張軍

摘 要：經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展為人們生活提供了便利的條件，尤其智能電網(wǎng)的運(yùn)用更是滿足人們對電力的更高需求。智能電網(wǎng)的建設(shè)促使我國電網(wǎng)運(yùn)行朝向信息化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，自動(dòng)處理和隔離運(yùn)行中的故障，提升運(yùn)行效率、安全性、以及穩(wěn)定性。本文將對智能電網(wǎng)進(jìn)行深入的分析，闡述運(yùn)行過程中存在的問題，智能電網(wǎng)未來發(fā)展趨勢，以及智能電網(wǎng)的運(yùn)用等問題。加深對問題的了解，進(jìn)而有針對性的提升智能電網(wǎng)運(yùn)行效率，強(qiáng)化電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；運(yùn)行效率；發(fā)展趨勢；電力系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：F426.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）24-0113-02

智能電網(wǎng)是當(dāng)前電力行業(yè)發(fā)展的主要方向，其具有高效、集成、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。通過科學(xué)信息技術(shù)以及現(xiàn)代電力設(shè)備在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用，以打造信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化的智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。但由于電網(wǎng)系統(tǒng)十分復(fù)雜，在運(yùn)行過程中難免會(huì)出現(xiàn)各種問題，影響電網(wǎng)運(yùn)行的質(zhì)量，難以發(fā)揮智能電網(wǎng)的價(jià)值。因此要深入分析問題出現(xiàn)的原因，有針對性地提出解決對策，打造全信息、全智能、全自動(dòng)的運(yùn)行模式，滿足當(dāng)前社會(huì)對電網(wǎng)運(yùn)行的基本需求，為電網(wǎng)未來發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

1 智能電網(wǎng)基本內(nèi)容

現(xiàn)代社會(huì)對電力的需求不斷增加，而智能電網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用也越來越廣泛。電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)是智能電網(wǎng)中的主要部分，有效提升電網(wǎng)運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化運(yùn)行。在實(shí)際運(yùn)行過程中，綜合利用信息技術(shù)、通信技術(shù)等形成綜合性網(wǎng)絡(luò)，通過多方面的有效配合，有效提升電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、便利性。與傳統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)行方式比較，智能電網(wǎng)的運(yùn)用更加安全可靠，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電系統(tǒng)與配電系統(tǒng)之間的平衡，發(fā)揮電網(wǎng)積極作用，強(qiáng)化電網(wǎng)調(diào)度能力，以及對電氣設(shè)備的監(jiān)控能力，是電網(wǎng)發(fā)展的新革命[1]。

智能電網(wǎng)運(yùn)行中需要依賴多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。電網(wǎng)在線預(yù)警和安全防御技術(shù)是其中之一，我國近年來的電網(wǎng)系統(tǒng)中不斷提升該技術(shù)的運(yùn)用范圍。隨著不同地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)之間的密切聯(lián)系，電網(wǎng)運(yùn)行方式越來越復(fù)雜，要不斷提升電網(wǎng)系統(tǒng)全局化的建設(shè)能力。而智能電網(wǎng)的優(yōu)勢在于，所建立的智能決策以及在線預(yù)警系統(tǒng)能夠形成自動(dòng)感知、診斷、預(yù)防以及應(yīng)對的安全監(jiān)測系統(tǒng)。在電網(wǎng)運(yùn)行過程中可實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)預(yù)防、發(fā)現(xiàn)各種故障，并順利解決。有效提升電網(wǎng)運(yùn)行的安全能力、抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動(dòng)調(diào)度、自動(dòng)調(diào)整輸電容量，降低運(yùn)行成本。除此以外，還包括一體化智能應(yīng)用支持技術(shù)?？蓪㈦娋W(wǎng)運(yùn)行過程直觀的展現(xiàn)在管理人員面前，建立可視化平臺(tái)，以人機(jī)交換之方式了解電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，分析事故原因，及時(shí)維修。

2 智能電網(wǎng)運(yùn)行中存在的問題

2.1 裝置與元件配置相對落后

智能電網(wǎng)運(yùn)行中需要眾多先進(jìn)的元件設(shè)備，利用元件設(shè)備傳輸相應(yīng)的智能化操作命令，提升智能電網(wǎng)的抗干擾能力。但我國當(dāng)前所使用的智能化電網(wǎng)測量裝置、元件配置等基礎(chǔ)設(shè)備的質(zhì)量相對落后，難以滿足電網(wǎng)實(shí)際需求，在運(yùn)行過程中無法及時(shí)傳遞指令，降低電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。

