電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中人工智能的應(yīng)用探析

周偉昌， 陳 雨， 劉軍福， 張懷鵬， 魏 鵬

（國網(wǎng)寧夏電力有限公司中衛(wèi)供電公司，寧夏中衛(wèi) 755000）

0 引言

將人工智能技術(shù)應(yīng)用于電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中，可以確保系統(tǒng)內(nèi)持續(xù)增多的信息數(shù)據(jù)迅速、準(zhǔn)確、完整地傳輸，讓系統(tǒng)維持在穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)中。所以，探究人工智能技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)之中的有效應(yīng)用，對電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行意義重大。

1 人工智能技術(shù)概述

人工智能得到了社會各界的關(guān)注，其主要涉及信息技術(shù)、神經(jīng)學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域。人工智能技術(shù)是將科學(xué)技術(shù)作為基礎(chǔ)，融合人腦原理與行為趨向的機(jī)器自動化技術(shù)，該技術(shù)在實際運(yùn)用方面能夠展現(xiàn)出發(fā)現(xiàn)、分析問題等有關(guān)思維。另外，人工智能技術(shù)可在權(quán)值中存儲記憶信息，然后再提取具體特征，可向各個行業(yè)的工作提供服務(wù)。

2 電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的主要功能

2.1 自動化功能

變電站屬于電力系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分之一，通過自動化可以調(diào)動電網(wǎng)監(jiān)控，因為變電站內(nèi)部為分布式結(jié)構(gòu)，并運(yùn)用分層控制，所有內(nèi)部的各項功能均可以應(yīng)用到繼電保護(hù)裝置、終端設(shè)備中，進(jìn)而更好地控制變電站。在電力調(diào)度系統(tǒng)的作用下，有關(guān)人員可實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳、遙測等操作，并對電氣設(shè)備控制中心進(jìn)行遙控，實現(xiàn)變電站的無人值守。

2.2 控制和監(jiān)視功能

現(xiàn)階段，電力調(diào)度系統(tǒng)能夠自行實施發(fā)電控制，憑借安全分析抑或是經(jīng)濟(jì)調(diào)度內(nèi)的數(shù)學(xué)，能夠讓功能得到延展。同時，電力系統(tǒng)在運(yùn)行時，能夠進(jìn)行信息采集、現(xiàn)實、處理以及告警等相關(guān)工作。監(jiān)視功能則主要用于運(yùn)行過程中，可對應(yīng)用的數(shù)據(jù)信息予以實時記錄。如果電力系統(tǒng)存在事故與異常情況，監(jiān)視程序能夠自動識別，當(dāng)調(diào)度員觀測到電氣參數(shù)和現(xiàn)階段運(yùn)行狀態(tài)不符時，就會運(yùn)用其內(nèi)部控制功能將斷路器開關(guān)迅速隔斷，防止出現(xiàn)安全事故。

2.3 安全分析功能

安全分析功能即SA，能夠發(fā)揮出預(yù)防作用。對于SA 而言，可以通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深入分析當(dāng)前電網(wǎng)的實際運(yùn)行狀態(tài)，對系統(tǒng)內(nèi)部可能會出現(xiàn)的各類安全隱患進(jìn)行預(yù)測，然后設(shè)置應(yīng)對策略[1]。

2.4 科學(xué)處理軟件信息

調(diào)度中心能夠利用多種方式收集各類電網(wǎng)信息，并通過應(yīng)用軟件進(jìn)行處理，進(jìn)而向調(diào)度生產(chǎn)提供更好的服務(wù)。運(yùn)用軟件的過程中，結(jié)合此階段電網(wǎng)的實際運(yùn)行狀況，調(diào)度員應(yīng)做好監(jiān)視工作，確保能夠準(zhǔn)確分析出電網(wǎng)運(yùn)行狀況，使之維持在良好的經(jīng)濟(jì)安全水平上，迅速完成事故判斷和決策。

