試論人工智能在電力監控中的應用

苑晉沛+聶宇+羅超+高小芊+寇霄宇+何宇雄+李蔚

摘 要：電力系統運行穩定與否，會對電力供應的安全穩定產生直接影響，就需要對電力系統進行實時監控，而人工智能在電力監控中的應用可以起到較好的效果，文章首先闡述了人工智能電力監控系統的結構，并從人工智能的技術應用以及人工智能在配電系統中的應用兩個層面加以探討。

關鍵詞：人工智能；電力監控；配電系統

中圖分類號：TM76 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）03-0141-02

Abstract： Whether the operation of power system is stable or not will have a direct impact on the security and stability of power supply. It is necessary to monitor the power system in real time， and the application of artificial intelligence in power monitoring can play a better effect. This paper first describes the structure of artificial intelligence power monitoring system， and then discusses the technology application of artificial intelligence and the application of artificial intelligence in distribution system.

Keywords： artificial intelligence； power monitoring； distribution system

前言

出于保障電力系統正常運行的需要，應當加強對于電力系統的監控，根據電力監控排除故障隱患，確保電力系統運行的安全性與高效性，就需要不斷完善電力監控系統。隨著人工智能技術應用的逐步推廣，也使得電力監控逐步向著智能化與自動化的方向發展，大大提高了電力監控的有效性，同時也減少了電力能源的不必要損耗。

1 人工智能電力監控系統結構

人工智能電力監控系統可以分為3個結構層，即間隔層、中間層與站控層，如圖1。

第一，間隔層是利用監控現場的測控單元對每一個變電站與配電所的回路進行實時監控，收集實時數據并加以分析，具體包括計算機綜合保護、直流監測單元、變壓器溫度控制箱、智能化網絡儀表等。在電力監控系統中，間隔層可以對電力參數的變化進行實時測量，具體參數包括三相電壓、電流、功率、功率因數、電度與諧波含量等。同時，可以對監測反饋導線回路的斷路器運行狀態進行實時監測，并利用計算機綜合保護系統收集設備或線路故障信息，利用變壓器溫度控制儀獲取變壓器運行狀態。

第二，中間層是為間隔層與站控層提供數據交換通訊設施與線路的結構層，也是實現其他兩個結構層之間相互連接的紐帶。中間層具體包含以太網關、光電轉換裝置、路由用光纖以及通訊線纜等。

第三，站控層是智能電力監控系統的核心與調度中心，是由主要監控設備、顯示設備、打印機、不間斷電源以及電力監控軟件等，而電力監控軟件是其運轉的核心環節，也是實現智能化電力監控的有效裝置，只有利用電力監控軟件才能夠實現對電力系統的智能監控。

2 人工智能在電力監控中的應用

2.1 人工智能技術的應用

（1）數據采集與處理

人工智能技術在電力監控系統中的應用，監控數據的采集與處理是其基礎性功能之一，運用智能電力監控系統可以對現場監控裝置的模擬量與開關量加以采集，并對所采集到的數據進行處理，生成直觀的監控數據并顯示到監控計算機屏幕上，由監控系統對其中的重要數據存儲到數據庫當中，并進行實時更新[1]。在收集實時數據之后，系統可以根據數據的變化與波動，自動生成電力參數曲線并加以顯示，可以更加直觀地明確三相電壓、電流等具體信息，并對其加以比較，以便于準確掌握當前電力設備的運行情況，包括實時數據曲線與歷史趨勢曲線兩種，通過調取相關回路的實時曲線分析界面，就可以對當前該回路的電力負荷與運行情況進行分析并加以顯示，譬如，調取某配出回路的實時數據曲線，可以對其電力裝置所引起的信號波動情況進行分析。而歷史趨勢曲線是根據數據庫中所存儲的歷史數據進行綜合處理與分析，查看其數據的波動趨勢，以便于分析配電網絡的性能與質量。

（2）自動生成報表

在收集并處理完實時監控數據之后，利用人工智能的電力監控系統還可以進行實時報表的管理，以XPMS-3000系統為例，該系統具備電力能源報表的標準化格式，可以依據用戶的實際需求由系統自行設計出相應的報表形式，包括各種類型的實時數據報表、歷史數據報表、電力系統運行故障記錄、故障告警記錄、系統操作記錄等，可以對報表進行自由查詢與檢索，打印系統數據值，自動生成日報、周報、月報與年報等，并生成電能費率報表，自由查詢報表打印時間的起點與間隔等具體參數并加以設置。

