宋曉旭

摘要：電力系統(tǒng)起著能源供應(yīng)的作用，保障著社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的能源供應(yīng)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展領(lǐng)域占有關(guān)鍵地位。毫無(wú)疑問(wèn)，在高度依賴電能的社會(huì)背景下，如何提高電力系統(tǒng)的保障能力，保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，一直是電力領(lǐng)域的關(guān)鍵問(wèn)題。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，這也引起了電力企業(yè)的興趣。智能技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的融合必將有助于電力系統(tǒng)的升級(jí)，優(yōu)化電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù);電力系統(tǒng);應(yīng)用

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化與智能技術(shù)概述

1.1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化

電能是保障社會(huì)生活和生產(chǎn)的主要能源形式，為我國(guó)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供了重要支撐。隨著社會(huì)對(duì)電力需求的不斷增加，依靠傳統(tǒng)手動(dòng)控制方式的運(yùn)行模式逐漸被淘汰。目前，我國(guó)電力系統(tǒng)逐漸呈現(xiàn)出復(fù)雜性，電網(wǎng)所依托的設(shè)備和技術(shù)不斷創(chuàng)新，人工操作無(wú)法保證正常運(yùn)行狀態(tài)。因此，電力系統(tǒng)自動(dòng)化應(yīng)運(yùn)而生。電力系統(tǒng)自動(dòng)化是一種高效的電力系統(tǒng)管理技術(shù)，它實(shí)現(xiàn)了發(fā)電設(shè)備、電網(wǎng)調(diào)度和配電系統(tǒng)應(yīng)用信息的智能集成管理，極大地提高了電力系統(tǒng)的自動(dòng)化管理水平。在具體應(yīng)用上，主要依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)。通過(guò)集成和應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，具有自動(dòng)處理能力，完成包括系統(tǒng)控制、檢測(cè)和管理在內(nèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)的控制，完成電力系統(tǒng)運(yùn)行的全面升級(jí)。

1.2智能技術(shù)

智能技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物，它源于計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和仿生學(xué)技術(shù)的融合。智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于它大大超越了傳統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)，使系統(tǒng)的控制、檢測(cè)和管理更加智能化，能夠模擬人類的部分思維和行為，具有一定的學(xué)習(xí)性、模仿性和適應(yīng)性，它是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重大飛躍和創(chuàng)新。在智能技術(shù)應(yīng)用的背景下，電力系統(tǒng)將具有更好的反饋、運(yùn)行和故障排除能力，提高設(shè)備的運(yùn)行效率和管理效率。因此，智能技術(shù)將突破傳統(tǒng)技術(shù)的約束，達(dá)到處理非線性和不確定性問(wèn)題的高度，逐步取代人工參與管理的方式。從智能技術(shù)的結(jié)構(gòu)來(lái)看，它主要由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、專家系統(tǒng)控制、綜合智能控制和線性最優(yōu)控制組成。它與現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理結(jié)構(gòu)高度一致，可以極大地促進(jìn)電力系統(tǒng)的發(fā)展，保障社會(huì)能源供應(yīng)。

2 人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 人工智能與電力系統(tǒng)無(wú)功電壓控制

電力系統(tǒng)電壓無(wú)功控制作為電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的重要組成部分，具有復(fù)雜性、非線性、模糊性和強(qiáng)實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)。因此，在某些方面很難用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型分析來(lái)描述，人工智能逐漸被用來(lái)解決這些問(wèn)題。專家系統(tǒng)是一種發(fā)展較早、成熟度較高的人工智能技術(shù)。它主要由知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)組成。它是一種計(jì)算機(jī)程序或信息系統(tǒng)，模擬人類專家在處理問(wèn)題時(shí)的行為，并使用知識(shí)和推理技術(shù)來(lái)解決問(wèn)題。在解決問(wèn)題時(shí)，它模擬人類專家的決策過(guò)程，并提供專家級(jí)解決方案。專家系統(tǒng)在無(wú)功電壓控制中的典型應(yīng)用是用計(jì)算規(guī)則表達(dá)無(wú)功控制的經(jīng)驗(yàn)，形成專家系統(tǒng)參考的知識(shí)庫(kù)。當(dāng)遇到實(shí)際問(wèn)題時(shí)，根據(jù)上述知識(shí)庫(kù)，從無(wú)功功率和電壓的實(shí)時(shí)測(cè)量值中獲取電壓調(diào)節(jié)的控制手段。一種控制步驟少的電網(wǎng)電壓控制專家決策支持系統(tǒng)已在國(guó)外成功試驗(yàn)。系統(tǒng)采用集中控制策略調(diào)整光伏節(jié)點(diǎn)電壓、變壓器分接頭和并聯(lián)電容器，并根據(jù)不同的參數(shù)數(shù)據(jù)采取不同的控制措施，對(duì)相關(guān)母線電壓的靈敏度和控制裕度選擇控制步驟，從而準(zhǔn)確糾正電網(wǎng)電壓異常狀況。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）是基于生物學(xué)中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理，模擬人腦神經(jīng)系統(tǒng)處理復(fù)雜信息的模型。它由大量人工神經(jīng)元以某種方式連接在一起，使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有復(fù)雜的非線性特性。與專家系統(tǒng)相比，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有容錯(cuò)能力強(qiáng)、信息分布和存儲(chǔ)量大、學(xué)習(xí)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在無(wú)功電壓控制中具有很大的應(yīng)用潛力。當(dāng)兩級(jí)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于無(wú)功電壓控制時(shí)，第一級(jí)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于檢測(cè)系統(tǒng)中的無(wú)功電壓是否超標(biāo)，第二級(jí)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)給出處理策略，能夠快速檢測(cè)和響應(yīng)無(wú)功電壓波動(dòng)。為了加快樣本的收斂速度，還可以使用加速BP算法。

