人工智能技術(shù)在電力監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

馬存良

摘要：人工智能最早出現(xiàn)于美國(guó)，之后各個(gè)國(guó)家的相關(guān)研究者不斷探索，擴(kuò)展出很多人工智能相關(guān)的理論及原理，人工智能的概念也逐漸被人們所熟識(shí)。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，人工智能在電力技術(shù)尤其是電力監(jiān)測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用在我國(guó)得到了快速的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：人工智能;電力監(jiān)控系統(tǒng);應(yīng)用

一、人工智能電力監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

人工智能電力監(jiān)控系統(tǒng)可以分為3個(gè)結(jié)構(gòu)層，即間隔層、中間層與站控層，如圖1。

第一，間隔層是利用監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控單元對(duì)每一個(gè)變電站與配電所的回路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并加以分析，具體包括計(jì)算機(jī)綜合保護(hù)、直流監(jiān)測(cè)單元、變壓器溫度控制箱、智能化網(wǎng)絡(luò)儀表等。在電力監(jiān)控系統(tǒng)中，間隔層可以對(duì)電力參數(shù)的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，具體參數(shù)包括三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電度與諧波含量等。同時(shí)，可以對(duì)監(jiān)測(cè)反饋導(dǎo)線回路的斷路器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并利用計(jì)算機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)收集設(shè)備或線路故障信息，利用變壓器溫度控制儀獲取變壓器運(yùn)行狀態(tài)。

第二，中間層是為間隔層與站控層提供數(shù)據(jù)交換通訊設(shè)施與線路的結(jié)構(gòu)層，也是實(shí)現(xiàn)其他兩個(gè)結(jié)構(gòu)層之間相互連接的紐帶。中間層具體包含以太網(wǎng)關(guān)、光電轉(zhuǎn)換裝置、路由用光纖以及通訊線纜等。

第三，站控層是智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的核心與調(diào)度中心，是由主要監(jiān)控設(shè)備、顯示設(shè)備、打印機(jī)、不間斷電源以及電力監(jiān)控軟件等，而電力監(jiān)控軟件是其運(yùn)轉(zhuǎn)的核心環(huán)節(jié)，也是實(shí)現(xiàn)智能化電力監(jiān)控的有效裝置，只有利用電力監(jiān)控軟件才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的智能監(jiān)控。

二、人工智能在電力監(jiān)控中的應(yīng)用

2.1人工智能技術(shù)的應(yīng)用

（1）數(shù)據(jù)采集與處理

人工智能技術(shù)在電力監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集與處理是其基礎(chǔ)性功能之一，運(yùn)用智能電力監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控裝置的模擬量與開關(guān)量加以采集，并對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成直觀的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)并顯示到監(jiān)控計(jì)算機(jī)屏幕上，由監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)其中的重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，并進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。在收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)之后，系統(tǒng)可以根據(jù)數(shù)據(jù)的變化與波動(dòng)，自動(dòng)生成電力參數(shù)曲線并加以顯示，可以更加直觀地明確三相電壓、電流等具體信息，并對(duì)其加以比較，以便于準(zhǔn)確掌握當(dāng)前電力設(shè)備的運(yùn)行情況，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線與歷史趨勢(shì)曲線兩種，通過調(diào)取相關(guān)回路的實(shí)時(shí)曲線分析界面，就可以對(duì)當(dāng)前該回路的電力負(fù)荷與運(yùn)行情況進(jìn)行分析并加以顯示，譬如，調(diào)取某配出回路的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線，可以對(duì)其電力裝置所引起的信號(hào)波動(dòng)情況進(jìn)行分析。而歷史趨勢(shì)曲線是根據(jù)數(shù)據(jù)庫中所存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理與分析，查看其數(shù)據(jù)的波動(dòng)趨勢(shì)，以便于分析配電網(wǎng)絡(luò)的性能與質(zhì)量。

