劉云帆,袁梓浩,劉廣發(fā),程若楠,周含方
(山東科技大學,山東 濟南 250031)
電網(wǎng)運行時,人工智能和大數(shù)據(jù)的接入如圖1所示。
人工智能是使計算機來模仿人的某些思維過程和智能行為,如學習、推理、思考及規(guī)劃等,可分為計算智能、感知智能及認知智能三種模式。計算智能是通過對大數(shù)據(jù)的處理分析模仿出人類對數(shù)據(jù)處理的能力,并快速計算出相應結(jié)果;感知智能是通過類似于人類感知器官的器官,去辨別和學習周圍的事物,如對視覺的圖像處理;認知智能是讓計算機擁有和人類一樣的思考能力,能通過大數(shù)據(jù)的整理計算,做出相關(guān)正確決定。這三種模式相互配合共同推動了人工智能技術(shù)的進步,讓計算機具有人類思維,并能代替人類工作[1]。由于現(xiàn)有的算法更替,目前在人工智能中多應用模糊邏輯和機器學習。
圖1 電網(wǎng)運行時人工智能和大數(shù)據(jù)的接入
計算機能完成對簡單邏輯的判斷,并能做出正確和錯誤的判斷,是一種最簡單的邏輯判讀。根據(jù)相關(guān)模糊邏輯塊的堆疊,達到對簡單過渡性問題的判斷和解讀,并進行實時推理和計算。這種邏輯思維更符合人類的思維,其中包含多個模糊變量的判斷和比對。
機器學習是最簡單的模仿人類的行為算法,機器學習是通過對大量數(shù)據(jù)的篩選和處理,得到下一步相應的預測,即通過大量的數(shù)據(jù)檢測,獲取相應的經(jīng)驗預測。機器學習分為傳統(tǒng)的機器學習、深度學習及強化學習。
間歇性可再生能源在現(xiàn)代社會日益普及,發(fā)電時產(chǎn)生的間歇和波動對電網(wǎng)造成的影響越來越大,確定一個精準的可再生能源周期對預測發(fā)電時功率、保障系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和促進經(jīng)濟的發(fā)展都很重要。
建立一個處理數(shù)據(jù)能力和特征提取能力極強的預測模型是加強間歇性可再生能源發(fā)電功率預測精度的關(guān)鍵。此外,還需具備優(yōu)秀的修正功能和自我學習功能。淺層模型通常作為傳統(tǒng)預測方法,它的缺點在于處理非平穩(wěn)特性、非線性風能和光照數(shù)據(jù)時性能相對薄弱。因此,相關(guān)研究者需開發(fā)出具有深度學習能力和回歸能力的預測模型[2]。
政策、價格及天氣等因素影響著能源負荷,因此構(gòu)建精準的模型相對困難。采用深度學習的方法,以快速地提高預測能力。
電網(wǎng)的穩(wěn)定性體現(xiàn)在當電網(wǎng)受到大小干擾后能快速恢復到原有的運行狀態(tài),并在受到擾動時做出相關(guān)應對決策。當各種優(yōu)化因素加入到電網(wǎng)的穩(wěn)定控制時,增大了電網(wǎng)穩(wěn)定的控制難度。
列解傳統(tǒng)的電網(wǎng)穩(wěn)定模型十分笨重,建模需考慮各種各樣的拓撲結(jié)構(gòu)、運行方式和故障類型等。因此,這種模型的建立方式比較古板單一,不能靈活地應對現(xiàn)在新能源和新型電力設(shè)備的接入,限制了現(xiàn)有智能電網(wǎng)的發(fā)展。當現(xiàn)有的模型流控制轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)流控制時,可通過數(shù)據(jù)挖掘和人工智能學習的方式對數(shù)據(jù)進行處理,直接進行有效地預測控制。當數(shù)據(jù)信息量較小時,可采用深度學習的方式進行信息的提取、捕獲及預測,得到充分有效的信息后采用強化學習的方式進行數(shù)據(jù)提取,大大提高了決策的精確度和有效控制率[3]。
人工智能具有良好的學習能力。通過機器學習中的聚類能力、分類能力及辨識能力可在配用電行為中進行數(shù)據(jù)和負荷的檢測,通過有效的數(shù)據(jù)檢測能高效地解決接入系統(tǒng)問題。促進和改善綜合能源系統(tǒng),以提供更高效的操作方式,更好地支撐相關(guān)數(shù)據(jù)流。用戶端的配電行為中,以電表采集的功率、電壓及電流等作為數(shù)據(jù)流的基礎(chǔ),加入人工智能的思維,對客戶進行分類供配電行為,達到高效配電的目的。
近年來,人工智能技術(shù)日益普及,已滲透到工業(yè)生產(chǎn)的各個方面。電網(wǎng)建設(shè)中,人工智能的應用大大減少了控制過程,保障了電網(wǎng)的高效配電。