人工智能行業(yè)應(yīng)用及對電力行業(yè)發(fā)展的思考

汪少成 郭瑞祥

國網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團有限公司安徽繼遠軟件有限公司，安徽合肥 230088

在當(dāng)前電力系統(tǒng)的快速發(fā)展中，用電需求量也是越來越大，傳統(tǒng)的電力運行模式已經(jīng)不能適應(yīng)用電的需求，需要提高電力系統(tǒng)的運行效率。電力系統(tǒng)主要的功能作用就是提供電能，滿足用戶的需求，其中，人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，在電力系統(tǒng)的管理和控制方面起到十分重要的作用。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊集理論等人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中被有效應(yīng)用，而且人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用中將會呈現(xiàn)較好的發(fā)展趨勢。對電力系統(tǒng)的運行控制主要是為了能夠提供高質(zhì)量的電能，就需要對電力系統(tǒng)進行規(guī)劃和監(jiān)測，而且隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷增大，電力系統(tǒng)管理控制的難度越來越大。另外，電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，對電力系統(tǒng)的維護難度較大，當(dāng)前計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，在各個行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，推動了人工智能技術(shù)的滲透，智能化軟件系統(tǒng)開始廣泛應(yīng)用到電力系統(tǒng)的發(fā)展中[1]。

1 人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍

隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷發(fā)展，有很多因素會影響到電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，為了能夠保證電網(wǎng)的安全運行，需要不斷加強人工智能在電力系統(tǒng)行業(yè)的應(yīng)用，通過人工智能技術(shù)解決電力系統(tǒng)中的各種問題，注重利用人工智能對電力系統(tǒng)的分布管理和控制，人工智能控制方式包括實時控制和連續(xù)控制，在對個體的電力系統(tǒng)進行控制操作時，采用實時控制的方式，但是電力系統(tǒng)之間的相互作用會使控制工作變得復(fù)雜。能源管理系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的作用比較重要，整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過監(jiān)督控制的方式獲取數(shù)據(jù)信息；在整個信號的控制過程中，通常是由EMS進行信號的同步傳遞，需要能夠?qū)Υ罅啃畔⑦M行實時處理，而且能夠正確做出控制決策，其中，EMS中的監(jiān)測和診斷是最重要的2種功能，在電力系統(tǒng)故障診斷中發(fā)揮重要的作用。針對電力系統(tǒng)的故障診斷，通常是需要對相關(guān)裝置和設(shè)備的信息量進行分析，了解系統(tǒng)設(shè)備存在的實際問題，然后進行解決。電力系統(tǒng)的故障很難用數(shù)學(xué)模型進行解決，但是人工智能技術(shù)善于對存在的故障進行分析，通過將AI技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)故障處理中，能夠有效提升故障處理的應(yīng)用效果[2]。

1.1 及時切除電力負荷

發(fā)電機會突然發(fā)生故障造成系統(tǒng)容量也會急劇變化，負荷會超出系統(tǒng)的供應(yīng)量范圍，需要通過降低負荷來防止供電的中斷，在該種情況下，就需要對負荷需求和系統(tǒng)行為進行分析，及時控制電量的供應(yīng)。ANN具有對電力系統(tǒng)的負荷進行控制的作用，能夠及時切除電力系統(tǒng)的負荷，通過對發(fā)生故障之后的電力系統(tǒng)進行微分方程分析，電力系統(tǒng)故障與電力系統(tǒng)的穩(wěn)定之間會存在某種映射，然后從中獲取相關(guān)的特征量進行樣本分析，對故障產(chǎn)生的負荷進行及時控制。

1.2 勵磁控制方式

該種控制方式主要是針對發(fā)電機端電壓和無功功率進行控制，屬于實時連續(xù)控制系統(tǒng)，對保證電力整體的穩(wěn)定性起到十分重要的作用，該種電力系統(tǒng)控制方式又稱為電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，需要將模糊集理論應(yīng)用到其中，能夠保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定[3]。

2 人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)

2.1 專家系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

專家系統(tǒng)指的是一個計算機程序集，該程序是通過信息的輸入和相應(yīng)的推理完成一系列的工作，該系統(tǒng)所具備的特點有能夠進行符號表達、邏輯推理等能力，在當(dāng)前，專家系統(tǒng)由業(yè)工程師進行負責(zé)，專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍較廣，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）對報警系統(tǒng)的處理。在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，會有多個報警系統(tǒng)同時發(fā)生，而且大量的報警系統(tǒng)啟動，很容易影響到維修工作，如果應(yīng)用到專家系統(tǒng)，能夠及時查出事故發(fā)生的原因，也會對整個系統(tǒng)的安全運行起到很大的作用。（2）對電壓的控制。對電力系統(tǒng)的優(yōu)化主要是對電壓的控制，通過對未來負荷的預(yù)測和對歷史電壓的控制，就需要應(yīng)用到智能軟件決策系統(tǒng)，通過對計算結(jié)果的控制，控制電壓的穩(wěn)定。（3）對系統(tǒng)故障的診斷。電力系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程中，會出現(xiàn)很多的故障種類，有線路故障和電力元件故障等，監(jiān)測系統(tǒng)包括電力保護系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等類型，需要通過各種監(jiān)測系統(tǒng)對故障進行檢測，然后分析如何解決故障。（4）對電力系統(tǒng)的恢復(fù)控制。電力系統(tǒng)的運行也會由于故障導(dǎo)致停電，通常是不能及時采取措施恢復(fù)電力供電的，應(yīng)用專家系統(tǒng)進行指導(dǎo)操作，可以加快對系統(tǒng)的恢復(fù)，確定有關(guān)操作的可行性，這個領(lǐng)域也是專家系統(tǒng)應(yīng)用的一個重要方面。

