人工智能行業應用及對電力行業發展的思考

汪少成 郭瑞祥

國網信息通信產業集團有限公司安徽繼遠軟件有限公司，安徽合肥 230088

在當前電力系統的快速發展中，用電需求量也是越來越大，傳統的電力運行模式已經不能適應用電的需求，需要提高電力系統的運行效率。電力系統主要的功能作用就是提供電能，滿足用戶的需求，其中，人工智能技術的不斷發展和應用，在電力系統的管理和控制方面起到十分重要的作用。人工神經網絡、模糊集理論等人工智能技術在電力系統中被有效應用，而且人工智能技術在電力系統的應用中將會呈現較好的發展趨勢。對電力系統的運行控制主要是為了能夠提供高質量的電能，就需要對電力系統進行規劃和監測，而且隨著電力系統規模的不斷增大，電力系統管理控制的難度越來越大。另外，電力系統發生故障時，對電力系統的維護難度較大，當前計算機技術的不斷發展，在各個行業中被廣泛應用，推動了人工智能技術的滲透，智能化軟件系統開始廣泛應用到電力系統的發展中[1]。

1 人工智能在電力系統中的應用范圍

隨著我國電網規模的不斷發展，有很多因素會影響到電網的穩定運行，為了能夠保證電網的安全運行，需要不斷加強人工智能在電力系統行業的應用，通過人工智能技術解決電力系統中的各種問題，注重利用人工智能對電力系統的分布管理和控制，人工智能控制方式包括實時控制和連續控制，在對個體的電力系統進行控制操作時，采用實時控制的方式，但是電力系統之間的相互作用會使控制工作變得復雜。能源管理系統在電力系統中的作用比較重要，整個系統的數據通過監督控制的方式獲取數據信息；在整個信號的控制過程中，通常是由EMS進行信號的同步傳遞，需要能夠對大量信息進行實時處理，而且能夠正確做出控制決策，其中，EMS中的監測和診斷是最重要的2種功能，在電力系統故障診斷中發揮重要的作用。針對電力系統的故障診斷，通常是需要對相關裝置和設備的信息量進行分析，了解系統設備存在的實際問題，然后進行解決。電力系統的故障很難用數學模型進行解決，但是人工智能技術善于對存在的故障進行分析，通過將AI技術應用到電力系統故障處理中，能夠有效提升故障處理的應用效果[2]。

1.1 及時切除電力負荷

發電機會突然發生故障造成系統容量也會急劇變化，負荷會超出系統的供應量范圍，需要通過降低負荷來防止供電的中斷，在該種情況下，就需要對負荷需求和系統行為進行分析，及時控制電量的供應。ANN具有對電力系統的負荷進行控制的作用，能夠及時切除電力系統的負荷，通過對發生故障之后的電力系統進行微分方程分析，電力系統故障與電力系統的穩定之間會存在某種映射，然后從中獲取相關的特征量進行樣本分析，對故障產生的負荷進行及時控制。

1.2 勵磁控制方式

該種控制方式主要是針對發電機端電壓和無功功率進行控制，屬于實時連續控制系統，對保證電力整體的穩定性起到十分重要的作用，該種電力系統控制方式又稱為電力系統穩定器，需要將模糊集理論應用到其中，能夠保證電力系統的穩定[3]。

2 人工智能在電力系統中的應用技術

2.1 專家系統應用技術

專家系統指的是一個計算機程序集，該程序是通過信息的輸入和相應的推理完成一系列的工作，該系統所具備的特點有能夠進行符號表達、邏輯推理等能力，在當前，專家系統由業工程師進行負責，專家系統在電力系統中的應用范圍較廣，主要體現在以下幾個方面：（1）對報警系統的處理。在電力系統發生故障時，會有多個報警系統同時發生，而且大量的報警系統啟動，很容易影響到維修工作，如果應用到專家系統，能夠及時查出事故發生的原因，也會對整個系統的安全運行起到很大的作用。（2）對電壓的控制。對電力系統的優化主要是對電壓的控制，通過對未來負荷的預測和對歷史電壓的控制，就需要應用到智能軟件決策系統，通過對計算結果的控制，控制電壓的穩定。（3）對系統故障的診斷。電力系統在實際應用過程中，會出現很多的故障種類，有線路故障和電力元件故障等，監測系統包括電力保護系統、測量系統和控制系統等類型，需要通過各種監測系統對故障進行檢測，然后分析如何解決故障。（4）對電力系統的恢復控制。電力系統的運行也會由于故障導致停電，通常是不能及時采取措施恢復電力供電的，應用專家系統進行指導操作，可以加快對系統的恢復，確定有關操作的可行性，這個領域也是專家系統應用的一個重要方面。