3 人工智能技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用策略

3.1 專家系統(tǒng)的應(yīng)用

專家系統(tǒng)屬于人工智能技術(shù)的重要部分之一，在社會各個領(lǐng)域中實現(xiàn)了廣泛運(yùn)用，其有利于對已經(jīng)了解的工作具體狀況進(jìn)行總結(jié)，可迅速調(diào)動內(nèi)部信息，探尋最佳的解決方案[2]。對于智能技術(shù)水平高的國家而言，針對專家系統(tǒng)進(jìn)行的研究和應(yīng)用時間較早。在不同領(lǐng)域、應(yīng)用需求下，專家系統(tǒng)需要進(jìn)行整理總結(jié)的信息存在一定的差異，比如將專家系統(tǒng)應(yīng)用到全新的領(lǐng)域，需將初步的信息整合作為立足點。在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中，要想發(fā)揮專業(yè)系統(tǒng)的作用，首先應(yīng)整合專業(yè)經(jīng)驗信息，構(gòu)建技術(shù)數(shù)據(jù)信息庫，然后模擬專家判斷，深入分析技術(shù)問題，最終做出決策。針對各類緊急事故，憑借專家系統(tǒng)可對具體問題進(jìn)行全面分析與迅速處理，降低事故造成的影響。所以，需重視專家系統(tǒng)中系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建。收集各類數(shù)據(jù)信息存在難度，當(dāng)前部分問題的處理依然采取人工決策的方式，所以在大部分狀況下只可以收集到基礎(chǔ)信息，難以對重要決策信息進(jìn)而信息化處理。并且，不同地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)方面必然會有差異，影響因素如氣候環(huán)境、用電需求等也不同。對此，建立專家系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)庫時，應(yīng)重視系統(tǒng)運(yùn)行差異。

同時，電力系統(tǒng)涉及的故障問題復(fù)雜性強(qiáng)，引起故障的原因、嚴(yán)重程度等均有差異。所以，專業(yè)系統(tǒng)在分析問題時，需重視故障發(fā)生的細(xì)節(jié)化因素，此過程中監(jiān)控設(shè)備發(fā)揮著重要作用，可以感知系統(tǒng)運(yùn)行情況，有利于明確出現(xiàn)問題的具體節(jié)點。當(dāng)問題確定后專家系統(tǒng)才可以對問題進(jìn)行分析。對于現(xiàn)階段的情況而言，在決策與問題確定等環(huán)境中，依然對人工判斷、決策有著較強(qiáng)的依賴性。因此，專家系統(tǒng)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的運(yùn)用還需要進(jìn)一步的發(fā)展與研究。

3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

人工智能技術(shù)是通過模仿人的思維架構(gòu)形成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)體系，具體表現(xiàn)為相互管理的網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)節(jié)點數(shù)據(jù)的互動、交流，有利于信息交流的多元性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，可以結(jié)合電力供應(yīng)具體狀況如電網(wǎng)參數(shù)、監(jiān)控人員工作、信息采集反饋記錄等，提供相應(yīng)服務(wù)[3]。同時，在人工智能技術(shù)的作用下，不只能夠承接電力調(diào)度程序操控項目，還能夠結(jié)合項目具體狀況，加強(qiáng)數(shù)據(jù)交流，進(jìn)而確保信息順利傳輸與管理。

例如，某地區(qū)為了能夠順利適應(yīng)現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)發(fā)展的具體需求，在各項工作推進(jìn)以及程序數(shù)據(jù)資源調(diào)控、運(yùn)作環(huán)節(jié)等方面，借助了神經(jīng)化數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)作用。第一，立足于智能化程序和實際情況，構(gòu)建整合電力管理，以及信息采集、反饋、記錄的信息體系，其中涉及的各個部分均能夠在終端設(shè)備的協(xié)助下進(jìn)行跟蹤性數(shù)據(jù)更新。若局部數(shù)據(jù)資料存在較為顯著的波動情況，程序會迅速記錄。第二，根據(jù)電力調(diào)度區(qū)域結(jié)構(gòu)，智能系統(tǒng)通過縱向的方式將管理區(qū)域劃分為A-F六個區(qū)域，并包含橫向分支內(nèi)容。當(dāng)電力調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)信息產(chǎn)生變化之后，程序體系也會跟著改變。第三，在開展神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)各項管理活動時，智能化調(diào)度管理系統(tǒng)能夠?qū)?nèi)容信息進(jìn)行集中性、順向記錄，并結(jié)合具體運(yùn)行體系針對性、逆向化地單獨(dú)反饋相關(guān)數(shù)據(jù)神經(jīng)內(nèi)容。