2.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡稱ANN，是將大量的神經(jīng)元按照一定方式而有效連接的，屬于一種生物激勵系統(tǒng)，多個神經(jīng)元之間廣泛連接，會使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具備一定的特性，而且在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中會隱含有很多的信息，使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)一種非線性映射，而且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有對信息快速的處理能力，能夠?qū)π畔⒓皶r進行分類，通常被廣泛應(yīng)用到電力系統(tǒng)的實時控制和檢測中，能夠?qū)ω摵蛇M行有效評估和預(yù)測，是當(dāng)前人工智能技術(shù)中使用最廣泛的一種技術(shù)，能夠?qū)收线M行及時判斷，能夠提取故障信號，對故障進行有效辨識[4]。

2.3 模糊集理論技術(shù)應(yīng)用

模糊集理論簡稱FS，是多值邏輯的擴展，能夠做到對各種計算的推理，而且模糊集理論已經(jīng)在電力系統(tǒng)發(fā)展中被廣泛應(yīng)用，能夠有效對系統(tǒng)中的故障進行識別，然后給出電力系統(tǒng)的狀態(tài)評估方法，模糊推理方法能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的負荷水平進行推算，而且各類用戶會隨著不同因素的變化而變化。模糊集理論方法能夠構(gòu)造出對變壓器的保護原理，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)存在的各種故障進行區(qū)分，采取相對應(yīng)的處理措施，然后尋求電力系統(tǒng)電容量的解，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用到配電系統(tǒng)損耗模型計算中，能夠在一定程度上保證計算的精確性；而且模糊值還能夠表示某個不確定負荷的函數(shù)表達，從中得到最優(yōu)解。

2.4 啟發(fā)式搜索技術(shù)

在啟發(fā)式搜索技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的是遺傳算法和模擬退火算法，通過搜索之后，能夠產(chǎn)生新的解并保留其中較好的結(jié)果，能夠快速求得最優(yōu)解。該種計算方式主要是采用遺傳算法，求解火力發(fā)電中的經(jīng)濟調(diào)度問題，對輸電和發(fā)電工程進行有效規(guī)劃，實現(xiàn)對各種參數(shù)的協(xié)調(diào)控制，而且啟發(fā)式搜索技術(shù)在實際應(yīng)用過程中還存在很多問題，對于選擇終止標(biāo)準(zhǔn)的值還存在一定問題，有時會造成過度計算不能保證最終值的準(zhǔn)確性，需要及時對其中的各種影響因素進行排除，做好適當(dāng)調(diào)整工作，也就能夠得到最優(yōu)解[5]。

3 人工智能在電力系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢

隨著人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，其在電力系統(tǒng)發(fā)展中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，而且還在不斷地被研究和分析，其中，專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等各種技術(shù)方法都是有著各自的缺點和優(yōu)勢，可以將各種技術(shù)的優(yōu)勢進行有效發(fā)揮。將各種技術(shù)的優(yōu)勢綜合起來進行應(yīng)用，形成綜合性的智能技術(shù)，也是AI后期重要的發(fā)展方向。其中，分布式智能技術(shù)是人工智能中的一個分支，是伴隨著計算機技術(shù)不斷產(chǎn)生和發(fā)展的，在當(dāng)前電力系統(tǒng)中的應(yīng)用比較廣泛。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的改進和完善也是AI發(fā)展中的重要方向，而且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用為故障的診斷提供很大的幫助，也將成為一個新的開拓方向，且對故障診斷方面的精度較高，具有對模式較好的辨識能力，而且對于AI技術(shù)的發(fā)展也是呈現(xiàn)較好的發(fā)展趨勢，同時還在不斷進行探索和研究，AI技術(shù)在電力系統(tǒng)中的發(fā)展前景會逐漸廣闊。例如，電力系統(tǒng)中的故障是一個必然存在的現(xiàn)象，需要利用智能化技術(shù)快速解決電力系統(tǒng)中的故障，可以將DM技術(shù)引入到電力系統(tǒng)的診斷中，如果電力系統(tǒng)在突然的情況下發(fā)生故障，系統(tǒng)中的保護裝置會啟動，然后將信自動傳遞到調(diào)度中心，需要調(diào)度人員能夠根據(jù)信息數(shù)據(jù)判斷故障存在的問題，提出有效的解決方式。

4 結(jié)語

綜上所述，近年來各種智能系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)取得很大的成效，在廣度和深度上有了很大的發(fā)展，通過將各種智能技術(shù)方法混合使用，能夠有效發(fā)揮技術(shù)的優(yōu)勢。而且人工智能技術(shù)在近幾年來解決了電力系統(tǒng)中的很多問題，其未來的發(fā)展趨勢也是相對可觀的。