人工智能AI技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用

何四平 施蔚青

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司培訓(xùn)與評價中心 云南省昆明市 650221）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在不斷的進(jìn)步。人工智能技術(shù)隨著科技的發(fā)展而不斷的推進(jìn)，在很多領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的作用。在電力系統(tǒng)的自動化領(lǐng)域，人工智能AI 技術(shù)也發(fā)揮著重要的作用。國家將人工智能技術(shù)納入科技發(fā)展和社會進(jìn)步的發(fā)展戰(zhàn)略中，大力推進(jìn)人工智能技術(shù)應(yīng)用到各個行業(yè)。電力系統(tǒng)與人工智能技術(shù)結(jié)合是迎合時代發(fā)展的趨勢，也有利于構(gòu)建智能化的體系來為人民服務(wù)。人工智能AI 技術(shù)通過科學(xué)有效的管理設(shè)備以及先進(jìn)的電力供應(yīng)方法，可以在應(yīng)用過程中節(jié)省大量的能源開支。因此，在未來的電力系統(tǒng)中要發(fā)揮人工智能的技術(shù)，通過將人工智能AI 技術(shù)為核心，來將其發(fā)展到電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，幫助電力系統(tǒng)更加的科學(xué)高效，AI 技術(shù)在未來的電力系統(tǒng)發(fā)展中具有較為廣泛的發(fā)展前景[1]。

1 人工智能技術(shù)的含義

在電力系統(tǒng)中應(yīng)用人工智能技術(shù)可以從整體上提高電力系統(tǒng)的應(yīng)用效率，也可以增加電力系統(tǒng)的安全，促進(jìn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運營。電力系統(tǒng)中的人工智能技術(shù)是在自動化的基礎(chǔ)上來通過傳感器、計算機(jī)、通信技術(shù)等相關(guān)技術(shù)來進(jìn)行控制等。人工智能技術(shù)對電力系統(tǒng)的控制與傳統(tǒng)的控制方式相比，其控制的內(nèi)容更加的全面，控制的力度也更大，更有利于對電力系統(tǒng)的整體提高。人工智能技術(shù)可以對產(chǎn)品中出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時的發(fā)現(xiàn)，并采用相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，還可以隨時感知周邊的環(huán)境，并且可以從周邊環(huán)境中提取相關(guān)的信息來對信息進(jìn)行有效的分析，從而確保整個系統(tǒng)的安全運行，通過人工智能技術(shù)可以將系統(tǒng)中的未知因素進(jìn)行很好的控制，從而在整體上提高系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)能力。人工智能技術(shù)擁有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，可以較快地融入到電力系統(tǒng)中進(jìn)行環(huán)境的控制，并且可以快速的尋找到系統(tǒng)所需要的信息，來對信息進(jìn)行分析和處理，從而確保系統(tǒng)可以正常的進(jìn)行工作的運營。通過人工智能技術(shù)可以使電力系統(tǒng)的運營更加的高效，也可以有效的控制整個電力系統(tǒng)。