2.2 人工智能與電力調(diào)度

電力調(diào)度是根據(jù)電力負(fù)荷的變化對(duì)電網(wǎng)潮流進(jìn)行管理的工作。其主要目的是保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，保證用戶供電的可靠性，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。人工智能根據(jù)調(diào)度目標(biāo)，制定滿足網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行約束條件下的最優(yōu)調(diào)度方案，主要分為機(jī)組組合優(yōu)化和機(jī)組調(diào)度優(yōu)化兩個(gè)方面。在機(jī)組組合優(yōu)化方面，主要目的是在滿足電網(wǎng)約束條件下，制定最優(yōu)的機(jī)組切換方案，以降低投入成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

專家系統(tǒng)最早用于解決電力系統(tǒng)調(diào)度問(wèn)題，但隨著機(jī)組組合優(yōu)化問(wèn)題的復(fù)雜性不斷增加，專家系統(tǒng)與粒子群優(yōu)化算法相結(jié)合，生成了兩層機(jī)組組合優(yōu)化模型。首先，在預(yù)調(diào)度階段采用粒子群優(yōu)化算法建立穩(wěn)定的聚類，然后通過(guò)人工智能專家系統(tǒng)找到最優(yōu)解。考慮到其他可再生能源的可獲得性，采用非參數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)風(fēng)力發(fā)電和其他能源引起的不確定性進(jìn)行定量預(yù)測(cè)。結(jié)合蒙特卡羅方法，將這些可再生能源分類為安全約束組合優(yōu)化模型，然后利用遺傳算法得到最優(yōu)方案。機(jī)組調(diào)度優(yōu)化主要是根據(jù)現(xiàn)有的能量?jī)?chǔ)備，制定合理的系統(tǒng)負(fù)荷配置方案。目前比較流行的是考慮可再生能源發(fā)電與電網(wǎng)相結(jié)合的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遺傳算法（ANN-GA）智能調(diào)度方案。通過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練學(xué)習(xí)滿足要求的能源管理模型，利用遺傳算法的優(yōu)化過(guò)程使智能控制裝置的能耗最小化，減少“高峰期”的能源需求，最大限度地利用光伏、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源，減少對(duì)電網(wǎng)能源的依賴。該方案在實(shí)際住宅中得到了驗(yàn)證，最大能耗降低了近50%。在考慮光伏等可再生能源的隨機(jī)性和無(wú)序性時(shí)，更好的方法是采用分布式儲(chǔ)能技術(shù)，它可以有效地消除能源不確定性的特點(diǎn)，對(duì)實(shí)現(xiàn)能源網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性和有序性起到關(guān)鍵作用。

結(jié)束語(yǔ)

人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用取得了良好的發(fā)展。我國(guó)的相關(guān)研究尚處于起步階段，需要不斷完善。隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的不斷增加，管理的難度也越來(lái)越大。在這種情況下，人工智能技術(shù)有著更加廣闊的發(fā)展空間。因此，目前最重要的是加強(qiáng)人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用效果，制定切實(shí)可行的應(yīng)用策略，以確保電力系統(tǒng)更穩(wěn)定、更安全的運(yùn)行，為電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供一定的支持。

參考文獻(xiàn)

[1]人工智能在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用[J]. 徐英. 電子技術(shù)與軟件工程. 2019（24）