2.2 通信方式相對落后

智能電網(wǎng)中包含通信技術(shù)、信息技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域。但我國眾多山區(qū)的通信技術(shù)相對落后，也造成電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中受到各種外界因素的影響，并逐漸蔓延至電網(wǎng)各個(gè)區(qū)域中，導(dǎo)致智能電網(wǎng)運(yùn)行故障。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，可采用光速傳輸?shù)耐ㄐ欧绞剑珜τ诮?jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)，將難以為智能電網(wǎng)的建設(shè)提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.3 認(rèn)識(shí)不足

智能電網(wǎng)中包含信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人力科學(xué)等眾多知識(shí)，在發(fā)展智能電網(wǎng)的過程中要提升對各種知識(shí)的學(xué)習(xí)能力，以及認(rèn)識(shí)能力。但在實(shí)際運(yùn)行中，人們對智能電網(wǎng)的認(rèn)知存在誤區(qū)，難以全面掌握智能電網(wǎng)的運(yùn)行規(guī)律以及方式，阻礙智能電網(wǎng)的發(fā)展[2]。

3 優(yōu)化智能電網(wǎng)運(yùn)行的有效舉措

3.1 構(gòu)建一體化信息平臺(tái)

推動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展中必須依靠電力系統(tǒng)的信息規(guī)劃平臺(tái)。以當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況為基礎(chǔ)，構(gòu)建一體化信息平臺(tái)，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)優(yōu)勢收集各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對此進(jìn)行分析。通過信息平臺(tái)了解信息資源的實(shí)際需求，并合理分配，按需分配。借助現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施與軟件，打造集成度較高的一體化運(yùn)行信息平臺(tái)。并在建設(shè)過程中不斷提升信息平臺(tái)的傳輸、存儲(chǔ)、處理、以及集成功能，以滿足智能電網(wǎng)運(yùn)行的需求。

3.2 提升研發(fā)能力

科技時(shí)代需要大量的信息技術(shù)支持，而智能電網(wǎng)的運(yùn)行與發(fā)展需要智能化技術(shù)的推動(dòng)。我國智能電網(wǎng)建設(shè)正處在初級(jí)階段，在信息技術(shù)與電網(wǎng)技術(shù)結(jié)合的過程中，還有很大的上升與發(fā)展空間。因此，應(yīng)不斷提升與智能電網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)與應(yīng)用。如變頻逆變技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)、在線監(jiān)測技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)等各種先進(jìn)的信息技術(shù)。同時(shí)，要提升我國電網(wǎng)研發(fā)的創(chuàng)新能力。以人才培養(yǎng)計(jì)劃為基礎(chǔ)，通過校園與企業(yè)的聯(lián)合發(fā)展，為企業(yè)輸送新鮮的血液與活力。提升企業(yè)技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)人員的綜合素質(zhì)，提升研發(fā)能力。

3.3 提升電網(wǎng)建設(shè)智能化

電網(wǎng)智能化運(yùn)行主要以兩方面為切入點(diǎn)。其一，保證電網(wǎng)調(diào)度的智能化。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的平行化設(shè)置，讓多個(gè)服務(wù)對象之間相互溝通。并實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)峰。有效控制電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的情況，以數(shù)據(jù)形式記錄下來，利用智能電網(wǎng)的分析功能強(qiáng)化監(jiān)控分析能力。其二，要加強(qiáng)用戶管理的智能化建設(shè)。根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)運(yùn)行的狀況，以平衡法、電流平衡法等多種技術(shù)優(yōu)勢，打造全智能化的用戶管理體系，提升用戶辦理業(yè)務(wù)的便捷性[3]。

3.4 高度集成建設(shè)

業(yè)務(wù)集成是智能電網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，在規(guī)劃過程中要強(qiáng)調(diào)電網(wǎng)建立全周期的管理，協(xié)調(diào)好電網(wǎng)建設(shè)過程中效率、效益、安全等之間的關(guān)系，采取有效舉措促進(jìn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大化。同時(shí)，要不斷提升智能電網(wǎng)的集成體系，將信息管控、技術(shù)、運(yùn)行、安全防護(hù)等各種功能集中起來，以規(guī)范化形式推進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展。

