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摘要：针对现代电力系统调度控制、故障检测、新能源并网等技术难度不断增加的问题，对智能化技术的优势以及在电力系统中的应用价值进行了深入分析，提出了部分智能化在电气工程领域的应用策略，通过论述证明其具有一定实用价值。
关键词：电力系统；电气工程自动化；智能化；应用探究
如今，智能化技术的发展速度越来越快，为各行各业的进步注入了新的动力。从全自动生产流水线，到智能产品更加多元的服务功能，可以说智能化技术已经融入了现代社会。在现代化的电力系统领域，智能化技术的应用也已经成为了一个研究热点。智能化技术涵盖了电力电子、信息处理、自动检测、自动控制、模式识别、等诸多研究内容，是一种综合性极强的现代科学技术。智能化不仅可以解放更多的人工生产力，更能够大幅度提升工作效率，是当前乃至未来很长时间内工业生产发展的主要方向。基于此，本文对智能化技术在电力系统电气工程自动化领域的应用策略进行了深入探析。
图1 PB神经网络
一、技术优势
智能化技术应用在电气工程控制领域可以使控制系统拥有更高的精度、更快的响应速度、更高的控制效率、更强的抗干扰能力。还能对控制参数依据实际工况进行实时动态调整，进一步增强控制器对控制对象的泛化能力。同时，智能控制可以实现对更为复杂系统的控制，完成大量繁琐的连锁工控任务[1]。智能化技术能够更好的掌握复杂程度极高的动态数据信息，解决传统控制无法完成的预测问题，对问题的预测评估更加准确，提升了电气系统的工作效率。此外，智能化技术让计算机大量替代了人工工作，大大节省了生产过程中人力成本的投入，其稳定高效的技术优势逐渐让高智能化成为了未来电力系统领域的发展的趋势。
二、应用分析
（一）故障诊断
受复杂的工业环境影响，电力系统设备的故障诊断一直以来都是行业内广泛存在的难题，智能化技术的应用为这一问题提供了更多选项，例如人工神经网络的利用。人工神经网络是一种分布式并行信息处理的算法模型，以BP神经网络为例，其结构类似于人类的大脑神经网络，如图1所示。
基本BP神经网络由输入层、中间层、输出层构成，输入层节点数与输入变量对应，中间层神经元相当于激活函数，输出层与输出变量对应，网络算法采用误差反向传播算法。将BP神经网络应用到电气设备故障检测时首先将可能导致某一故障发生的诱导因素作为输入变量而故障发生情况作为输出，例如，变压器的故障因素包括环境湿度、绝缘油品质、运行温度等，将这些参数量化统计作为网络输入，而变压器故障发生时的运行参量作为输出，建立一个故障诊断神经网络，然后基于大量的历史运行数据对网络训练以更新各神经元阈值最终建立起一个变压器的故障动态预测模型[2]。当某一输入发生剧烈变化时模型便会输出可能的故障情况，为技术人员提供参考，这不仅减少了人工故障排查工作量，还从数学理论的角度缩小了故障检查的范围，提升了故障判断的准确信，因此，智能化技术大大提高电气设备故障诊断的效率，为电力系统安全稳定运行提供了保障。
（二）电气控制
传统的PID算法鲁棒性强，适应性好，成本低廉，是电气控制当中使用最为广泛的技术，然而在某些控制领域PID算法的缺点是十分明显的，例如对某些工业回路开关的控制，其精度和速度是无法满足要求的。智能控制基于大量的智能优化算法如：粒子群算法、遗传算法、灰狼算法、蚁群算法等通过提升控制系统的快速响应能力和控制精度，克服了PID存在的缺陷，为提升控制系统的整体品质提供了更好的数学理论依据。此外，智能化控制更多的强调了工业系统的全自动模式，许多控制环节被有机的集合在了一起形成一个自动监控自动判断自动调整的系统，摒除了人为的过多干预，不仅提升了生产效率还减轻了人员的劳动量。例如：现代化的电力生产企业，利用总线控制，将全厂分散的控制环节连接到核心计算机，实现了对分布式控制单元的集中监控，大大便利了工作人员的操作任务。总而言之，随着模糊控制、专家控制、等智能控制方法的研究不断深入，电力系统电气工程自动化的发展必将朝着更为高效的智能化模式转移。