（3）監控報警功能

人工智能電力監控系統還具備事件監控與故障告警功能，能夠對用戶的具體操作、開關變位、參量越限以及其他各種與用戶需求直接相關的事件與情況加以記錄，包括事件的發生時間、具體位置、事件情況是否經過確認等，以作為后續處理的參考性因素。同時，針對開關變位、參量越限等故障信息，可以進行聲音告警，根據故障的具體情況，系統可以自行發送控制與處理指令進行故障排除，或者通過告警由檢修人員進行故障排除。全部的事件記錄、告警信息、處理時長以及處理方法等，均以數據的形式存儲于數據庫當中。endprint

（4）五遙功能

人工智能電力監控系統不僅僅是對電力系統運行情況以及電力故障等進行實時監控，同時也具備“遙信”“遙控”“遙測”“遙調”與“遙設”五種功能，其中，“遙信”功能是對開關的運行情況與開關保護等開關量進行實時監控，由計算機設備顯示信息，并具備事件監控與自動告警功能；“遙控”是利用計算機技術與信息技術進行站號、開關號與分合閘等具體信息的選擇，實時反饋開關狀態，進行遙控執行并實時記錄相關信息；“遙測”利用智能及時對電力系統的電壓、電流、功率、超限告警與頻率等各種信息進行實時數據采集與分析處理，加以存儲與記錄，以曲線或圖表等形式顯示出來，并自動生成系統報表；“遙調”是對有載變壓器進行壓力調整；“調設”對繼電保護器的定制與控制字進行遙控修改，并調整監控儀表的工作狀態[2]。

2.2 在配電系統中的應用

電力系統的快速發展，使得電力運維與檢修工作愈發繁重，電力設備的增加也給電力負荷配置的優化提出了新的難點。而在配電系統中運用人工智能進行實時監控，可以實現對電力網絡實時運行的具體狀況加以記錄與保存，同時可以產生當前與歷史數據圖表，以便于運維與檢修人員更加直觀地掌握配電系統運行的具體情況，并依據具體的數據信息制定出更加具有合理性與經濟型的電力配送方案，依據實際情況與用電規律，對電力生產進行合理安排，實現對線路與電氣設備的錯峰使用，減少電力配送過程中所產生的能源消耗與浪費。利用人工智能電力監控系統對重點電力設備的電能損耗情況進行實時監控，可以為減少電力能源的不必要損耗與節能系統改造提供參考數據。人工智能在配電系統監控中的應用可以實現更加精準而高效地數據收集，且具有遠程抄表與自動生成報表的功能，可以提供個性化定制表格形式的功能，用戶可以依據其數據與表格進行準確的預算分析，根據用電效率與用電成本等信息進行有效的成本考核與管理工作。

另外，在配電系統監控中應用人工智能技術可以提高電力供應與配送的安全性與可靠性。對于大型供電企業而言，在電力配送的過程中會應用到大量的整流與變頻設備，這些設備所產生的諧波具有一定的危害，會降低電力網絡的容量并對電力測量的精準性產生不利影響，而采用人工智能的電力監控系統可以對電力品質進行分析與檢測，幫助電力企業明確諧波的實際情況，有助于規避潛在的安全風險。因而電力企業可以通過對大功率的整流與變頻裝置以及電站中，增加就地濾波裝置，減少諧波的產生，降低諧波帶來的不利影響[3]。

3 結束語

人工智能技術在電力監控中的應用，除了以上優勢之外，還可以通過建立能源監控管理系統來實現對各配電與輸變電系統的智能化管理，統一收集各電站的實時運行狀況，并實現智能化的統一管理，因而就需要電力企業大力引進更加先進的技術型人才，以確保人工智能技術在電力監控中充分發揮其高效性。

參考文獻：

[1]王惠.智能電力監控系統發展現狀及趨勢[J].城市建設理論研究：電子版，2017（17）.

[2]崔智婕，陳姍姍，張子兵.智能電力監控系統在配電系統中的應用[J].節能，2017，36（5）：28-31.

[3]朱令杰.智能化技術在輸變電設備狀態監測中的應用[J].工程技術：全文版，2016（11）：00228.

[4]李超然.淺議人工智能技術在電氣自動化中的有效應用[J].科技創新與應用，2015（30）：111.

[5]羅立華.電氣自動化控制中的人工智能應用[J].科技創新與應用，2012（26）：40.

[6]郭步陽.試論人工智能技術在電力系統故障診斷中的應用[J].科技創新與應用，2015（34）：206.

[7]孫偉.電氣自動化控制中人工智能技術的應用研究[J].科技創新與應用，2014（07）：70.endprint