力參數(shù)進(jìn)行即時(shí)的計(jì)算，通過該節(jié)點(diǎn)電力參數(shù)的偏差、偏差范圍在系統(tǒng)的分析中找出偏差的原因以及偏差糾正方案（主要方案內(nèi)容包括主變分接開關(guān)調(diào)節(jié)、電容器投切、系統(tǒng)無功功率補(bǔ)償?shù)龋�，并通過在線無功功率補(bǔ)償?shù)瓤刂埔詫?shí)現(xiàn)偏差糾正方案，由此保證該節(jié)點(diǎn)處電壓參數(shù)的穩(wěn)定。而本系統(tǒng)在進(jìn)行該項(xiàng)實(shí)時(shí)控制的要點(diǎn)是預(yù)先確定各節(jié)點(diǎn)的電壓參數(shù)的約束條件，即作為確定該節(jié)點(diǎn)電力參數(shù)是否產(chǎn)生偏差的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)隨節(jié)點(diǎn)的不同而不同。因而對(duì)于AVC系統(tǒng)而言，預(yù)先設(shè)置（在更智能化的系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)其他電力參數(shù)進(jìn)行即時(shí)的更新）電力參數(shù)的約束條件的可靠性就成為整套控制系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵控制點(diǎn)。AVC系統(tǒng)不需要或極少需要人為的參與，具備較高的智能化和自動(dòng)化，而且作為閉環(huán)控制回路調(diào)節(jié)及時(shí)，能夠保證輸配電電力系統(tǒng)的系統(tǒng)穩(wěn)定性與系統(tǒng)安全性，因此得到了廣泛的好評(píng)，在目前國內(nèi)電力系統(tǒng)送配電中得到了廣泛的應(yīng)用。

　　我國國內(nèi)某電廠在電壓控制中采用了AVC系統(tǒng)，具體的實(shí)踐簡單介紹如下：

　　2·1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)該電廠AVC系統(tǒng)是基于送配電系統(tǒng)設(shè)施運(yùn)行的輔助控制系統(tǒng)，其主要結(jié)構(gòu)由調(diào)度中心主站、AVC子站、執(zhí)行終端機(jī)構(gòu)成，各結(jié)構(gòu)間利用以太網(wǎng)等構(gòu)成星狀網(wǎng)絡(luò)，采用DCS閉合回路控制系統(tǒng)。

　　2·1.2所采用的主要控制方案當(dāng)系統(tǒng)中高壓母線電壓參數(shù)高/低于系統(tǒng)給定參數(shù)值時(shí)，控制減少/增加發(fā)電機(jī)的無功功率；給每臺(tái)發(fā)電機(jī)組設(shè)定各自高低極值，控制機(jī)組在極值允許范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，否則禁止一切調(diào)節(jié)活動(dòng)；在系統(tǒng)出現(xiàn)電壓波動(dòng)異常時(shí)，閉鎖各機(jī)組獨(dú)自的調(diào)節(jié)功能，防止出現(xiàn)交叉干擾。這樣的AVC系統(tǒng)的使用使得電廠對(duì)于電力系統(tǒng)中各主要節(jié)點(diǎn)的電壓參數(shù)進(jìn)行了實(shí)時(shí)的自動(dòng)監(jiān)測和控制，改變了以往制動(dòng)響應(yīng)遠(yuǎn)滯后于參數(shù)異常的格局，增強(qiáng)了電力系統(tǒng)整個(gè)供配電的可靠穩(wěn)定性，而且極大地減少了人工的操作量和處理量，減輕了人員的工作負(fù)擔(dān)，降低了人為失誤所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

　　2·2綜合智能自動(dòng)控制系統(tǒng)

