論人工智能化技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的滲透

國網(wǎng)新疆烏魯木齊供電公司 付申杰 姜 杰 胡可涵 楊君藝 劉書穎

電力作為千家萬戶不可或缺的基礎(chǔ)性能源，在我國社會經(jīng)濟日常發(fā)展的過程中起到重要作用。在電力行業(yè)中電力調(diào)度相關(guān)的技術(shù)難題也決定了社會發(fā)展，人民生活用電如何能在更具效率的背景下完成，這就是國家對于電力調(diào)度自動化系統(tǒng)在當今社會提出了更高的要求。人工智能技術(shù)的不斷突破，則能夠在短時間內(nèi)大大提升電力調(diào)度工作的效率，完成在人員技術(shù)能力相對有限的條件下，形成更加科學(xué)更加高效的電力調(diào)度計劃，從而保質(zhì)保量地完成更多更復(fù)雜的電力調(diào)度工作。

1 人工智能技術(shù)背景和電力調(diào)度系統(tǒng)的基本內(nèi)容概述

人工智能技術(shù)的發(fā)展背景。人工智能技術(shù)起步于上世紀60年代，其中涉及從信息技術(shù)到神經(jīng)學(xué)的各個領(lǐng)域，現(xiàn)階段的發(fā)展進程主要能夠被應(yīng)用到機器和系統(tǒng)的自動化進程中，幫助人們在數(shù)量繁雜的問題中發(fā)現(xiàn)并解決問題[1]。由于計算機具有強大的信息處理能力，所以人工智能又被工業(yè)化從中用于生產(chǎn)增產(chǎn)、降低能耗、提升效率等相關(guān)重要的領(lǐng)域。人工智能由海量的處理單元組成，每個單元之間具有相互聯(lián)系的能力，同時每個單元又具有相對的獨立性，這些海量的處理單元集合起來能夠形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而模仿人的神經(jīng)系統(tǒng)在相關(guān)問題出現(xiàn)的情況中模擬人腦進行故障判斷和原因分析，對海量的數(shù)據(jù)建立模型并分析推演出最為科學(xué)高效的處理解決辦法。

電力調(diào)度系統(tǒng)的基本內(nèi)容。我國的電力調(diào)度系統(tǒng)主要起步于上世紀90年代，在各個變電站之間建立rtu 和ftu 不同的遠程終端系統(tǒng)的連接，并對這些終端系統(tǒng)和變電站之間進行實時監(jiān)控，從而實現(xiàn)在實地中對于電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時觀測和采集，以便于調(diào)度人員根據(jù)數(shù)據(jù)情況和各地方用電需求的實時反饋進行調(diào)度計劃的調(diào)整。由于我國的電力調(diào)度系統(tǒng)起步較晚，相比于世界上其他較為先進的西方國家，我國的建設(shè)發(fā)展水平處在較低階段。

2 人工智能技術(shù)在電力調(diào)度系統(tǒng)中的滲透方式探究

2.1 引入專家系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)作為一個非常典型的非線性集合問題，其中的工程計算量較為巨大，只是對于非線性問題的優(yōu)化也較為棘手。傳統(tǒng)的電力調(diào)度系統(tǒng)進行工作中，常常通過龐大的人工計算進行問題的發(fā)現(xiàn)和處理，不僅耗費了大量的人力物力，同時耗費的時間也較為漫長，其中的人為性忽略和計算錯誤也很難避免[2]。而作為人工智能技術(shù)的一種典型代表，專家系統(tǒng)的引入能夠在現(xiàn)有人類知識體系的背景下，通過短時間內(nèi)即提取海量的數(shù)據(jù)并形成數(shù)據(jù)庫，通過現(xiàn)有尖端技術(shù)形成相適應(yīng)的計算分析模型，并通過強大的計算機計算能力完成數(shù)據(jù)的模型分析和處理。

專家系統(tǒng)還能夠在不斷實現(xiàn)的電力調(diào)配情境中持續(xù)優(yōu)化電力調(diào)配相關(guān)知識和行業(yè)標準，幫助電力調(diào)配領(lǐng)域規(guī)范優(yōu)化人員配備、調(diào)配資源傾斜，從而在整體的電力調(diào)配計劃中起到深遠的影響。在人工智能的編程程序以及對于信息源頭的探究過程中，還可在最大程度上模擬人類對于突發(fā)情況的緊急響應(yīng)狀態(tài)進行問題處理，避免了人員相互溝通、信息傳達所產(chǎn)生的時間消耗，從而幫助電力調(diào)度技術(shù)人員在最短時間內(nèi)解決電力系統(tǒng)調(diào)度過程中存在的問題隱患，并規(guī)劃出最科學(xué)的高效調(diào)度計劃。