2 電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀

在中國整個電力行業(yè)的發(fā)展經(jīng)過了四個階段，中國電力工業(yè)的發(fā)展主要經(jīng)過萌芽期、成長期、發(fā)展期、上升期。中國電力工業(yè)發(fā)展的時期較晚，但其發(fā)展的速度迅速，政府對電力行業(yè)給予了大力的支持，使電力工業(yè)如今處于世界第二位。隨著國家電力工業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)的處理和日常的管理需要電力系統(tǒng)更加高效，這就使國家對電力系統(tǒng)自動化的需求不斷的提高。因此，整個電力行業(yè)的電力系統(tǒng)向著系統(tǒng)自動化和智能化的方向不斷發(fā)展，隨著社會的用電量不斷增加，政府制定了智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃，通過在整個社會建立統(tǒng)一的智能化電網(wǎng)來優(yōu)化整個電能資源的配置。隨著時代的不斷發(fā)展，智能化電網(wǎng)的投資越來越大，電網(wǎng)逐步向著智能化的方向發(fā)展[2]。通過對電網(wǎng)智能化的需求可以提高電能資源的利用率，從而使電能資源的效率得以提升，也有利于對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。通過對電網(wǎng)建設(shè)的不斷加大來大力發(fā)展水力發(fā)電，并且不斷優(yōu)化煤炭等不可再生資源的利用率，使電能資源的產(chǎn)生逐漸向循環(huán)可持續(xù)方向發(fā)展。政府積極的推進(jìn)核能發(fā)電的建設(shè)，對新能源發(fā)電的研究大力的支持，并且不斷深化相關(guān)體制的改革，促進(jìn)電能資源的有效配置。在國家政策的引導(dǎo)下，我國的電力行業(yè)逐漸實現(xiàn)了自動化發(fā)展，智能化水平較高，并且可以有效地促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的建設(shè)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時與生態(tài)環(huán)境相結(jié)合，并且在發(fā)展過程中注重對生態(tài)的保護(hù)，促進(jìn)能源的環(huán)保建設(shè)，通過不斷地進(jìn)行技術(shù)的研發(fā)，使技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級相結(jié)合，不斷推進(jìn)電力系統(tǒng)的完善發(fā)展。

3 人工智能AI技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，其在實際應(yīng)用中得以廣泛推行，人工智能技術(shù)也逐漸應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，幫助電力系統(tǒng)進(jìn)行正常的運行和流程的管理控制等。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用人工智能AI 技術(shù)不僅使人工智能的技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，也通過人工智能的優(yōu)勢來促進(jìn)電力系統(tǒng)的提升，使整個電力產(chǎn)業(yè)得到優(yōu)化升級。通過應(yīng)用人工智能技術(shù)使電力系統(tǒng)形成了科學(xué)管理的體系，使電力系統(tǒng)的決策和管理走向智能化。

3.1 靜止無功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用

靜止無功補(bǔ)償裝置可以提高電能的質(zhì)量，確保整個運輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在傳統(tǒng)的交流電網(wǎng)中采用的控制方法是機(jī)械控制，機(jī)械控制具有間接性，其控制不夠精確，控制時間緩慢。而應(yīng)用靈活交流輸電系統(tǒng)則可以避免這些不足之處。靈活交流輸電系統(tǒng)的設(shè)備有靜止無功補(bǔ)償器，通過靜止無功補(bǔ)償裝置可以有效地提高整個供電系統(tǒng)的功率，也有利于減少設(shè)備的容量，減少功能的損耗，從而使電網(wǎng)的電壓得到持續(xù)的運營，從而電能的質(zhì)量得到保障。

3.2 模糊控制方法在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

模糊控制方法是一種較為容易操作的方法，模糊控制法不僅應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，在日常的家用電器中也得到了普遍的應(yīng)用，在電力系統(tǒng)自動化的過程中模糊控制法是一種較為日常的智能技術(shù)，模糊控制法是通過建立模型來進(jìn)行控制，在電力系統(tǒng)的控制過程中，要想建立較為準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型是較為困難的技術(shù)，在對電力系統(tǒng)的控制中，工作人員通常建立一種簡單的模糊控制模型來對整個電力系統(tǒng)進(jìn)行控制，模糊控制的模型雖然沒有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模式那么精確，但是可以大致上反映電力系統(tǒng)的運營情況。模糊控制法所建立的控制模型非常簡單，在使用過程上具有非常大的優(yōu)越性，因此在日常生產(chǎn)生活中得到了廣泛的應(yīng)用，在電力系統(tǒng)自動化過程中有著較為重要的作用。在日常的家用電器中也應(yīng)用到模糊控制理論來進(jìn)行運作，如電熱器等。

3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制法在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)自動化中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是一項非常重要的人工智能技術(shù)，對電力系統(tǒng)自動化發(fā)揮著重要的作用。在電力系統(tǒng)中通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以使整個電力系統(tǒng)得到有效的管理和控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)有著自我組織和學(xué)習(xí)的能力，在電力系統(tǒng)中一些簡單的部件就是簡單的神經(jīng)元，這些部件發(fā)揮著不同的作用，而由這些部件構(gòu)成的整體就組成了整個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，這樣的理論在電力系統(tǒng)自動化中得到了充分的應(yīng)用。同時神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在其他領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用，如傳感器的信息處理，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制法通過應(yīng)用一定的算法技術(shù)來對產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析和處理，從而使整個控制系統(tǒng)可以得到有序的進(jìn)行，在電力系統(tǒng)中通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制法可以有效地對電力系統(tǒng)進(jìn)行控制。