　　在廣泛采用新時(shí)期各項(xiàng)前沿技術(shù)成果的綜合智能控制系統(tǒng)，在控制過程中涉及到了計(jì)算機(jī)技術(shù)、硬件技術(shù)、軟件技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)、電力故障診斷與排查技術(shù)等多重技術(shù)。因而它相較于社會(huì)上一般的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)而言具有反應(yīng)更快、靈敏度更高、兼容性更強(qiáng)、數(shù)據(jù)處理更快、異常診斷排查能力更強(qiáng)的特點(diǎn)。它的自診斷能力，進(jìn)一步增強(qiáng)了該系統(tǒng)在電氣工程系統(tǒng)中的穩(wěn)定性與可靠性，因而綜合智能自動(dòng)控制系統(tǒng)成為當(dāng)前電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制改造的主要發(fā)展方向，也是未來電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行的主要控制系統(tǒng)之一。綜合智能自動(dòng)控制系統(tǒng)在工作中其數(shù)據(jù)處理中心具有不同的模塊用以實(shí)現(xiàn)不同的功能，主要包括智能診斷模塊、誤操作聯(lián)鎖制動(dòng)模塊、電網(wǎng)供配電智能調(diào)控模塊等。

　　2·2.1智能診斷模塊綜合智能自動(dòng)控制系統(tǒng)和AVC系統(tǒng)類似，在工作時(shí)通過從各個(gè)數(shù)據(jù)監(jiān)控點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)收集，通過封閉式局域網(wǎng)或加密開放式無線網(wǎng)絡(luò)可靠傳輸?shù)较到y(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心，系統(tǒng)后臺(tái)通過對(duì)各個(gè)反饋節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，辨識(shí)各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)信息或查找系統(tǒng)運(yùn)行中各節(jié)點(diǎn)處存在的異常，從而確定適應(yīng)的故障排除工作制動(dòng)方案，而進(jìn)行異常數(shù)據(jù)分析與處理的主要工作就在智能診斷模塊中進(jìn)行。

　　2·2.2誤操作聯(lián)鎖制動(dòng)模塊對(duì)于跟社會(huì)各方面緊密接觸的供配電系統(tǒng)而言，其系統(tǒng)運(yùn)行中存在有大量的不可預(yù)知因素影響到系統(tǒng)運(yùn)行的正常與可靠。特別是在城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村居民動(dòng)力/照明用電中，常會(huì)由于大量的人員誤操作而導(dǎo)致電氣火災(zāi)、觸電等事故。綜合智能自動(dòng)控制系統(tǒng)通過對(duì)各個(gè)模塊單元的即時(shí)數(shù)據(jù)（主要包括瞬時(shí)電壓、即時(shí)電流、電力負(fù)荷波動(dòng)等）傳輸分析該節(jié)點(diǎn)處是否存在異常變化，從而在最短時(shí)間范圍內(nèi)確定合適的控制動(dòng)作方案，以節(jié)點(diǎn)處各動(dòng)作元件按指令動(dòng)作從而完成對(duì)該局部區(qū)域內(nèi)電力系統(tǒng)的緊急聯(lián)鎖制動(dòng)。

　　2·2.3電網(wǎng)供配電智能調(diào)控模塊對(duì)于當(dāng)前社會(huì)電力供應(yīng)，我國絕大部分地區(qū)均存在著電力供應(yīng)相對(duì)不足的困境，特別是用電負(fù)荷較高時(shí)間段，電網(wǎng)供配電電力平衡供應(yīng)就成為了一大難題，而綜合智能自動(dòng)控制系統(tǒng)的智能調(diào)控模塊可以使得電力供應(yīng)實(shí)現(xiàn)時(shí)間、區(qū)域上的最大合理化，在保障基本需求的基礎(chǔ)上，合理的實(shí)現(xiàn)電力資源的最優(yōu)化利用，實(shí)現(xiàn)地區(qū)供電的相對(duì)平衡。

　　3結(jié)語

　　因而，人工智能下的電氣系統(tǒng)自動(dòng)化程度的提升給社會(huì)生產(chǎn)生活提供了更為堅(jiān)實(shí)的保障。除此之外，各種人工智能自動(dòng)化電氣設(shè)備的大量涌現(xiàn)也極大地改變了原有電氣工程格局，使得人工智能在電氣工程系統(tǒng)的自動(dòng)化道路的推進(jìn)方向又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。可以預(yù)見的是，在不久的將來，充分利用人工智能的電氣工程系統(tǒng)自動(dòng)化程度會(huì)空前的高，電氣工程系統(tǒng)的整體可靠性和穩(wěn)定性也會(huì)得到極大提升。

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