淺談電力電網(wǎng)智能調度系統(tǒng)

摘 要：在科技水平不斷發(fā)展的背景下，電力電網(wǎng)的智能調度系統(tǒng)保證了電網(wǎng)運作的穩(wěn)定性與安全性，逐漸成為了電力電網(wǎng)的發(fā)展方向。本文對電力電網(wǎng)智能調度系統(tǒng)做了簡單的介紹，對電力電網(wǎng)智能調度系統(tǒng)的具體應用進行了探討，

關鍵詞：智能電網(wǎng)；智能調度系統(tǒng)；電力電網(wǎng)

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A

電力電網(wǎng)調度系統(tǒng)對電力系統(tǒng)而言是至關重要的，在電力系統(tǒng)初具雛形時，由于科技落后，電力電網(wǎng)調度系統(tǒng)不是智能的，是由工作人員通過打電話的方法了解各個電力站的運行狀況，如果發(fā)現(xiàn)電力站的運行發(fā)生異常狀況，就會憑借工作人員的經(jīng)驗，對發(fā)生的異常狀況進行處理。現(xiàn)如今，科技水平不斷發(fā)展，自動化技術也不斷地更新，電力電網(wǎng)的智能調度系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中也得到了應用，并取得了一定的成效。與傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)相比，電力電網(wǎng)的智能調度系統(tǒng)不是孤立存在的，它是一個實時動態(tài)的系統(tǒng)，可以有效地進行分析和調控電力系統(tǒng)，當電力站發(fā)生故障時，電力電網(wǎng)的智能調度系統(tǒng)可以更加精準和及時地對故障分析和處理，更加快捷方便，可以更全面地了解電力電網(wǎng)的運行狀況。

一、電力電網(wǎng)智能調度系統(tǒng)概述

（一）電網(wǎng)調度系統(tǒng)自動化的現(xiàn)狀和前景

在科學技術不斷發(fā)展的今天，電網(wǎng)調度系統(tǒng)已由最初單純獲取電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉換為全面了解電力電網(wǎng)的運行狀況，成為了能量管理系統(tǒng)。雖然我國科學技術水平在不斷的發(fā)展，但是技術理論仍然不是很先進，導致電網(wǎng)調度系統(tǒng)的自動化和智能化程度仍然不是很高。因此，如何更好地運用現(xiàn)代科學技術，完善電力電網(wǎng)的智能調度系統(tǒng)，使電力電網(wǎng)的智能調度系統(tǒng)更加高效便捷，實現(xiàn)真正的智能，這將是電力系統(tǒng)的未來趨勢。

（二）電力電網(wǎng)系統(tǒng)智能調度的概念

電力電網(wǎng)系統(tǒng)智能調度就是指調度系統(tǒng)可以對電力系統(tǒng)的電網(wǎng)的每個狀態(tài)進行自動獲取，綜合了解其中的變化，協(xié)助電力調度員的管理，使電力調度員操作更加便捷精準，便于獲取最好的方案，從而保證電網(wǎng)的安全運作。電力電網(wǎng)系統(tǒng)智能調度系統(tǒng)的功能不單單是基礎的電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析，在電力系統(tǒng)發(fā)生突如其來的故障時還應該具有一定的分析功能，可以及時幫助電力調度員解決故障，并且還應該可以兼容日益發(fā)展的運行系統(tǒng)。新型的電力電網(wǎng)系統(tǒng)智能系統(tǒng)比如今使用于電力系統(tǒng)中的調度系統(tǒng)更加復雜，更加龐大。新型的電力電網(wǎng)系統(tǒng)智能系統(tǒng)不單單需要電力系統(tǒng)中各個系統(tǒng)相互獨立，卻有相互統(tǒng)一，各個系統(tǒng)間可以互相幫助，除此之外，還要求新型的電力電網(wǎng)系統(tǒng)智能系統(tǒng)有兼容第三方軟件的能力，該系統(tǒng)的最終構架應該是一種開放式的軟件體系。