（2）監(jiān)控報(bào)警功能

人工智能電力監(jiān)控系統(tǒng)還具備事件監(jiān)控與故障告警功能，能夠?qū)τ脩舻木唧w操作、開關(guān)變位、參量越限以及其他各種與用戶需求直接相關(guān)的事件與情況加以記錄，包括事件的發(fā)生時(shí)間、具體位置、事件情況是否經(jīng)過確認(rèn)等，以作為后續(xù)處理的參考性因素。同時(shí)，針對(duì)開關(guān)變位、參量越限等故障信息，可以進(jìn)行聲音告警，根據(jù)故障的具體情況，系統(tǒng)可以自行發(fā)送控制與處理指令進(jìn)行故障排除，或者通過告警由檢修人員進(jìn)行故障排除。全部的事件記錄、告警信息、處理時(shí)長(zhǎng)以及處理方法等，均以數(shù)據(jù)的形式存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。

（3）五遙功能

人工智能電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅是對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況以及電力故障等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)也具備“遙信”“遙控”“遙測(cè)”“遙調(diào)”與“遙設(shè)”五種功能，其中，“遙信”功能是對(duì)開關(guān)的運(yùn)行情況與開關(guān)保護(hù)等開關(guān)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，由計(jì)算機(jī)設(shè)備顯示信息，并具備事件監(jiān)控與自動(dòng)告警功能;“遙控”是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)進(jìn)行站號(hào)、開關(guān)號(hào)與分合閘等具體信息的選擇，實(shí)時(shí)反饋開關(guān)狀態(tài)，進(jìn)行遙控執(zhí)行并實(shí)時(shí)記錄相關(guān)信息;“遙測(cè)”利用智能及時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)的電壓、電流、功率、超限告警與頻率等各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與分析處理，加以存儲(chǔ)與記錄，以曲線或圖表等形式顯示出來，并自動(dòng)生成系統(tǒng)報(bào)表;“遙調(diào)”是對(duì)有載變壓器進(jìn)行壓力調(diào)整;“調(diào)設(shè)”對(duì)繼電保護(hù)器的定制與控制字進(jìn)行遙控修改，并調(diào)整監(jiān)控儀表的工作狀態(tài)。

2.2在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，使得電力運(yùn)維與檢修工作愈發(fā)繁重，電力設(shè)備的增加也給電力負(fù)荷配置的優(yōu)化提出了新的難點(diǎn)。而在配電系統(tǒng)中運(yùn)用人工智能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)運(yùn)行的具體狀況加以記錄與保存，同時(shí)可以產(chǎn)生當(dāng)前與歷史數(shù)據(jù)圖表，以便于運(yùn)維與檢修人員更加直觀地掌握配電系統(tǒng)運(yùn)行的具體情況，并依據(jù)具體的數(shù)據(jù)信息制定出更加具有合理性與經(jīng)濟(jì)型的電力配送方案，依據(jù)實(shí)際情況與用電規(guī)律，對(duì)電力生產(chǎn)進(jìn)行合理安排，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路與電氣設(shè)備的錯(cuò)峰使用，減少電力配送過程中所產(chǎn)生的能源消耗與浪費(fèi)。利用人工智能電力監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)重點(diǎn)電力設(shè)備的電能損耗情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以為減少電力能源的不必要損耗與節(jié)能系統(tǒng)改造提供參考數(shù)據(jù)。人工智能在配電系統(tǒng)監(jiān)控中的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)而高效地?cái)?shù)據(jù)收集，且具有遠(yuǎn)程抄表與自動(dòng)生成報(bào)表的功能，可以提供個(gè)性化定制表格形式的功能，用戶可以依據(jù)其數(shù)據(jù)與表格進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)算分析，根據(jù)用電效率與用電成本等信息進(jìn)行有效的成本考核與管理工作。

三、結(jié)語

人工智能電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用能夠進(jìn)一步促進(jìn)電力系統(tǒng)的智能化、安全化和經(jīng)濟(jì)化，促進(jìn)電力系統(tǒng)的完善。作為信息時(shí)代技術(shù)的產(chǎn)物，滿足了用戶對(duì)于智能化數(shù)據(jù)的需求，有利于提升用電的質(zhì)量。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)寧夏電力公司固原供電公司）