3.4 線性最優(yōu)控制

隨著社會居民的用電量不斷加大，電力行業(yè)得到了迅速的發(fā)展，而電力系統(tǒng)的管理范圍也越來越廣，在一些龐大的電力系統(tǒng)中需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離的輸電控制，這就需要在輸電控制的過程中借助技術(shù)來對整個系統(tǒng)進(jìn)行有效的管理，而人工智能技術(shù)則可以對整個系統(tǒng)進(jìn)行有效科學(xué)的控制，在電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)程自動化控制過程中，最常見的人工智能技術(shù)就是應(yīng)用線性最優(yōu)控制原理而設(shè)置的最優(yōu)勵磁控制。這種控制技術(shù)可以對發(fā)電機(jī)的電壓進(jìn)行有效的管理，從而對整個電力系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過對整個電力系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)化的控制可以使電力系統(tǒng)能夠更加科學(xué)的運營。通過線性最優(yōu)控制可以使電力系統(tǒng)的局部得到控制，這就使整個電力系統(tǒng)的管理更加的科學(xué)化，實現(xiàn)線性化的控制目標(biāo)。

3.5 專家系統(tǒng)控制技術(shù)

專家系統(tǒng)控制技術(shù)是一種多功能的控制方法，專家系統(tǒng)控制技術(shù)的完善經(jīng)過了多年的發(fā)展。目前專家系統(tǒng)控制技術(shù)主要是通過對電力系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行觀察，并對其狀態(tài)進(jìn)行分析，對某些狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并對存在的問題進(jìn)行及時處理，使系統(tǒng)恢復(fù)原樣等方面進(jìn)行控制。專家系統(tǒng)控制技術(shù)在實際應(yīng)用的范圍非常的廣泛，但專家系統(tǒng)控制技術(shù)也存在著一定的弊端。如專家系統(tǒng)控制技術(shù)的自主學(xué)習(xí)能力較差，在管理過程中的自我發(fā)展較差，其創(chuàng)造力較差，同時其對問題的分析能力也沒有達(dá)到一定的高度。因此，在電力系統(tǒng)中要對專家系統(tǒng)控制技術(shù)進(jìn)行合理的應(yīng)用，通過對其優(yōu)點進(jìn)行采納，并努力克服其缺點，從而在綜合應(yīng)用中實現(xiàn)電力系統(tǒng)的優(yōu)化運行。我國的電力系統(tǒng)正處于上升階段，電力行業(yè)的發(fā)展處于快速發(fā)展時期，在未來的發(fā)展中，自動化系統(tǒng)也在不斷地完善，自動化水平也從單一的領(lǐng)域向整個系統(tǒng)發(fā)展，電力系統(tǒng)與智能化的融合程度也越來越高。在智能技術(shù)與電力系統(tǒng)融合的過程中要保證裝備的靈活性，通過控制技術(shù)來對電力系統(tǒng)的細(xì)節(jié)進(jìn)行充分的優(yōu)化，從而使整個電力系統(tǒng)實現(xiàn)整體的發(fā)展。

