智能電網運行中的問題及其發展趨勢

張軍

摘 要：經濟與社會的發展為人們生活提供了便利的條件，尤其智能電網的運用更是滿足人們對電力的更高需求。智能電網的建設促使我國電網運行朝向信息化、網絡化的方向發展，自動處理和隔離運行中的故障，提升運行效率、安全性、以及穩定性。本文將對智能電網進行深入的分析，闡述運行過程中存在的問題，智能電網未來發展趨勢，以及智能電網的運用等問題。加深對問題的了解，進而有針對性的提升智能電網運行效率，強化電網運行質量。

關鍵詞：智能電網；運行效率；發展趨勢；電力系統

中圖分類號：F426.61 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）24-0113-02

智能電網是當前電力行業發展的主要方向，其具有高效、集成、穩定等優點。通過科學信息技術以及現代電力設備在電力系統運行中的應用，以打造信息化、自動化、互動化的智能電網結構。但由于電網系統十分復雜，在運行過程中難免會出現各種問題，影響電網運行的質量，難以發揮智能電網的價值。因此要深入分析問題出現的原因，有針對性地提出解決對策，打造全信息、全智能、全自動的運行模式，滿足當前社會對電網運行的基本需求，為電網未來發展提供理論基礎。

1 智能電網基本內容

現代社會對電力的需求不斷增加，而智能電網在電力系統中的運用也越來越廣泛。電網調度系統是智能電網中的主要部分，有效提升電網運行效率，實現電網的智能化運行。在實際運行過程中，綜合利用信息技術、通信技術等形成綜合性網絡，通過多方面的有效配合，有效提升電網運行的經濟性、便利性。與傳統電網運行方式比較，智能電網的運用更加安全可靠，實現了發電系統與配電系統之間的平衡，發揮電網積極作用，強化電網調度能力，以及對電氣設備的監控能力，是電網發展的新革命[1]。

智能電網運行中需要依賴多個關鍵技術。電網在線預警和安全防御技術是其中之一，我國近年來的電網系統中不斷提升該技術的運用范圍。隨著不同地區電網系統之間的密切聯系，電網運行方式越來越復雜，要不斷提升電網系統全局化的建設能力。而智能電網的優勢在于，所建立的智能決策以及在線預警系統能夠形成自動感知、診斷、預防以及應對的安全監測系統。在電網運行過程中可實現對電網的實時監控，及時預防、發現各種故障，并順利解決。有效提升電網運行的安全能力、抵御風險的能力。實現電網自動調度、自動調整輸電容量，降低運行成本。除此以外，還包括一體化智能應用支持技術。可將電網運行過程直觀的展現在管理人員面前，建立可視化平臺，以人機交換之方式了解電網運行狀態，分析事故原因，及時維修。

2 智能電網運行中存在的問題

2.1 裝置與元件配置相對落后

智能電網運行中需要眾多先進的元件設備，利用元件設備傳輸相應的智能化操作命令，提升智能電網的抗干擾能力。但我國當前所使用的智能化電網測量裝置、元件配置等基礎設備的質量相對落后，難以滿足電網實際需求，在運行過程中無法及時傳遞指令，降低電網運行質量。

2.2 通信方式相對落后

智能電網中包含通信技術、信息技術等多個領域。但我國眾多山區的通信技術相對落后，也造成電網實際運行中受到各種外界因素的影響，并逐漸蔓延至電網各個區域中，導致智能電網運行故障。在經濟發達地區，可采用光速傳輸的通信方式，但對于經濟不發達地區，將難以為智能電網的建設提供物質基礎。

2.3 認識不足

智能電網中包含信息科學、計算機科學、人力科學等眾多知識，在發展智能電網的過程中要提升對各種知識的學習能力，以及認識能力。但在實際運行中，人們對智能電網的認知存在誤區，難以全面掌握智能電網的運行規律以及方式，阻礙智能電網的發展[2]。

