电力调度自动化系统中的人工智能技术应用

发表时间:2020/12/2   来源:《当代电力文化》2020年第20期   作者:刘杨
[导读] 现代科学技术的飞速发展在给社会发展带来便利的同时,也在潜移默化之中改变着人们的生产和生活方式
        刘杨
        国网江苏省电力有限公司淮安供电分公司 江苏 淮安 223000
        摘要:现代科学技术的飞速发展在给社会发展带来便利的同时,也在潜移默化之中改变着人们的生产和生活方式,现代社会发展过程中电力在生产生活中的影响力也在不断深化,社会发展对电力的需求量不断增加,对电力调度自动化系统提出了更高要求。现代科学技术在电力调度自动化系统中发挥着重要作用,人工智能技术在电力调度自动化系统中的应用使电力调度更趋于科学、稳定。本文对人工智能技术在电力调度自动化系统的应用进行分析。
        关键词:人工_智能技术;电力调度自动化系统;应用
        随着现代社会的不断发展,电力在社会生产生活中影响力也在不断深化,社会电力需求的不断增加也给电力系统工作带来了更大挑战,在电力系统内部复杂的运行过程中,涉及大量的数据信息,对这些数据信息,的管理仅仅依靠人工力量已经远远不能满足不断增长中的社会电力需求。当前人工智能在社会各行业和各领域的运用范围在不断扩展,电力部门也将人工智能技术引人到电力系统运行之中作为电力调度整个供电工作的最后一个环节,其安全稳定运行对电力供应的正常运行的重要性不言而喻,而将人工智能技术引人到电力调度自动化系统中对提高电力调度工作效率、稳定电力系统有着重要的作用。
        一、电力调度自动化系统的功能
        电力调度自动化系统是建立在计算机科学技术的发展之上的自动化控制系统,它符合与电力行业相关的国际标准及工业标准。随着科学技术的不断发展,电力调度自动化系统的功能逐渐多样化、完善化。
        1、监测、控制电力运行。电力调度自动化系统以对电力系统的监测与控制为主要手段,在此基础上为电力部门实施科学有效的管理、合理科学的调度提供详实的数据资料,为实现电力系统的安全调度奠定基础。其功能体现在两个方面:一是采集、分析、统计、处理当前电力系统的运行状况,并向各级电力调度机构呈现数据信息,针对电力系统存在的异常状况及突发事件,电力调度自动化系统能够及时识别,并采取一定的措施,同时通过电力报警系统迅速将信息传达相关电力管理人员,管理人员据此采取措施;二是通过自动化系统控制各设施的安全运行,为电力系统的安全性提供保障。
        2、科学、合理调度电力。电力调度自动化系统的首要目标是保证电力的安全性、满足居民的用电需求、确保电力质量。在此基础上,对国家电力进行科学、合理调度,实现电力资源的节约利用,提高使用效率,创造最大的经济效益。
        3、控制自动发电能力。电力调度自动化系统的功能还在于通过计算机网络组成的各个系统,对自动发电能力进行有效控制,主要通过在电网运行过程中实行闭环控制实现。除此之外,电力调度自动化系统还可以对国家电网实施经济调度控制,直接对各变电站进行控制。电力调度自动化系统除了上述的主要功能外,还具有其他的相关功能,例如,多媒体语音报警功能、记录发生事件、分析历史趋势、进行模拟调度员的培训等。
        二、人工智能技术的应用
        从当前人工智能技术的应用情况来看,在社会各行业领域中主要应用遗传算法、人工神经网络、混合技术等。遗传算法以数学模式作为理论基础,借鉴了自然遗传机制中的随机搜索算法原理,实现了群体与个体信息之间的交换,电力系统中常见的非线性难题也是通过遗传算法的原理来解决的。智能模糊逻辑在人工智能技术中的应用比较广泛,其原理是建立在模糊理论之上,通过变量输入形成数学模型,通过这一技术原理可以合理规划电力系统,对电力系统中出现的故障作出及时的反应。当前,智能模糊逻辑在人工智能技术中的应用已形成较为完善的体系。