4 智能電網(wǎng)未來發(fā)展趨勢

4.1 可再生能源發(fā)電功率預(yù)測

未來智能電網(wǎng)的發(fā)展將朝向高比例可再生能源方向，以風(fēng)電、光伏等作為成熟的發(fā)電能源之一，波動(dòng)性與隨機(jī)性較強(qiáng)。而隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，對可再生能源發(fā)電波動(dòng)等海量、高維、多源數(shù)據(jù)的分析與探測，應(yīng)實(shí)現(xiàn)多時(shí)間尺度、全面的感知與預(yù)測。傳統(tǒng)淺層的預(yù)測模型風(fēng)能以及光照數(shù)據(jù)期間的預(yù)測性能較差，因此在未來的發(fā)展中應(yīng)引進(jìn)改進(jìn)預(yù)測模型。如基于DBN的預(yù)測模型，可有效體提取風(fēng)速以及光伏數(shù)據(jù)等信息，了解其非線性結(jié)構(gòu)以及不變特性，實(shí)現(xiàn)預(yù)測風(fēng)電與光伏功能的基本目的。而借助CNN的預(yù)測方式，可對豐富的光照數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，有效提升對光伏功率預(yù)測的準(zhǔn)確性。

4.2 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的評估

電力系統(tǒng)規(guī)模隨著科技的發(fā)展不斷壯大，動(dòng)態(tài)特點(diǎn)也越來越明顯，其中魯棒性、安全性、復(fù)雜性等之間的矛盾也越來越突出，人們對系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性能提出了更高的要求。而以此為基礎(chǔ)，人工智能電網(wǎng)的發(fā)展也將朝向系統(tǒng)平穩(wěn)評估的方向。傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)方法多以“先提取特征，再分類評估”的方式，將二者區(qū)分看待。且在提取特征時(shí)也更加依靠人工經(jīng)驗(yàn)來解決復(fù)雜的問題。但智能電網(wǎng)的發(fā)展，可采用深度學(xué)習(xí)的方式，借助深層模型的學(xué)習(xí)功能，自己提取數(shù)據(jù)并完成分析工作，評估工作。這種運(yùn)行方式將特征提取與分類統(tǒng)一起來，一步完成評估分析工作。

我國文獻(xiàn)中，關(guān)于深度學(xué)習(xí)中的SAE、DBN、CNN模型有著深入的研究，并已經(jīng)運(yùn)用在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性評估工作中。關(guān)于大數(shù)據(jù)以及深度學(xué)習(xí)的電力系統(tǒng)故障狀態(tài)評估方法的研究也較多，增強(qiáng)了模型的泛化能力，為智能電網(wǎng)未來發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)[4]。

4.3 控制與優(yōu)化

電力系統(tǒng)運(yùn)行過程十分復(fù)雜，輸入、輸出的數(shù)據(jù)維數(shù)較多，關(guān)聯(lián)性也較強(qiáng)，在控制與優(yōu)化方面存在有一定難度。因此，未來電力系統(tǒng)發(fā)展中要深度學(xué)習(xí)，強(qiáng)化學(xué)習(xí)能力，提升遷移能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化與控制電力系統(tǒng)的根本目的。目前，我國在深度學(xué)習(xí)與強(qiáng)化學(xué)習(xí)理論方面有著較深的造詣，提出電網(wǎng)切機(jī)控制策略，以深度CNN提取特征，研究控制策略。同時(shí)，還將深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測機(jī)制應(yīng)用在選擇機(jī)制中，提升算法對系統(tǒng)的認(rèn)知能力。并構(gòu)建知識(shí)遷移體系，提出知識(shí)遷移算法以實(shí)現(xiàn)信息的提取，優(yōu)化控制功能。