3 優化智能電網運行的有效舉措

3.1 構建一體化信息平臺

推動智能電網建設的發展中必須依靠電力系統的信息規劃平臺。以當地電網的實際運行情況為基礎，構建一體化信息平臺，充分發揮大數據優勢收集各種運行數據，并對此進行分析。通過信息平臺了解信息資源的實際需求，并合理分配，按需分配。借助現代基礎設施與軟件，打造集成度較高的一體化運行信息平臺。并在建設過程中不斷提升信息平臺的傳輸、存儲、處理、以及集成功能，以滿足智能電網運行的需求。

3.2 提升研發能力

科技時代需要大量的信息技術支持，而智能電網的運行與發展需要智能化技術的推動。我國智能電網建設正處在初級階段，在信息技術與電網技術結合的過程中，還有很大的上升與發展空間。因此，應不斷提升與智能電網相關的技術與應用。如變頻逆變技術、儲能技術、在線監測技術、超導技術等各種先進的信息技術。同時，要提升我國電網研發的創新能力。以人才培養計劃為基礎，通過校園與企業的聯合發展，為企業輸送新鮮的血液與活力。提升企業技術研發團隊人員的綜合素質，提升研發能力。

3.3 提升電網建設智能化

電網智能化運行主要以兩方面為切入點。其一，保證電網調度的智能化。實現電網調節控制系統的平行化設置，讓多個服務對象之間相互溝通。并實時監控電網運行的狀態，實現自動調峰。有效控制電網實際運行的情況，以數據形式記錄下來，利用智能電網的分析功能強化監控分析能力。其二，要加強用戶管理的智能化建設。根據當地電網運行的狀況，以平衡法、電流平衡法等多種技術優勢，打造全智能化的用戶管理體系，提升用戶辦理業務的便捷性[3]。

3.4 高度集成建設

業務集成是智能電網運行的基礎，在規劃過程中要強調電網建立全周期的管理，協調好電網建設過程中效率、效益、安全等之間的關系，采取有效舉措促進電網經濟價值最大化。同時，要不斷提升智能電網的集成體系，將信息管控、技術、運行、安全防護等各種功能集中起來，以規范化形式推進智能電網的發展。

4 智能電網未來發展趨勢

4.1 可再生能源發電功率預測

未來智能電網的發展將朝向高比例可再生能源方向，以風電、光伏等作為成熟的發電能源之一，波動性與隨機性較強。而隨著智能電網的發展，對可再生能源發電波動等海量、高維、多源數據的分析與探測，應實現多時間尺度、全面的感知與預測。傳統淺層的預測模型風能以及光照數據期間的預測性能較差，因此在未來的發展中應引進改進預測模型。如基于DBN的預測模型，可有效體提取風速以及光伏數據等信息，了解其非線性結構以及不變特性，實現預測風電與光伏功能的基本目的。而借助CNN的預測方式，可對豐富的光照數據進行分析，有效提升對光伏功率預測的準確性。

4.2 電力系統穩定性的評估

電力系統規模隨著科技的發展不斷壯大，動態特點也越來越明顯，其中魯棒性、安全性、復雜性等之間的矛盾也越來越突出，人們對系統運行的安全穩定性能提出了更高的要求。而以此為基礎，人工智能電網的發展也將朝向系統平穩評估的方向。傳統機器學習方法多以“先提取特征，再分類評估”的方式，將二者區分看待。且在提取特征時也更加依靠人工經驗來解決復雜的問題。但智能電網的發展，可采用深度學習的方式，借助深層模型的學習功能，自己提取數據并完成分析工作，評估工作。這種運行方式將特征提取與分類統一起來，一步完成評估分析工作。

我國文獻中，關于深度學習中的SAE、DBN、CNN模型有著深入的研究，并已經運用在電力系統穩定性評估工作中。關于大數據以及深度學習的電力系統故障狀態評估方法的研究也較多，增強了模型的泛化能力，為智能電網未來發展提供了理論基礎[4]。