2.2 人工神經網絡應用技術

人工神經網絡簡稱ANN，是將大量的神經元按照一定方式而有效連接的，屬于一種生物激勵系統，多個神經元之間廣泛連接，會使神經網絡具備一定的特性，而且在神經網絡系統中會隱含有很多的信息，使神經網絡能夠實現一種非線性映射，而且神經網絡系統具有對信息快速的處理能力，能夠對信息及時進行分類，通常被廣泛應用到電力系統的實時控制和檢測中，能夠對負荷進行有效評估和預測，是當前人工智能技術中使用最廣泛的一種技術，能夠對故障進行及時判斷，能夠提取故障信號，對故障進行有效辨識[4]。

2.3 模糊集理論技術應用

模糊集理論簡稱FS，是多值邏輯的擴展，能夠做到對各種計算的推理，而且模糊集理論已經在電力系統發展中被廣泛應用，能夠有效對系統中的故障進行識別，然后給出電力系統的狀態評估方法，模糊推理方法能夠對電力系統的負荷水平進行推算，而且各類用戶會隨著不同因素的變化而變化。模糊集理論方法能夠構造出對變壓器的保護原理，能夠對電力系統存在的各種故障進行區分，采取相對應的處理措施，然后尋求電力系統電容量的解，能夠將其應用到配電系統損耗模型計算中，能夠在一定程度上保證計算的精確性；而且模糊值還能夠表示某個不確定負荷的函數表達，從中得到最優解。

2.4 啟發式搜索技術

在啟發式搜索技術中應用最廣泛的是遺傳算法和模擬退火算法，通過搜索之后，能夠產生新的解并保留其中較好的結果，能夠快速求得最優解。該種計算方式主要是采用遺傳算法，求解火力發電中的經濟調度問題，對輸電和發電工程進行有效規劃，實現對各種參數的協調控制，而且啟發式搜索技術在實際應用過程中還存在很多問題，對于選擇終止標準的值還存在一定問題，有時會造成過度計算不能保證最終值的準確性，需要及時對其中的各種影響因素進行排除，做好適當調整工作，也就能夠得到最優解[5]。

3 人工智能在電力系統中的發展趨勢

隨著人工智能技術的廣泛應用，其在電力系統發展中已經被廣泛應用，而且還在不斷地被研究和分析，其中，專家系統、人工神經網絡等各種技術方法都是有著各自的缺點和優勢，可以將各種技術的優勢進行有效發揮。將各種技術的優勢綜合起來進行應用，形成綜合性的智能技術，也是AI后期重要的發展方向。其中，分布式智能技術是人工智能中的一個分支，是伴隨著計算機技術不斷產生和發展的，在當前電力系統中的應用比較廣泛。神經網絡系統的改進和完善也是AI發展中的重要方向，而且神經網絡在電力系統中的應用為故障的診斷提供很大的幫助，也將成為一個新的開拓方向，且對故障診斷方面的精度較高，具有對模式較好的辨識能力，而且對于AI技術的發展也是呈現較好的發展趨勢，同時還在不斷進行探索和研究，AI技術在電力系統中的發展前景會逐漸廣闊。例如，電力系統中的故障是一個必然存在的現象，需要利用智能化技術快速解決電力系統中的故障，可以將DM技術引入到電力系統的診斷中，如果電力系統在突然的情況下發生故障，系統中的保護裝置會啟動，然后將信自動傳遞到調度中心，需要調度人員能夠根據信息數據判斷故障存在的問題，提出有效的解決方式。

4 結語

綜上所述，近年來各種智能系統的應用已經取得很大的成效，在廣度和深度上有了很大的發展，通過將各種智能技術方法混合使用，能夠有效發揮技術的優勢。而且人工智能技術在近幾年來解決了電力系統中的很多問題，其未來的發展趨勢也是相對可觀的。