人工智能技術在電力系統無功電壓控制中的應用探索

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1 引言

在我國工農業發展并推動我國國民經濟快速發展的同時，人們不斷提高的物質生活水平以及不斷改變的生產方式都使得用電需求在不斷增加，對電能供應的可靠性和電能質量提出了更高的要求，也就是對其中的無功電壓控制提出了更高的要求。與此同時，我國的各項科學技術也在快速進步，主要表現出人工智能技術應用范圍的不斷擴大以及應用程度的不斷深入，實現對非確定性問題的快速處理，而且還表現出較強的自學能力。因此，在目前的電力系統中，也將人工智能技術應用于無功電壓控制中來實現電力系統運行成本的降低和經濟效益的提高。

2 目前電力系統無功控制現狀

目前電網普遍采用電壓無功通過AVC系統來自動控制。AVC系統是以在線模式運行的電網電壓無功控制系統，通過調度自動化SCADA系統采集各變電站、發電廠的母線電壓、母線無功、主變高、低壓側無功測量數據，以及各開關狀態數據等實時數據進行在線分析和計算，存在的主要不足是變電站測控裝置數據刷新不及時或者發生通道卡澀，導致AVC系統動作不及時沒有實時調壓，造成用戶電網電壓偏低。這一情況在筆者管轄的變電站時有發生。基于電壓、無功補償表現出復雜性、非線性、不精準性以及實效性等特點，通過傳統的手段來進行無功補償控制有諸多的不足。在目前人工智能技術的快速發展和廣泛應用下，也將此技術應用于無功電壓控制中，發揮此技術的智能特性等優點。

3 人工智能技術在電力系統無功控制中的應用

在電力系統無功控制中應用人工智能技術中的專家系統，此系統主要有知識庫和推理機構兩部分組成，其主要的原理就是模擬人的思維過程，通過某個專業領域中的知識來進行合理的推理并作出相應的決策，實現對問題的解決。針對開展無功控制中應用傳統控制方式時表現出的缺乏獨立分析能力、無法對知識進行積累以及無法對復雜信息獲取的問題，通過人工智能技術中的專家系統的應用，可以通過一定的規則來表現無功電壓控制的專業知識并進行知識庫的組建，然后通過上述規則來對電壓數值進行計算。在對此專家系統中的母線電壓上線、下線、母線電壓、控制潮流以及控制器控制量等知識內容的應用下，可以實現在上述規則下對最合理的電壓偏差控制器的選擇，而且確保將母線電壓控制在規定的范圍之內。在實際的應用中主要是對PV節點電壓、變壓器接頭、電容器等方法進行合理選擇來對電壓異常問題進行改變，而且還可以輔助工作人員對電壓進行控制，主要是通過對電力系統變量的控制來實現損耗的降低，實現無功電壓控制。此外，針對大型的變電站來說，則需要專門的系統通過分層的思想進行控制，這需要將專業知識分層的同時，也通過應用不同模塊的知識庫來實現在數據庫中對不同層次的分層儲存。

目前專家系統的應用和建設中也表現出以下問題需要解答：首先就是針對具有較大規模以及結構較為復雜的電力系統，容易出現其推理機構的運行速度受到限制的問題，同時還需要在離線狀態下應用此技術，需要進一步進行考究和完善。其次就是表現出自主學習能力比較弱以及應對能力比較差的問題，難以快速解決新出現的問題，容易在電力系統故障時給出不合理的結石和回答。最后就是需要通過較長時間來進行專業控制系統的建設，因此也增加了對新知識和技能獲取的難度以及增加了建立知識庫的難度。

4 人工神經網在無功控制中的應用分析

人工神經網就是對人的思維進行模擬來實現對信息傳遞的人工智能技術，在此神經網中的神經元就是通過人工模擬的方式來制造并且通過專業的方式來連接的。通過人工神經網的應用，表現出其具有龐大的信息儲存量和較強的信息處理能力、具有較強的自主學習能力能夠實現對知識的自動阻止以及形成新的知識庫、對不同信息進行處理、相互獨立、執行能力強等優點。在目前人工智能技術快速發展的同時，在電力系統無功電壓控制中可以通過兩級人工神經網來進行控制，其中一級可以對無功電壓中節點的數量進行檢測，另一級則可以提供校對策略，表現出較大的應用潛力。但是在此技術的應用中，也表現出具有較慢的數據計算速度以及訓練時間長、不容易收斂等問題，需要對其進行不斷調整和完善。

5 模糊理論在電力系統無功控制中的應用分析

在人工智能技術中，模糊理論也是在模擬人思維的同時表現出具有較強實用性的控制技術，其主要的內容就是模糊化、模糊推理以及模糊判決。通過此技術的應用不僅可以對不確定性的問題、不精準性的問題、噪音問題進行處理，而且通過此技術可以對專業人士的經驗和分析進行表述，所采用的表述方式也比較接近人類的表述方式，同時也便于進行知識的提取。將此系統應用與電力系統無功控制中，在單片機無用電壓系統的應用中，不僅實現將無功電壓在合理的范圍內控制，而且能夠針對無功電壓系統中的故障進行及時發現和解決。通過此技術在無功控制中的應用，不僅可以實現無功損耗的降低以及電壓運行質量的提升，而且可以實現控制次數的減少。但是在目前此類人工智能技術的應用中，也表現出會使得無功電壓系統的精準度降低的問題、設計方法不夠合理而導致控制目標不夠明確的問題、通過試湊法來應用模擬控制方法時容易無法控制復雜系統的問題。為此還需要繼續研究將此技術與其他技術結合來實現其自主學習能力和解決問題能力提高的解決策略。

6 結語

專家系統、人工神經網以及模擬控制技術是針對大型變電站開展無功電壓控制時常用的人工智能技術，通過對應用最早的專家系統的應用、通過模擬人的思維方式進行信息傳遞并通過專業方式進行神經元連接的人工神經網的應用、通過模擬人的思維且具有較強實用性的模糊控制理論的應用，表現出顯著的優點，同時也暴露出較多的問題，需要在今后的研究和應用中進行不斷完善和調整。