4.3 控制與優化

電力系統運行過程十分復雜，輸入、輸出的數據維數較多，關聯性也較強，在控制與優化方面存在有一定難度。因此，未來電力系統發展中要深度學習，強化學習能力，提升遷移能力，進而實現優化與控制電力系統的根本目的。目前，我國在深度學習與強化學習理論方面有著較深的造詣，提出電網切機控制策略，以深度CNN提取特征，研究控制策略。同時，還將深度神經網絡的預測機制應用在選擇機制中，提升算法對系統的認知能力。并構建知識遷移體系，提出知識遷移算法以實現信息的提取，優化控制功能。

4.4 電力故障與無人巡檢

電力系統故障中，傳統方法多以人工特征提取，以及人工經驗判斷的方式為主，嚴重增加故障分析的復雜性以及不確定性。尤其在和處理復雜故障以及大型網絡故障期間，難以適用。在未來的發展中，智能電網將以深度學習的方法了解數據內在的結構，將在運行過程中學習到的特征信息與模型建立相結合，減少人為分析的不確定性以及傳統特征提取所帶來的復雜特點。同時，深度學習還有效解決傳統方法對經驗的嚴重依賴，具有較強的通用性以及自適應能力。

對于電力系統故障的診斷研究，提出DBN層數指標，用于輸電線路的航拍圖像故障識別。而CNN對圖像樣本信息訓練學習具有較大優勢，對局部信息故障定位能力較強。

與此同時，在日后的發展中將進一步增強無人巡檢能力。借助智能巡檢機器，或無人機巡檢機器，促使無人巡檢實現規范化、智能化的發展。智能巡檢在未來智能網絡的發展中將具有重要意義，將智能巡檢機器人與多種檢測儀器結合在尤其，實現近距離的觀察設備，繼而提升巡檢的準確性與科學性[5]。

例如，無人機與高清攝像儀的結合，將具有高度精準定位以及自動識別檢測的優勢。無人機可以飛到幾十米的高空中，并利用高清變焦攝像頭，對電力設備拍照。而在系統中增加深度學習的圖像識別方法，智能識別監控對象。我國對區域CNN算法的研究，大大增強無人機巡檢圖像的精準挖掘能力，而聯合深度學習的隨機森林分類算法，又提升設備圖像識別方法，較比常規算法可提升6.8%-12%的準確率。

5 結語

綜上所述，本文主要分析了優化智能電網運行的有關舉措，得出應構建一體化信息平臺，要提升研發能力，如變頻逆變技術、儲能技術、在線監測技術、超導技術等各種先進技術。要提升電網智能化建設能力，以平衡法、電流平衡法等多種技術優勢，打造全智能化的用戶管理體系。在未來的發展中，智能電網將提升可再生能源發電功率預測的能力，加大對電力系統穩定性評估效果，深入研究各種學習算法，并提升電力故障分析能力，無人機巡檢等各種能力。將現代信息技術與電力技術結合起來，增強無人機巡檢的精準度，提升對圖像的分析能力。

參考文獻

[1]張化冰.智能電網：能源轉型與能源革命的核心——訪電力規劃設計總院副總工程師、智能電網部主任黃曉莉[J].電力設備管理，2018（09）：26-30.

[2]徐磊，王庭鈞.智能家居APP在基于大數據架構的智能電網可視化平臺中的應用[J].中國新通信，2018，20（17）：97.

[3]鄧美琴，李博，李歡，宮雨.基于Delphi-AHP模型的電網發展及生產經營綜合評價研究[J].現代工業經濟和信息化，2018，8（11）：20-23.

[4]潘帆.智能電網趨勢下的信息網絡智能化建設問題探究[J].機電信息，2016（30）：119-120.

[5]趙剛.關于電力調度運行中的調度安全風險及防護措施[J].建材與裝飾，2016（15）：206-207.