伴隨著社會經(jīng)濟發(fā)展的不斷進步，社會各界對于用電的量級和復(fù)雜程度也呈指數(shù)性上升，這對于傳統(tǒng)的電力行業(yè)產(chǎn)生了巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)，而電力調(diào)度系統(tǒng)中很多問題涉及到非常專業(yè)的電力學(xué)和調(diào)度知識，電力調(diào)度計劃的安排也需要大量的調(diào)度專業(yè)經(jīng)驗。這就進一步?jīng)Q定了關(guān)于人工智能的專家系統(tǒng)技術(shù)結(jié)合會越來越多地體現(xiàn)在電力調(diào)度系統(tǒng)的各個方面，最終完成在人工智能技術(shù)不斷滲透下形成的新型電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的形成。

2.2 結(jié)合可視化技術(shù)

隨著我國各地區(qū)電力系統(tǒng)的相互滲透，電力網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度日益提升，其中蘊含的海量調(diào)度數(shù)據(jù)越來越無法直接通過文字數(shù)據(jù)的方式被電力調(diào)度系統(tǒng)人員進行數(shù)據(jù)捕捉和數(shù)據(jù)分析。用傳統(tǒng)的人工信息處理和調(diào)度計劃的分析，往往存在效率相對低下、任務(wù)量卻越來越重的死循環(huán)中，這顯然是和電力系統(tǒng)進一步升級需求極為不適應(yīng)的[3]。在遇到突發(fā)性的調(diào)度安排或停電事故過程中，電力調(diào)度人員往往需要在極短時間內(nèi)明晰數(shù)據(jù)變化、并作出正確的調(diào)度選擇，這就需要將海量的數(shù)據(jù)進一步進行通過人工智能技術(shù)的可視化技術(shù)，能夠在計算機后臺將海量的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進行圖片化、圖形化的展示，幫助電力調(diào)度人員在最短的時間內(nèi)了解數(shù)據(jù)變化和電力調(diào)度需求，從而最大限度節(jié)約了時間，提升了調(diào)度效率。

同時在日常電力調(diào)度系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)中，通過可視化技術(shù)的結(jié)合，能夠在人員檢修的過程中最短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的潛在問題并得以修復(fù)，從另外一方面上降低了電力調(diào)度系統(tǒng)的故障。人工智能還能夠通過可視化將整體的數(shù)據(jù)在分析后進行直觀化的展現(xiàn)，幫助各個不同區(qū)域的電力調(diào)度系統(tǒng)在最短的時間內(nèi)完成對接和技術(shù)問題的了解，能夠整體范圍內(nèi)形成電力調(diào)度系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的快速響應(yīng)。

2.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)應(yīng)用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是20世紀80年代以來信息處理領(lǐng)域在人工智能技術(shù)發(fā)展到一定階段的技術(shù)突破，是一種利用大量神經(jīng)元作為相互溝通的基本點、通過群體運行方式達成的運算模型，對應(yīng)人體神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進行模仿，從而幫助人們計算分析海量數(shù)據(jù)的一種仍在摸索和發(fā)展的新型技術(shù)。在電力調(diào)度系統(tǒng)領(lǐng)域，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的復(fù)雜計算模型，能夠幫助調(diào)度人員在越來越復(fù)雜的調(diào)度情境中快速準確地達到實現(xiàn)高效調(diào)度的最優(yōu)解[4]。

在跨地區(qū)調(diào)度線上調(diào)度等新興領(lǐng)域，還能夠?qū)崿F(xiàn)診斷快速、容錯率強、調(diào)整能力高的一系列特點。并且在新興的技術(shù)前沿，結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)形成的新一代電力調(diào)度系統(tǒng)，還能夠通過幾十年的電力調(diào)度數(shù)據(jù)實現(xiàn)自我系統(tǒng)的迭代和更新，并根據(jù)海量數(shù)據(jù)深度挖掘，在線自主學(xué)習(xí)，不斷強化系統(tǒng)和模型的優(yōu)越性，改善弊端、提升效率。且能夠通過幾十年的調(diào)度資源進行大數(shù)據(jù)分析，完成對于未來電力系統(tǒng)調(diào)度的預(yù)測和評價，這對于電力調(diào)配領(lǐng)域的技術(shù)革新和未來工作的開展產(chǎn)生了深遠影響。

3 結(jié)語

電力系統(tǒng)在人工智能技術(shù)的結(jié)合情況中，主要是建立在隨著科學(xué)技術(shù)近年來在人工智能領(lǐng)域的不斷發(fā)展、從而形成目前以人工智能技術(shù)為突破革新的電力調(diào)度系統(tǒng)改造進程。但由于人工智能技術(shù)在我國的發(fā)展仍然處于起步階段，所以這種與電力系統(tǒng)相結(jié)合的新型技術(shù)革新仍然處在發(fā)展變化和不斷糾錯的過程中，只有在未來中不斷發(fā)展，結(jié)合努力創(chuàng)新并勇于在錯誤中不斷糾正，才能夠不斷突破技術(shù)壁壘和重重限制，從而高質(zhì)高效的完成國家給予電力行業(yè)的歷史性要求，為國家未來的高速發(fā)展和人民安全用電作出更多貢獻。