電力電子的智能化控制技術(shù)探析

電力電子的智能化控制技術(shù)探析摘要：隨著社會和時代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展使得智能電網(wǎng)的應(yīng)用越來越廣泛，電網(wǎng)系統(tǒng)的自動化進(jìn)程也在加快。為了跟上時代的步伐，盡快實現(xiàn)智能電網(wǎng)，必須重視電力電子技術(shù)的發(fā)展，重視電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，這是智能電網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵，本文就電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行簡單的探討，簡要的說明電力電子技術(shù)對智能電網(wǎng)的作用。1電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的作用我國電網(wǎng)技術(shù)雖然已進(jìn)入發(fā)展階段，但仍處于發(fā)展的初級階段。在這個過程中還存在許多問題。U前來看，這種情況很難適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟發(fā)展的需要，也很難適應(yīng)當(dāng)前社會的需要。因此，在電網(wǎng)發(fā)展過程中，有必要加大電力電子技術(shù)的應(yīng)用，加強電力電子技術(shù)的建設(shè)，為電網(wǎng)的智能化發(fā)展提供保障。電力電子技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用是保證電網(wǎng)安全發(fā)展的重要保證。同時也可以維護(hù)電網(wǎng)運行的安全,優(yōu)化智能電網(wǎng)的發(fā)展，滿足社會的需求。1.1改善電能的輸出質(zhì)量隨著社會的不斷進(jìn)步，人類的需求也越來越大。越來越多的企業(yè)、設(shè)備、技術(shù)等對電能的需求越來越大。在這種需求過大的情況下，如果電網(wǎng)系統(tǒng)的輸出功率不能保持在一個穩(wěn)定的狀態(tài)，如果電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量不能得到保證，那么為了保證電力輸出的質(zhì)量和穩(wěn)定性，要通過電力電子技術(shù)提高電網(wǎng)能量，合理配置電力輸出，保證電力輸出的穩(wěn)定性，提高電力輸出效率，為社會經(jīng)濟帶來更大的效益。1.2優(yōu)化資源的配置能源消費已成為社會關(guān)注的重大問題。中國是一個人口大國，能源消耗自然也比較大。雖然電力方面不缺能源，但能源消耗對環(huán)境的壓力相對較大。電力屬于可再生清潔能源，因此在當(dāng)前社會高度重視環(huán)境保護(hù)的狀態(tài)下，利用電力電子技術(shù)建設(shè)先進(jìn)的電網(wǎng)，優(yōu)化電力資源，保護(hù)可再生資源。1?3維護(hù)智能電網(wǎng)的穩(wěn)定性隨著電力技術(shù)的飛速發(fā)展，其應(yīng)用范圉越來越廣泛，但在電網(wǎng)中的應(yīng)用還很欠缺。許多電力企業(yè)沒有利用電力電子技術(shù)對電網(wǎng)的穩(wěn)定性進(jìn)行大規(guī)模的控制。然而，在電網(wǎng)發(fā)展中，安全是第一要務(wù)。電網(wǎng)對人類的作用是巨大的，其不穩(wěn)定所造成的危害是不可佔量的。然而，電網(wǎng)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、輸配電等諸多方面存在著不同的問題，因此，電網(wǎng)發(fā)展的不穩(wěn)定性依賴于電力電子技術(shù)來解決。中國電網(wǎng)的發(fā)展方向是智能化。因此，隨著未來智能電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)將變得越來越復(fù)雜。此外，隨著人類活動的發(fā)展，自然災(zāi)害的發(fā)生率也將越來越頻繁。自然災(zāi)害對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的影響是非常大的，因此，隨著未來智能電網(wǎng)的發(fā)展，有必要大規(guī)模地運用電力電子技術(shù)優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，確保電網(wǎng)運行安全。2電力電子控制智能化的應(yīng)用研究2?1模糊變結(jié)構(gòu)控制的應(yīng)用模糊控制技術(shù)本身就是一種先進(jìn)的控制技術(shù)。該技術(shù)以模糊數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ),通過仿真決策和近似推理處理，通過模型控制規(guī)則對具體事物進(jìn)行控制。在這個過程中，我們可以摒棄數(shù)學(xué)模型與系統(tǒng)之間矛盾的影響，使其自身的穩(wěn)定性和適應(yīng)性有了較大的提高，最終成為智能控制技術(shù)的重要組成部分。一般的控制理論很難滿足這一要求。同時，模糊控制具有一個非常典型的特點，即具有明顯的抖振現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)也成為解決電力變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)抖振現(xiàn)象的重要契機。通過兩者的有效結(jié)合，有效地解決了原有的復(fù)雜問題。傳統(tǒng)邊界層法在解決〃抖振〃問題的時候存在有天然的不足與缺陷，而通過模糊控制理論將傳統(tǒng)邊界層的模糊化進(jìn)行曲面的無抖振切換。通過這樣的設(shè)計規(guī)則來控制抖振現(xiàn)象，就能夠在很大程度上降低模糊控制的“抖振現(xiàn)象〃。與此同時，通過對控制信號的柔化處理，模糊控制也實現(xiàn)了對不連續(xù)控制信號的有效把控，這也進(jìn)一步減緩了電力電子變結(jié)構(gòu)控制應(yīng)用過程中的“抖振現(xiàn)象52.