人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

劉靜哲

摘要：在當(dāng)今社會(huì)，隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、科學(xué)技術(shù)水平顯著提高，伴隨著人工智能技術(shù)的日益成熟，不斷被應(yīng)用于我們的電力系統(tǒng)的建設(shè)中。人口智能技術(shù)涉及到電網(wǎng)體系的許多方面，體系運(yùn)作、監(jiān)管與把控等都越來(lái)越離不開(kāi)人工智能，這種新興的技術(shù)在電力行業(yè)中扮演著越來(lái)越重要的角色，給電網(wǎng)體系的完善帶來(lái)非常有利的條件。未來(lái)，電力系統(tǒng)與人工智能技術(shù)的結(jié)合會(huì)更加地緊密，人工智能技術(shù)會(huì)慢慢地滲透到電網(wǎng)體系的各個(gè)層面。基于技術(shù)的廣泛應(yīng)用，這篇文章探討了人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的實(shí)踐。

0引言

互聯(lián)網(wǎng)人工智能大數(shù)據(jù)的發(fā)展，為電力發(fā)電行業(yè)的智能化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。在繼電保護(hù)中應(yīng)用人工智能技術(shù)，是提高供電可靠性、實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的關(guān)鍵。因此，針對(duì)人工智能技術(shù)的基本含義與特征分析、人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀、人工智能技術(shù)的具體應(yīng)用以及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)等方面進(jìn)行簡(jiǎn)單探討。在我國(guó)電力系統(tǒng)故障診斷中應(yīng)用人工智能技術(shù)，可以對(duì)電力系統(tǒng)中可能會(huì)發(fā)生的故障問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，達(dá)到科學(xué)預(yù)防和處理電力故障的效果。此外，通過(guò)對(duì)人工智能技術(shù)的應(yīng)用，還可以在一定層面上提高故障診斷的自動(dòng)化與智能化水平，符合當(dāng)今時(shí)代電力系統(tǒng)發(fā)展的基本趨勢(shì)與實(shí)際需求。

1人工智能的概念和優(yōu)點(diǎn)

1.1人工智能的概念

人工智能是一門(mén)新型科學(xué)，它是通過(guò)對(duì)通信技術(shù)、電子信息技術(shù)以及其他領(lǐng)域新型技術(shù)的一種集合，從而將人類(lèi)的部分智慧和思維方式與機(jī)器設(shè)備連接在一起，通過(guò)對(duì)程序的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用和模擬，使人工智能在某種程度可以實(shí)現(xiàn)與人相同，甚至超過(guò)人類(lèi)功能的一種應(yīng)用技術(shù)。人工智能自開(kāi)發(fā)以來(lái)，一直引起很多爭(zhēng)議，許多專(zhuān)家認(rèn)為它是違背自然發(fā)展規(guī)律，有可能對(duì)人類(lèi)造成反噬的一種技術(shù)，但是也有專(zhuān)家認(rèn)為人類(lèi)可以通過(guò)應(yīng)用它實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。但是無(wú)論對(duì)人工智能有著什么樣的批判，都不能阻擋人工智能已經(jīng)應(yīng)用在更多的領(lǐng)域中，從圖中也能看出近年來(lái)，人工智能在我國(guó)的快速發(fā)展。

1.2人工智能的優(yōu)點(diǎn)

人工智能也可以理解為通過(guò)模擬人的意識(shí)、思維的信息過(guò)程，人工智能能夠像人一樣思考，也可以超過(guò)人的智能。人工智能是一門(mén)綜合的學(xué)科，其涉及的內(nèi)容較廣，思維科學(xué)更加注重理論，而人工智能則更加注重實(shí)踐;思維科學(xué)技術(shù)的表達(dá)需依靠人工智能，人工智能技術(shù)的發(fā)展與思維科學(xué)的發(fā)展有著密切聯(lián)系，兩者之間相互依靠、相互促進(jìn)。

2人工智能在繼電系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 專(zhuān)家系統(tǒng)的應(yīng)用

對(duì)于人工智能技術(shù)來(lái)說(shuō)，專(zhuān)家系統(tǒng)是其中重要的組成部分，它也是一個(gè)智能的程序系統(tǒng)，通常來(lái)說(shuō)，專(zhuān)家系統(tǒng)中都包含很多的知識(shí)以及理論研究，是從許多領(lǐng)域的實(shí)際操作中得來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)中包含大量的數(shù)據(jù)庫(kù)信息，在繼電保護(hù)的運(yùn)行中，如果出現(xiàn)某些故障和異常信號(hào)問(wèn)題，人工智能技術(shù)可以及時(shí)對(duì)專(zhuān)家系統(tǒng)中的相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)動(dòng)，從而選擇和此故障相似的案例，并且做出推理和判斷，對(duì)專(zhuān)家的決策進(jìn)行模擬，從而達(dá)到繼電保護(hù)的目的。在專(zhuān)家系統(tǒng)中，它的主要特點(diǎn)是具有透明性、啟發(fā)性以及靈活性，是通過(guò)專(zhuān)業(yè)的邏輯知識(shí)來(lái)對(duì)故障進(jìn)行真實(shí)的判斷，從而采取靈活的處理方式，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行來(lái)說(shuō)也提供了另一層的保障。