4 AI技術(shù)在電力系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢

電力系統(tǒng)的發(fā)展必然伴隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展而穩(wěn)步進(jìn)行，電力系統(tǒng)的發(fā)展與人工智能技術(shù)的發(fā)展是同步進(jìn)行的，也是長期共同發(fā)展的。人工智能技術(shù)以傳感技術(shù)為基礎(chǔ)，以大數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)為依托，正在不斷地發(fā)展進(jìn)步。未來的電力系統(tǒng)必然是智能化的電力系統(tǒng)，而AI 技術(shù)也將被應(yīng)用到電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，致力于電力系統(tǒng)的設(shè)備管理和系統(tǒng)的整體控制。未來的電力系統(tǒng)必然具備自主和自動的能力，并且具有高度的安全性，可以進(jìn)行穩(wěn)定的運營，也可以帶來經(jīng)濟(jì)效益，并且可以使整個電力系統(tǒng)的運行效率不斷提高，使運作的成本不斷的降低。人工智能技術(shù)的快速發(fā)展對未來的電力系統(tǒng)的整體效益以及各個環(huán)節(jié)的進(jìn)行有著巨大的影響，將AI 技術(shù)與電力系統(tǒng)相結(jié)合是未來電力系統(tǒng)研究的重要方向。

4.1 混合智能

目前在人工智能技術(shù)與電力系統(tǒng)相結(jié)合的過程中有著多種應(yīng)用的控制技術(shù)和工具，如靜止無功補(bǔ)償裝置、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制法、模糊控制方法、線性最優(yōu)控制、專家系統(tǒng)控制技術(shù)等，這些控制方法和技術(shù)各有優(yōu)點和缺點，但沒有一種控制方法可以普遍而高效地應(yīng)用到電力系統(tǒng)中。因此在未來的電力系統(tǒng)中要通過將多種控制方法和工具相結(jié)合來形成混合智能，通過混合智能來對電力系統(tǒng)的發(fā)展提供幫助，促進(jìn)電力系統(tǒng)的自動化發(fā)展。

4.2 分布式人工智能

分布式人工智能又稱DAI，是人工智能技術(shù)研究的一個分支，分布式人工智能是伴隨著分布式計算而發(fā)展的，DAI 也被應(yīng)用到電力系統(tǒng)中。同時對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法的算術(shù)方法進(jìn)行改進(jìn)，也是AI 在發(fā)展過程中的重要目的。通過對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法進(jìn)行改進(jìn)可以使人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)故障分析時的精度提高，提高人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的識別能力。

4.3 人工智能在培訓(xùn)中的應(yīng)用

電力企業(yè)在技術(shù)、技能領(lǐng)域?qū)T工的培訓(xùn)是一個重要的工作內(nèi)容。隨著人工智能應(yīng)用的延展，以及培訓(xùn)在數(shù)字化、仿真化程度的提高，為培訓(xùn)智能化提供了全新的結(jié)合點。由于安全性要求的提高及企業(yè)成本的控制需要，人工智能在電力培訓(xùn)中，也體現(xiàn)出獨到優(yōu)勢。這也將成為人工智能的重要應(yīng)用研究方向。

目前AI 技術(shù)在電力系統(tǒng)中已經(jīng)得到了很好的發(fā)展，擁有的較為成熟的技術(shù)，同時也有多項智能技術(shù)在進(jìn)行研究，AI 技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景也非常的廣泛。

5 結(jié)語

隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，將人工智能技術(shù)與電力系統(tǒng)相結(jié)合來促進(jìn)電力行業(yè)的科學(xué)發(fā)展已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并且取得了良好的效果。電能如今成為人們生產(chǎn)生活中必不可缺少的能源。隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，在日常運作過程中產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，為了更好地促進(jìn)電力系統(tǒng)的應(yīng)用，將電力系統(tǒng)的管理更加科學(xué)化，就需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而人工對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的成本和復(fù)雜程度在逐漸的增長。因此，電力系統(tǒng)的管理就逐漸走向了自動化。人工智能技術(shù)擁有高端的智能化和自動化，可以幫助電力系統(tǒng)的管理更加的科學(xué)。同時人工智能技術(shù)應(yīng)用在電力系統(tǒng)中可以加快電力系統(tǒng)的運營速度，也提高了對數(shù)據(jù)管理的準(zhǔn)確度。因此，隨著社會的持續(xù)發(fā)展，人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景非常的廣泛，通過將人工智能技術(shù)與電力系統(tǒng)相結(jié)合，可以使電力系統(tǒng)更加的智能化，從而確保整個電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運行，可以為居民帶來持續(xù)的供電，確保整個社會的穩(wěn)定運行。