二、 人工智能在電網(wǎng)調度系統(tǒng)中的應用

（一）人工智能的概念

人工智能又名機器智能，融合了計算機科學、數(shù)理邏輯、控制論、信息論、神經(jīng)生物學以及語言學等多門學科的知識理論，最終發(fā)展而成的一門綜合性學科。人工智能的主要目標就是運用人類的智慧，使計算機系統(tǒng)日益的先進，逐漸使計算機系統(tǒng)表現(xiàn)出人類的一些基本智能行為。科學家進行了大量的科研實驗，實驗結果表明，人工智能技術發(fā)展的速度也越來越快，已經(jīng)廣泛地應用與各行各業(yè)，并發(fā)揮了顯著的效果。不可否認，人工智能必將是未來的發(fā)展趨勢。

（二）人工智能系統(tǒng)方法分類

二十世紀八十年代初，人工智能技術剛剛崛起，不斷地應用于電力系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)的相關行業(yè)中，主要原因如下：

1電力系統(tǒng)在當時那個年代就已經(jīng)擁有了很大的規(guī)模，數(shù)據(jù)處理十分的繁瑣，并且系統(tǒng)要求動態(tài)實時性，憑借當時的計算機水平根本沒有辦法快速獲取計算結果，嚴重拖累了電力系統(tǒng)的工作效率。

2電力系統(tǒng)的非線性根本沒有辦法憑借當時的計算機水平建立出精確的線性數(shù)學模型。

3由于當時科學技術水平不是很發(fā)達，大多數(shù)人對電力系統(tǒng)不是十分了解最終導致電力系統(tǒng)行業(yè)中存在很多模棱兩可的問題。

4由于當時科學技術水平不是很發(fā)達，很多電力系統(tǒng)的專家只能根據(jù)自己的經(jīng)驗對電力系統(tǒng)進行分析，根本無法運用精確的數(shù)學進行描述。與傳統(tǒng)的計算不同，人工智能算法是以解決知識中所存在的問題的方法為基礎，解決了傳統(tǒng)計算方法的缺點。因此，人工智能應用于實際的電力系統(tǒng)中是十分必要的。

（三）人工智能在電網(wǎng)調度系統(tǒng)中的應用以及方法：

1 專家系統(tǒng)

在二十世紀六十年代，專家系統(tǒng)作為人工智能在電網(wǎng)調度系統(tǒng)中的應用的重要分支開始興起，專家系統(tǒng)顧名思義，這個系統(tǒng)擁有極其接近人類思維模式的智能系統(tǒng)，可以很好地進行分析和推理，就猶如一些擁有豐富經(jīng)驗和淵博知識的專家，在特定的區(qū)域里憑借區(qū)域內固有的數(shù)據(jù)庫對問題進行合理的分析，最終提出適當?shù)膯栴}解決方案。在專家系統(tǒng)應用于電力電網(wǎng)調度系統(tǒng)中，應該包括電網(wǎng)的管理、對電力系統(tǒng)進行綜合的監(jiān)測作用、對故障進行分析并及時提供解決意見等。

2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡

人工神經(jīng)網(wǎng)絡顧名思義，就是一種類似于人類大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡，人工神經(jīng)網(wǎng)絡可以對給與的信息進行適當合理的分析，并且處理，最終演變成數(shù)學模型，人工神經(jīng)網(wǎng)絡的本身就是對自然界某種算法或者函數(shù)的逼近，也可能是一種邏輯表達方式。人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡與人類的大腦十分相似，具有一定的自學和聯(lián)想能力，可以快速地根據(jù)特定的規(guī)律推算出大致的結果。人工神經(jīng)網(wǎng)絡已經(jīng)廣泛應用于人工電力電網(wǎng)系統(tǒng)的動態(tài)控制與診斷、狀態(tài)數(shù)據(jù)估計等很多的相關領域，并取得了一定的成效，而其中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡的預測估計分析技術已經(jīng)十分的完善。

3 遺傳算法

遺傳算法就是根據(jù)達爾文生物種族進化論中遺傳機制和自然選擇學機理的生物進化過程進行模擬最終獲取相應的計算模型，遺傳算法可以通過模擬自然進化過程分析獲取最好的解決方案。具體方法如下：

（1）選取一定數(shù)量的候選集。

（2）根據(jù)一定的條件，計算出這些候選集的應用范圍。

（3）根據(jù)計算所得的應用范圍適來確定符合應用范圍的候選集。

（4）加工處理符合應用范圍的候選集，最終形成新的候選集。

在整個遺傳學算法中，達爾文自然選擇學機理中的“適者生存”一直貫穿始終，遺傳算法憑借自身十分優(yōu)異的計算和處理功能，已經(jīng)廣泛地應用于電力電網(wǎng)系統(tǒng)中。