图2
（三）智能测量
电气工程当中实现高精度、高速度的自动控制是对控制单元输入变量的精确连续测量为前提，没有精确的参数测量再先进的控制器也无法发挥出应有的工作效能。然而在实际工程中许多变量的测量是极为困难的。例如，火电生产系统中的SCR脱硝系统，指导控制单元工作的主要输入变量为SCR的入口与出口NOx浓度值，传统的CEMS测量系统采样管线很长清扫过程无法测量，而且复杂的物化处理过程需要很长时间，因此测量值具有一定的滞后性和不连续性，不利于指导控制系统调整供氨量，负荷变动很大时极易导致SCR出口NOx超标和氨气逃逸过量。智能测量手段则可以很好的避免这一问题。测量过程首先选取影响氮氧化物浓度的多个易测变量作为输入，比如温度、压力、流量等，以NOx为输出，然后借助计算机强大的计算能力建立一个数学模型间接对待测量进行预测，使NOx浓度的测量更具有实时性、精确性，进而优化控制系统功能。此外，智能测量建立的数学模型参数修正成本更加低廉，工作量也更少，因此，在实际工程当中具有很高的适用性。图2所示为一个简单的基于神经网络的软测量模型。
（四）工程设计
电力系统的电气设计需要极高的理论基础，随着现代科学技术的发展，各大电力科研院所的研究热点逐渐趋向于对电气工程的智能设计[3]。电气设备的设计与电力系统电气工程的自动化控制息息相关。设备电路的设计需要大量的数学理论计算，传统的设计模式给技术人员带来了巨大的工作压力，电路的结构、元件的使用都是复杂而繁琐的。应用智能算法可以很好地解决这一问题。例如基于深度学习的理论设计，通过大量的设计学习，优化模型网络，在实际设计当中，制定设计要求，从而让模型网络自动推算出电气设计结构。
（五）PLC 技术的应用
PLC经过几十年的发展已经在技术层面取得了长足进步。现今广泛使用的PLC具有许多优势。第一，微机技术的成熟与芯片集成度的不断提高以及新材料的研发升级使得PLC的硬件构成系统更加安全、稳定，具有更强的抗干扰能力。第二，PLC编程语言以梯形图（LD）为主，这种模块化的编程语言入学门槛很低而且简单易懂非常容易上手，便于在技术人员当中展开推广，另外，PLC编程逻辑功能的实现采用的是积木式拼接方法，因此，工程技术人员很容易依据实际控制要求对程序进行编写。第三，由于PLC的结构简单所以其安装过程非常便宜，在正常运行过程中也不需要过多的维护维修，是性价比非常高的控制器。第四，芯片集成技术的不断革新使得微型处理器的运算速度越来越快，因此，PLC的一个重要优势就是处理能力的高速性，这在电气控制系统当中显得尤为重要。图3所示为常见的PLC控制柜。
图3
三、结论
通过以上论述可以预见智能化技术在电力系统电气工程自动化领域的应用必将越来越广泛，从业技术人员应当以前瞻的眼光、继续深入对智能化技术的研究，大胆创新，为我国现代电力系统建设实现更加科学，更加先进的目标奠定基础。
参考文献：
[1]陈培炜.新时代下电力系统电气工程自动化的智能发展[J].智库时代,2018(41):153-154.
[2]王艺璇.探讨电力系统电气工程自动化中的智能化技术的运用[J].山东工业技术,2018(09):158-159.
[3]孙建.浅谈电力系统电气工程自动化中的智能化技术的应用[J].通讯世界,2017(22):231-232.
论文作者:陈敏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/17
标签：技术论文; 电力系统论文; 神经网络论文; 测量论文; 电气工程论文; 算法论文; 故障论文; 《基层建设》2019年第18期论文;