3.3 可視化系統(tǒng)的應(yīng)用

有效處理海量數(shù)據(jù)信息是人工智能技術(shù)的主要特點。對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實際處理的過程中，能夠把部分?jǐn)?shù)值、非數(shù)值類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成可視形式，以便于深層次展示數(shù)據(jù)。可視化系統(tǒng)能夠直觀展示復(fù)雜的信息，并結(jié)合計算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理等相關(guān)技術(shù)，讓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成圖形、表格、圖像等，以便于人們理解與記憶[4]。電力調(diào)度系統(tǒng)囊括的業(yè)務(wù)極其復(fù)雜，業(yè)務(wù)部門較多，積累的數(shù)據(jù)信息十分龐大，使數(shù)據(jù)處理難度增高。在處理故障時，工作難度會在數(shù)據(jù)量增加的情況下不斷提高，進(jìn)而導(dǎo)致工作人員面臨較大壓力。同時，調(diào)度人員應(yīng)在海量數(shù)據(jù)中迅速過濾出具有應(yīng)有價值的各類信息，并根據(jù)這些信息之間的關(guān)聯(lián)，立足于專業(yè)角度尋找引起問題的主要原因，找出數(shù)據(jù)背后的可靠依據(jù)，明確解決問題與調(diào)整系統(tǒng)故障的依據(jù)，最后通過理論的模式指導(dǎo)實踐業(yè)務(wù)。此過程花費(fèi)的時間較長，會導(dǎo)致工作人員身心疲憊。進(jìn)而影響工作狀態(tài)，無法及時發(fā)現(xiàn)與解決電力調(diào)度系統(tǒng)的問題。而在可視化技術(shù)的作用下，不會出現(xiàn)以上情況?？梢暬夹g(shù)能夠協(xié)助人工智能技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中展現(xiàn)出更好的效果。應(yīng)用人工智能技術(shù)提高工作業(yè)務(wù)效率，并協(xié)助調(diào)度人員快速篩選龐大數(shù)據(jù)中的有價值信息，然后進(jìn)行科學(xué)調(diào)查處理，及時發(fā)現(xiàn)故障及產(chǎn)生原因，以便于針對性地進(jìn)行解決。另外，可視化技術(shù)以可視的形式展示數(shù)據(jù)，諸如通過圖片呈現(xiàn)電力調(diào)度自動化中包含的信息數(shù)據(jù)等，并根據(jù)二維、三維等工作人員能夠理解的方法，利用直觀的圖片、圖像外在模式，反映復(fù)雜數(shù)據(jù)存在的關(guān)系。相關(guān)工作人員立足于可視化角度解決問題，能夠根據(jù)圖像及時明確引起故障的具體原因，以便于運(yùn)用相應(yīng)的措施解決問題，促進(jìn)故障排除效率的提高，確保電力調(diào)度系統(tǒng)能夠維持在穩(wěn)定、安全的運(yùn)行狀態(tài)中[5]。

4 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活方式出現(xiàn)了巨大的改變。各類科學(xué)技術(shù)的合理運(yùn)用，能夠促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的主要構(gòu)成部分之一——人工智能技術(shù)應(yīng)用到電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中，有利于促進(jìn)電力調(diào)度安全性、穩(wěn)定性以及高效性的提升，進(jìn)而為整個電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行奠定良好基礎(chǔ)。同時，隨著生產(chǎn)生活用電需求的持續(xù)上升，電力系統(tǒng)運(yùn)行對各項技術(shù)提出了新要求，此過程中人工智能技術(shù)的營業(yè)正在持續(xù)地深入和發(fā)展。積極探究人工智能技術(shù)專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、可視化系統(tǒng)等在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用，有利于促進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸效率的提高，并增強(qiáng)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)故障分析和處理能力，確保人工智能技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中能夠展現(xiàn)出最大化的效果。