人工神经网络涉及非线性问题,这也是人工智能技术中的一个难点,这一技术主要应用于继电保护方面,其原理建立在对人的神经系统的模仿上,其优势在于反映较快,当电力系统中出现故障时能够快速作出判断,对具体的故障情况进行探测分析,这也是这一技术在继电保护方面能够得到广泛应用的重要原因。
        三、人工智能技术在电力调度自动化系统中的应用分析
        从本质上讲,电力系统是一个非线性的整体,其中存在较多的复杂的工程计算和非线性优化问题,这些问题的解决可以借助人工智能技术来完成,人工智能技术相较于传统的智能技术可以改进以往问题中的很多不确定性因素,通过自身性能来调整数据分析的状态,在一些领域甚至可以实现语音操控。人工智能技术在电力调度自动化系统中的应用广泛,这里主要就专家系统和可视化技术的具体应用进行分析。
        1、专家系统的应用。专家系统作为人工智能技术的一种,其工作原理建立在已有的事实基础上,从本质上来讲,专家系统是将已有的专家性知识经验构建成一个庞大的知识库,在一定规则基础上形成整体控制体系。专家系统的相关研究工作在国外开始较早,目前已由理论研究进入实践应用阶段,而国内起步较晚,随着近年来研究的不断深入,在多个领域和行业都有所突破,如中医诊断中的专家系统应用、汽车调度系统中的专家系统应用等。专家系统将当前已有的专家知识和相关专业经验与信息技术相结合,建立数据库,通过网络模拟专家分析判断过程,结合遥测、保护等信息源和人工智能编制程序对出现的事实问题进行推理判断,进而作出决策,这一项技术能够协助调度工作者快速准确地判断和应对电力调度系统中出现的问题。
        数据库是专家系统中的核心组成部分之一,也是当前专家系统应用在电力系统中的一个难点问题。数据库来自于已有的专家知识,而专家知识来源问题中包含着多种复杂的因素,要提高专家系统在电力调度中的应用效率,还需要获取更深层次的专业知识,从而形成更为完备的知识体系,使其在电力调度实际工作中更具实用性价值。电网系统本身受到多种因素的影响,存在较多的复杂问题,而随着社会的不断发展,电力运行系统将面临更多新的挑战,不同地区、不同条件下的电力调度也存在一定的差异,这也在一定程度上增加了电力调度工作的难度。在电力调度自动化系统中,故障是必须要考虑的一个方面,其需要丰富的工作经验来排除,在自动化系统中一般的软件是不能实现这一点的,而专家系统在故障诊断和处理中有大的实用价值。
        2、可视化技术的应用。人们对电力需求的增加,也增加了电力系统内部信息量,在电力系统内部信息多样化和海量化的发展趋势下,电力调度的自动化发展在一定程度增加了调度操作人员在故障处理中工作难度和工作压力,调度操作人员要在海量的信息中快速准确找到需要的信息,是一个较为枯燥繁琐的过程,会消耗掉较长的时间和较多的精力,可视化技术的应用在一定程度上缓解了这个问题,它将海量的数据信息以图片、图形等形式展示出来,对提高电力调度工作效率有很大的帮助。可视化技术通过二维可视化、三维可视化技术手段绘制出直观的电力信息数据图像,将原本繁杂的数据信息以更为形象直观的图片、图像等形式呈现出来,方便了调度操作人员观察分析,可以及时发现电力故障问题,及时采取解决措施,有效提升了电力调度工作效率。
        人工智能技术在科学技术发展中不断取得新的突破,当前我国对人工智能技术在电力系统中的应用研究还处于起步阶段,在社会电力需求不断增加和电力系统的持续发展过程中,人工智能技术在电力调度自动化系统中的应用还有极为广阔的发展空间。  
        参考文献:
        [1] 曹铁生 .电力调度自动化系统应用现状与发展趋势研究分析[J]. 电气时代,2015(7):11.
        [2] 张白林, 姚亮, 邵宁张. 电网调度自动化系统中的数据挖掘技术探讨[J]. 科学与信息化,2017(25).
        [3] 王艳.浅谈人工智能在电气自动化控制中的应用[J].科技致富向导,2013(26):89~90.
        [4] 张桂枝. 探讨智能技术在电力系统自动化中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2015(32):130~135.
       
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