2.2 暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算的應(yīng)用

對(duì)于電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，人工智能技術(shù)還可以應(yīng)用在暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算中，從而系統(tǒng)的對(duì)電源線路進(jìn)行布局和分析，自動(dòng)的為繼電保護(hù)裝置提供相關(guān)的科學(xué)依據(jù)。一般情況來(lái)說(shuō)，暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算都是要對(duì)電路進(jìn)行一個(gè)假設(shè)，先判斷電路的故障原因，然后根據(jù)原因去進(jìn)行分析，如果在分析過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)互相排斥的現(xiàn)象，就說(shuō)明假設(shè)過(guò)程是正確的，如果出現(xiàn)了其他現(xiàn)象，則需要重新進(jìn)行假設(shè)，再以此類(lèi)推下去，這種計(jì)算方法就是通過(guò)計(jì)算機(jī)以及其他軟件模式的應(yīng)用，從而獲得穩(wěn)定的分析結(jié)果，可以對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行加強(qiáng)保護(hù)的功能。但是通過(guò)人工智能技術(shù)的應(yīng)用，可以大幅度的提高計(jì)算過(guò)程，進(jìn)行全自動(dòng)分析的過(guò)程，與過(guò)去的模式相比，提高了工作過(guò)程中的效率，解決了容易出現(xiàn)失誤的難題。

2.3 模糊理論的應(yīng)用

模糊理論是一種新型漢年，集合了信息和人工智能等相關(guān)技術(shù)，通過(guò)模糊理論在繼電保護(hù)中的應(yīng)用，可以有效的對(duì)電力系統(tǒng)中的故障進(jìn)行初步排查，節(jié)省了保護(hù)過(guò)程的時(shí)間，為其他處理工作提供了良好的空間。另外，還可以通過(guò)構(gòu)建電力模糊系統(tǒng)的形式解決新型電力系統(tǒng)的一些技術(shù)問(wèn)題，提供了穩(wěn)定的環(huán)境。

3人工智能在電力系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用

3.1基于推理型的故障診斷方法

專(zhuān)家系統(tǒng)人工智能技術(shù)發(fā)展最早、最為成熟的是 ES，通過(guò)結(jié)合相關(guān)專(zhuān)業(yè)電力方面的理論知識(shí)與電力監(jiān)督管理方面的實(shí)際作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，采取合理的方法處理各種電力故障問(wèn)題就是所謂的ES 原理。ES 的表達(dá)方式可減少故障問(wèn)題造成的原因范圍，能夠使工作效率得到提升，另外 ES 的應(yīng)用能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)故障檢測(cè)與診斷作業(yè)提供很大的幫助。因此，電力系統(tǒng)中的故障診斷和恢復(fù)處理使用最廣泛的就是專(zhuān)家系統(tǒng)，通過(guò)從兩個(gè)方面出發(fā)（知識(shí)表達(dá)、推理）區(qū)分專(zhuān)家系統(tǒng)，能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作的開(kāi)展奠定良好基礎(chǔ)。

3.2基于不確定性理論的故障診斷方法

3.2.1模糊理論概括

與專(zhuān)家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，F(xiàn)T 方法與其有著相似之處，其組成部分包括模糊知識(shí)庫(kù)、模糊推理機(jī)、人機(jī)界面等。將FT 引入到故障診斷中能夠改變以往的精確推理，達(dá)到近似推理，使容錯(cuò)性能增強(qiáng)。在處理一些不確定性的問(wèn)題時(shí)，F(xiàn)T 通常會(huì)與其他方法相結(jié)合進(jìn)行處理。

3.2.2信息理論法

這一理論法是在 1948 年提出的，在電網(wǎng)故障診斷中應(yīng)用信息理論，能夠找出電網(wǎng)故障并引起保護(hù)裝置動(dòng)作、斷路器跳閘的過(guò)程，描述為故障信息運(yùn)動(dòng)的過(guò)程來(lái)處理故障和征兆之間的不確定性，決策最有可能發(fā)生故障事件的過(guò)程就是故障診斷的過(guò)程。利用信息理論進(jìn)行電網(wǎng)故障診斷的輔助決策系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，能夠使故障診斷及拓?fù)錂z錯(cuò)得以實(shí)現(xiàn)，其最大的特征為實(shí)用性較強(qiáng)。

3.3基于優(yōu)化技術(shù)的故障診斷方法

使用傳統(tǒng)的技術(shù)診斷電力系統(tǒng)故障，極易出現(xiàn)不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析現(xiàn)象，很難取得理想的診斷結(jié)果。人工智能系統(tǒng)診斷并不能處理一些新的問(wèn)題，且無(wú)法應(yīng)對(duì)一些突發(fā)狀況。人工智能診斷是合并統(tǒng)一處理以往發(fā)生過(guò)的問(wèn)題，之后在人工智能系統(tǒng)中存入這些出現(xiàn)過(guò)的數(shù)據(jù)，診斷時(shí)需要以這套系統(tǒng)為前提條件，這種診斷方法存在的不足就是漏洞較多。

4結(jié)論

總而言之，隨著人工智能技術(shù)的普及與快速發(fā)展，它與電力系統(tǒng)現(xiàn)代化有了越來(lái)越多的聯(lián)系，在電力系統(tǒng)日常的生產(chǎn)控制、管理監(jiān)督、故障檢測(cè)、日常維護(hù)與使用的過(guò)程中有著不可磨滅的貢獻(xiàn)。人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的實(shí)踐應(yīng)用具有非常大的意義，二者的緊密結(jié)合，加快了科學(xué)智能化的發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)體系的完善和發(fā)展給予了強(qiáng)有力的支持與保證人工智能在推動(dòng)電力行業(yè)充分開(kāi)啟數(shù)字化、智能化發(fā)展模式，全面提高能源利用效率，創(chuàng)造人工智能驅(qū)動(dòng)下的能源電力美好未來(lái)。展望未來(lái)，人工智能在電力系統(tǒng)的應(yīng)用前景廣闊。

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