智能控制在电力系统中的应用

摘 要：智能控制，这一概念对于我们早已不在陌生，其必将成为21世纪电力、机电系统发展的主要方向。本文探讨了智能控制与机、电一体化发展的关系，并重点阐述了智能控制在电力系统中的应用。

关键词：智能控制；机电一体化；应用

0引言

集成电路技术的飞速发展为机电一体化技术的发展奠定了坚实的基础，机电一体化技术日益成熟的同时，得到了极为广泛的应用，各种工业生产中越来越多地涉及到了机电一体化技术，其极大地改变了我们的生活方式。随着生产要求的进一步提高，对机电一体化技术的控制效果的要求也逐步提高。许多工业对象或生产过程常常具有非线性、时变性、变结构、多层次、多因素以及各种不确定性等，难于建立精确的数学模型，即使对一些复杂对象能够导出数学模型，但过于复杂，既不利于设计，也难于实现有效控制。而智能控制的出现和不断发展，为解决这些问题提供了有效的方法。越来越多的智能控制方法在机电一体化系统中得到应用，智能控制在机电一体化系统中的研究也日益受到重视。

1.关于智能控制

智能控制这个词对我们来说，早已不在陌生，几乎充斥于生活生产的方方面面，究竟什么是智能控制呢？所谓智能控制，就是指在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术，是用计算机模拟人类智能的一个重要领域。传统的控制只是智能控制中的一个组成部分，是智能控制最底层的阶段。智能控制是由多个学科相互交叉所形成的学科，它的理论基础包括信息论、自动控制论、运筹学及人工智能等内容。智能控制系统具有极强的学习功能、组织功能及适应性功能，其在机、电等方面的广泛应用是当前智能控制的一大发展趋势。模糊系统、遗传算法、专家系统及神经网络是应用在机电一体化系统中的最常见的四种技术，它们之间存在着相互依存、相辅相成的关系。

2.智能控制与机电一体化的关系论述

事实上，智能控制是21世纪机电一体化发展的必然趋势。机电一体化技术在国外的起步时间相对较早，发展相对成熟，早在20世纪90年代，发达和较发达国家的机电一体化技术就开始逐渐步入智能控制的阶段。一方面，通信技术、光学等加入到机电一体化行列中，微细加工技术也逐步在机电一体化中得以有效应用，出现了微机电一体化及光电一体化等新的分支结构；另一方面，有关机电一体化系统建模的分析、设计以及集成方法，机电一体化学科体系及发展趋势等都开展了深刻的研究。同时，因为神经网络技术、人工智能控制和光纤技术等多领域都有了较大进步，这为机电一体化的技术发展提供了广阔空间，也为产业化奠定了基础。智能控制已成为21世纪机电一体化发展的必然趋势，它在控制理论的基础上，加以运筹学、模糊数学、计算机科学、生理学、心理学、混沌动力学及人工智能等众多新方法、新思想，通过对人类智能的模拟，使其具有思维逻辑、判断推理能力以及决策能力，以获得更准确的控制目标。智能控制已经在机电一体化的系统研究中日益受到重视，尤其是在电力系统中的应用。下面将详细论述。

3.电力系统现状

随着我国经济的迅速发展，特别是经济发展较快的地区，用电负荷也在快速增长，对配电网和相关配电设施的需求不断提高，尤其是对电力质量的要求不断增加。

采用智能化的配电网系统是必然的、唯一的选择。

所谓的智能化配电网系统，是指应用现在成熟的电子、通信、网络、图形等技术并与配电设备结合在一起，对运行中的配电网进行监视、控制、保护、管理的一项先进技术。实践证明，智能控制一旦应用到配电网中，可以增加配电网系统安全运行水平，对供电质量的提高、节能降损、降低人们的劳动强度、提高现有配电设施的应用能力都有着显著的提升作用。

配电网系统智能化的功能主要有以下几个方面：

（1）配电网的运行、管理

通过远程数据采集，实时监视配电网上的状态量，对中、低压电网的负荷提供最佳的估算，更可以计算整个电网的电压、负载的变化。使供电单位实时掌握电网的接线情况和负荷变化的情况，更可以帮助判断用户报修故障和管理现场工作班的地点。极大的提高了工作效率。

（2）配电网运行控制

利用智能化模块，可以轻松、快捷的远程控制开关站、变电所主要设备的投入、切除。以达到需要的目的：如满足电压质量、无功补偿、负载平衡等。

（3）控制用户负荷以及故障报修

通过遥测、遥信、遥控数据的交换（通过安装在开关站、变电所得智能化模块DTU实现）即时掌握客户负荷曲线和特点，建立负荷预测模型，对偏离的实际用电情况，及时帮助客户分析原因，使费效比最优。对有故障的终端负荷，即时切除，同时告警报修，能最大限度的保护电网的稳定和无故障部分的正常运行。

4.在实际中的应用

笔者原从事通讯设计、施工四年，有通讯设计院的工作背景。目前进入机电设备设计、安装也有数个年头，08年曾经参与电信3G牌照获得后接收CDMA网络扬州地区组网（传输部分的设计和施工），以及FTTB（光纤到楼）、FTTH（光纤入户）三网合一的实践尝试（注意：当时工信部尚未批准全面推行三网合一，仅北京、大连等12城市试点！），对通讯运营商预留备用光纤，以应对未来可能的电力远动、集抄的前瞻性举动较为赞赏。也有幸积累了一些智能化融合到供电方向的探索经验

结合目前电力设计、施工，尤其是开闭所、开关站、部分用户变在智能负荷控制、数据参数远程采集方面积累了一点体会，比如：江苏供电公司虽然在设计、图纸审核中对远程集抄、参数采集、乃至接口协议提出了具体的要求。但在实际应用中部分DTU（远动屏）的功用并未完全体现出智能化的倍增效应。究其原因有两个：一、设备价格高昂，不是指该智能化技术方面，而是设备进网的壁垒尚有待消除；二、该网络功效的完全发挥，需要建立一个区域性乃至全国性的信息专用光纤传输网络。

可喜的是近年来无论是国家电网企业，还是各设备厂商都在为智能化在电力行业的融合，做着不懈的努力！

5.结束语

智能化控制是电力、机电一体化技术未来很长一段时间发展的主要方向。智能控制技术的发展也是日新月异，如何将其与机电一体化技术以及传统控制理论结合起来实现机电系统的高度智能化还有很长的距离，需要不断地探索和研究。