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的應(yīng)用在電力電子領(lǐng)域，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要用于故障診斷與控制。UhIj,隨著電力電子技術(shù)研究的逐步深入，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了更有效的普及。□前，技術(shù)人員在電力電子控制的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性方面取得了重大突破，各個領(lǐng)域的控制工程也朝著智能化的特點發(fā)展。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用很好地適應(yīng)了這一發(fā)展趨勢，它在電力電子領(lǐng)域的應(yīng)用為控制電路提供了更高的適應(yīng)性，因此從理論上講，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用也可以設(shè)計出更優(yōu)越的智能控制系統(tǒng)?？偟膩碚f，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用也為解決現(xiàn)代電力電子裝置控制過程中的許多問題提供了有效的保證。長期以來，電力電子設(shè)備的故障診斷有賴于技術(shù)人員的長期探索和技術(shù)積累。在此前提下，診斷的效率和質(zhì)量可想而知。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)能力使其參與下的故障診斷工作能夠充分利用歷史故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷。同時，通過不同故障現(xiàn)象之間的相關(guān)映射，可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的檢測質(zhì)量。另外，結(jié)合樣本訓(xùn)練，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還可以與故障診斷系統(tǒng)相結(jié)合，對電力系統(tǒng)進(jìn)行在線自診斷。實踐結(jié)果表明，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能故障診斷系統(tǒng)在三分類電路、變壓器故障診斷等工作中具有理想的應(yīng)用效果。23預(yù)測控制系統(tǒng)的作用在電力電子領(lǐng)域，預(yù)測控制系統(tǒng)的應(yīng)用價值也非常明顯。通過較長時間跨度的優(yōu)化控制，可以進(jìn)一步保證電力電子場的穩(wěn)定性。將控制過程分解為若干個時間跨度優(yōu)化問題，同時對最優(yōu)解進(jìn)行處理。與以往的統(tǒng)訃和時間序列分析處理方法相比，預(yù)測控制系統(tǒng)下的預(yù)測過程更為簡單，預(yù)測精度更為保證。例如，在傳統(tǒng)的電力電子系統(tǒng)中，受供配電安全性要求的限制，如何根據(jù)實施悄況調(diào)整發(fā)電機到線路的配電是一項非常復(fù)雜的工作。在傳統(tǒng)技術(shù)條件下，111于傳統(tǒng)預(yù)測方法不具備適應(yīng)性要求，預(yù)測精度與實際情況相差較大，特別是在用電高峰階段，因此盲U使用它只會破壞電網(wǎng)的穩(wěn)定和用電質(zhì)量和安全。預(yù)測控制系統(tǒng)最大的優(yōu)點在于其較強的自適應(yīng)預(yù)測能力，對系統(tǒng)中的干擾、噪聲等不確定性問題也具有較強的魯棒性。3電力電子技術(shù)的未來發(fā)展趨勢3.1大功率化隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和我國加工業(yè)的不斷完善，各種電子器件的容量不斷增大，電力電子技術(shù)將朝著大功率方向發(fā)展。例如，我國一些城市在現(xiàn)有交通系統(tǒng)中推廣電動出租車、電動公交車和磁懸浮列車，恰恰驗證了大功率的發(fā)展方向。3.2高頻全控裝置的全面發(fā)展，使電力技術(shù)向高頻化方向發(fā)展。這也將使相關(guān)元件朝著體積小、重量輕的方向發(fā)展，有利于器件的小型化。3.3集成在人和對科技產(chǎn)品多功能、輕量化、便于攜帶的需求驅(qū)動下，模塊化也是未來電力電子技術(shù)發(fā)展的一大方向。模塊化主要是指在電力和電氣技術(shù)的支持下，將各種元件連接成多個單元，安裝在基板上，完成相關(guān)功能。典型的代表是計算機的更新和發(fā)展。一體化將使產(chǎn)品具有使用方便、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，滿足人們的需求。3.4智能化上面已經(jīng)提到了集成。在集成化的基礎(chǔ)上，智能化是未來重要的發(fā)展方向之-o遠(yuǎn)程控制、計算機操作和工業(yè)自動化的發(fā)展是智能化的具體體現(xiàn)。相信隨著電力和電氣技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化的發(fā)展將是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。結(jié)束語備怎當(dāng)前電力電子工業(yè)的發(fā)展趨勢，簡要分析了智能控制理論在電力電子工業(yè)中的積極嘗試和取得的成果?？谇埃恍┫冗M(jìn)技術(shù)仍處于理論研究階段。同樣,在實際應(yīng)用過程中，智能控制方法也存在穩(wěn)定性和負(fù)載問題。然而，這并不意味著智能控制技術(shù)的應(yīng)用受到限制。隨著智慧城市環(huán)境的發(fā)展，相關(guān)理論和實踐將不斷豐富。上述問題的解決就在眼前。所有關(guān)于電力電子智能發(fā)展的討論都是基于實踐，致力于為當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展和升級提供積極的借鑒。參考文獻(xiàn)⑴高學(xué)林.電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探析［」］?電子世界,2014,(18):77.［2］陳睿?淺議電力自動化智能無功補償技術(shù)［J］?硅谷,