4 Agent技術

Agent技術是一種智能計算實體，在分布式系統(tǒng)中擁有靈活性、主動性、反應性、交互性和自主性。Agent體系結構是一種自主行為實體，單純憑借現(xiàn)今的計算機水平，很難準確對Agent體系結構進行描述，其大略可分為三種類型，是混合式體系結構、反應式體系結構和審慎式體系結構。如今，反應式體系結構是其中主要的研究對象，事件處理系統(tǒng)、方法集合和內部狀態(tài)集組成了反應式體系結構。具備良好適應性和開放性的Agent技術作為在新一代調度自動化系統(tǒng)，發(fā)展前景不可小視。

對于同類發(fā)電機組而言，綜合考量其安全性能、經(jīng)濟效益和環(huán)保指標等要素，可以分別表示出機組的可靠性能R、經(jīng)濟效益標準E、環(huán)境標準D，以及熱電比例H，依次用a表示其權值。那么可以得出：I=a*（R+E+D+H），其中每個權值的和為1。

設定機組工作的經(jīng)濟程度與出力之間的關系為函數(shù)E（P），那么用來指代系統(tǒng)經(jīng)濟性能的公式可以表示成：E=E（P max）/ P max。

系統(tǒng)的環(huán)保性指標可以用單位排放的污染氣體總量來表示；系統(tǒng)的熱電比是將單位出力表示為熱量數(shù)值，設定熱電之間轉化的關系函數(shù)H（P），那么可以得出：H=H（P max）/ P max。

（四）Agent技術的發(fā)展前景

分布式的Agent技術就是將能量管理系統(tǒng)模塊封裝成Agent，使智能電網(wǎng)調度擁有更強的自治性和可移植性，從而在一定程度上解決了智能電網(wǎng)調度的一些問題。現(xiàn)如今，學者對人工智能技術不斷深入地研究，從而使其更加廣泛地應用于電力系統(tǒng)中，并取得了一定的效果。在科學技術不斷發(fā)展的背景下，Agent技術一定會擁有更廣闊的前景。

三、 國內外電力電網(wǎng)智能調度系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

在二十世紀九十年代，Dy-Liacco作為“現(xiàn)代能量控制中心”概念的創(chuàng)始人，十分全面地論述建立了電力電網(wǎng)智能調度系統(tǒng)的文獻，在文中提到想要解決電力系統(tǒng)中存在的一些問題，應該用智能機器調度員替代人工調度員，除此之外，文中還提到要綜合仿真培訓和自動學習等功能，從而使電力電網(wǎng)自動運行。在我國，盧強院士最先提出了“數(shù)字電力系統(tǒng)”的概念，主要講訴的是正常情況下電力電網(wǎng)智能調度系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的監(jiān)管的分析的功能等；華北電力大學的楊以涵教授則帶領自己的科研組進行電力系統(tǒng)的研究，基于“數(shù)字電力系統(tǒng)”的概念，分析電力系統(tǒng)中電網(wǎng)會出現(xiàn)的故障，以及安全方面等進行了探討，最終形成了建立以分析和解決電網(wǎng)故障的“調度機器人”的思維模式。

結語

綜上所述，電力電網(wǎng)調度系統(tǒng)對電力系統(tǒng)而言是至關重要的，電力電網(wǎng)的智能調度系統(tǒng)是一個實時動態(tài)的系統(tǒng)，可以有效地進行分析和調控電力系統(tǒng)，當電力站發(fā)生故障時，電力電網(wǎng)的智能調度系統(tǒng)可以更加精準和及時地對故障分析和處理，更加快捷方便，可以更全面地了解電力電網(wǎng)的運行狀況。本文對電力電網(wǎng)智能調度系統(tǒng)做了簡單的介紹，對電力電網(wǎng)智能調度系統(tǒng)的具體應用進行了探討，希望本文可以給相關電力電網(wǎng)工作者甚至是研究者帶來一定的參考作用，使電力電網(wǎng)的智能調度系統(tǒng)更加完善，可以更好地應用于電力系統(tǒng)中。

參考文獻

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