4.4 電力故障與無人巡檢

電力系統(tǒng)故障中，傳統(tǒng)方法多以人工特征提取，以及人工經(jīng)驗(yàn)判斷的方式為主，嚴(yán)重增加故障分析的復(fù)雜性以及不確定性。尤其在和處理復(fù)雜故障以及大型網(wǎng)絡(luò)故障期間，難以適用。在未來的發(fā)展中，智能電網(wǎng)將以深度學(xué)習(xí)的方法了解數(shù)據(jù)內(nèi)在的結(jié)構(gòu)，將在運(yùn)行過程中學(xué)習(xí)到的特征信息與模型建立相結(jié)合，減少人為分析的不確定性以及傳統(tǒng)特征提取所帶來的復(fù)雜特點(diǎn)。同時(shí)，深度學(xué)習(xí)還有效解決傳統(tǒng)方法對經(jīng)驗(yàn)的嚴(yán)重依賴，具有較強(qiáng)的通用性以及自適應(yīng)能力。

對于電力系統(tǒng)故障的診斷研究，提出DBN層數(shù)指標(biāo)，用于輸電線路的航拍圖像故障識(shí)別。而CNN對圖像樣本信息訓(xùn)練學(xué)習(xí)具有較大優(yōu)勢，對局部信息故障定位能力較強(qiáng)。

與此同時(shí)，在日后的發(fā)展中將進(jìn)一步增強(qiáng)無人巡檢能力。借助智能巡檢機(jī)器，或無人機(jī)巡檢機(jī)器，促使無人巡檢實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、智能化的發(fā)展。智能巡檢在未來智能網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展中將具有重要意義，將智能巡檢機(jī)器人與多種檢測儀器結(jié)合在尤其，實(shí)現(xiàn)近距離的觀察設(shè)備，繼而提升巡檢的準(zhǔn)確性與科學(xué)性[5]。

例如，無人機(jī)與高清攝像儀的結(jié)合，將具有高度精準(zhǔn)定位以及自動(dòng)識(shí)別檢測的優(yōu)勢。無人機(jī)可以飛到幾十米的高空中，并利用高清變焦攝像頭，對電力設(shè)備拍照。而在系統(tǒng)中增加深度學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別方法，智能識(shí)別監(jiān)控對象。我國對區(qū)域CNN算法的研究，大大增強(qiáng)無人機(jī)巡檢圖像的精準(zhǔn)挖掘能力，而聯(lián)合深度學(xué)習(xí)的隨機(jī)森林分類算法，又提升設(shè)備圖像識(shí)別方法，較比常規(guī)算法可提升6.8%-12%的準(zhǔn)確率。

5 結(jié)語

綜上所述，本文主要分析了優(yōu)化智能電網(wǎng)運(yùn)行的有關(guān)舉措，得出應(yīng)構(gòu)建一體化信息平臺(tái)，要提升研發(fā)能力，如變頻逆變技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)、在線監(jiān)測技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)等各種先進(jìn)技術(shù)。要提升電網(wǎng)智能化建設(shè)能力，以平衡法、電流平衡法等多種技術(shù)優(yōu)勢，打造全智能化的用戶管理體系。在未來的發(fā)展中，智能電網(wǎng)將提升可再生能源發(fā)電功率預(yù)測的能力，加大對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性評估效果，深入研究各種學(xué)習(xí)算法，并提升電力故障分析能力，無人機(jī)巡檢等各種能力。將現(xiàn)代信息技術(shù)與電力技術(shù)結(jié)合起來，增強(qiáng)無人機(jī)巡檢的精準(zhǔn)度，提升對圖像的分析能力。

參考文獻(xiàn)

[1]張化冰.智能電網(wǎng)：能源轉(zhuǎn)型與能源革命的核心——訪電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院副總工程師、智能電網(wǎng)部主任黃曉莉[J].電力設(shè)備管理，2018（09）：26-30.

[2]徐磊，王庭鈞.智能家居APP在基于大數(shù)據(jù)架構(gòu)的智能電網(wǎng)可視化平臺(tái)中的應(yīng)用[J].中國新通信，2018，20（17）：97.

[3]鄧美琴，李博，李歡，宮雨.基于Delphi-AHP模型的電網(wǎng)發(fā)展及生產(chǎn)經(jīng)營綜合評價(jià)研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2018，8（11）：20-23.

[4]潘帆.智能電網(wǎng)趨勢下的信息網(wǎng)絡(luò)智能化建設(shè)問題探究[J].機(jī)電信息，2016（30）：119-120.

[5]趙剛.關(guān)于電力調(diào)度運(yùn)行中的調(diào)度安全風(fēng)險(xiǎn)及防護(hù)措施[J].建材與裝飾，2016（15）：206-207.