論人工智能在電力系統(tǒng)中的應用

劉曉湘1，李思韜1，王一佳1，鄭曉輝，莊大海

(1.國網(wǎng)福建省電力有限公司福州供電公司，福建 福州 350009；2.國網(wǎng)信通億力科技有限責任公司，福建 福州 350003)

0 引言

電力系統(tǒng)是由發(fā)電設備、變壓器、輸配電線路和用電設備等很多單元組成的復雜的非線性動態(tài)系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)的各種非線性問題求解和處理中，常常廣泛應用人工智能技術。相比較傳統(tǒng)方法而言，人工智能技術擁有許多不可替代的良好優(yōu)點[1]。現(xiàn)如今，在國內(nèi)外科技發(fā)展中已產(chǎn)生了諸多的人工智能系統(tǒng)，常見的主要有人工神經(jīng)網(wǎng)絡、專家系統(tǒng)(ES)、模糊集(FS)和啟發(fā)式搜索 (HS)等。這些人工智能技術已被應用于電力系統(tǒng)中，對電力系統(tǒng)的運行、維護、故障檢修等產(chǎn)生關鍵性意義。

1 人工智能基本的內(nèi)涵

人工智能(artificial intelligence，簡稱AI)是研究、開發(fā)和模擬人類智能、智能行為及其規(guī)律的一門學科，人工智能屬于計算機學科，人工智能的核心目標為通過對智能信息相關理論的處理及應用，設計出一些與人類智能思維、行為等比較相似的計算系統(tǒng)和程序。隨著人工智能的不斷發(fā)展，在人工智能領域中產(chǎn)生諸多技術，且這些技術正在不斷成熟與完善。

2 人工智能的優(yōu)點

2.1 并行性

人工智能技術具有很強的并行性。這是因為在人工智能系統(tǒng)內(nèi)部中存在著許多相對比較簡單的處理單元，

盡管這些小單元很簡單，但其處理能力卻非常高。另外，這些小單元通過相互組合的方法，能夠參與或完成并行活動，其信息處理效率及能力異常驚人[2]。

2.2 記憶性

人工智能技術存在著高度的記憶性，是因為人工智能技術可以很好地記憶各種信息，并將這些記憶信息進行存儲，讓記憶信息存在于權值中。而通過對權值中相關信息的觀察可以窺見出電力系統(tǒng)的運行信息。不僅如此，通過人工智能技術還可以廣泛提取信息的特征并進行特殊處理，為電力系統(tǒng)相關工作帶來極大的便利性。

2.3 非線性全局作用

人工智能技術中存在著諸多簡單的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元可以接收其他的神經(jīng)元信息，且在并行網(wǎng)絡條件下完成輸出，從而影響到其他神經(jīng)元的運行狀態(tài)及工作效果。將人工智能技術應用于電力系統(tǒng)中，其可以制約或影響電力系統(tǒng)的運行功能及狀態(tài)，從而產(chǎn)生非線性映射的效果，呈現(xiàn)出很強的集體性效應。

3 人工智能在電力系統(tǒng)運行中的應用分析

在電力系統(tǒng)發(fā)展及運行中存在著一些比較明顯的非線性問題，而電力系統(tǒng)中的相關方程式也比較復雜，其系統(tǒng)性尤為突出。但在實際發(fā)展中積極應用各種人工智能技術，可以非常巧妙地解決類似問題。

3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡在繼電保護中的應用

保護繼電器并維護電力系統(tǒng)運行性功能，一直以來都是電力系統(tǒng)發(fā)展中比較關鍵的問題。在社會科學技術的日益成熟和不斷助推下，大眾對電力系統(tǒng)的運行要求與過去相比呈現(xiàn)出越來越高的特征。而保護繼電器的相關工作也在不斷發(fā)展和進步，從最初的保護普通計算機到應用人工神經(jīng)網(wǎng)絡，高度體現(xiàn)出了電力系統(tǒng)相關工作人員對繼電器的保護。將人工神經(jīng)網(wǎng)絡廣泛應用于電力系統(tǒng)的繼電器保護中，可以更好地完善繼電器運行功能，降低繼電器不良事故的發(fā)生率。人工神經(jīng)網(wǎng)絡與人類的思維與行為比較相似，其在電力系統(tǒng)的繼電器保護中可產(chǎn)生非常良好的效果，對整個繼電器系統(tǒng)的運行過程起到一種動態(tài)監(jiān)控的作用，可以及時發(fā)現(xiàn)各種繼電器運行問題。在當下的許多電力系統(tǒng)運作中都應用了人工神經(jīng)網(wǎng)絡，其具有良好的價值[3]。

3.2 人工智能算法在電力系統(tǒng)運行中的應用

人工智能算法的基本原理為無功優(yōu)化，在電力系統(tǒng)的運行和發(fā)展中應用無功優(yōu)化可促進運行效率的提升，讓提升電力傳輸達到效果，將電力傳輸維持在一個相對良好的狀態(tài)中。而人工智能算法在應用中也應用了記憶指導搜索功能，通過該過程提升信息搜索速度，讓電力系統(tǒng)的全局處于最優(yōu)狀態(tài)下。另外，在人工智能算法的應用中其搜索方法也存在著許多禁忌，對于局部跳出產(chǎn)生積極的影響。將人工智能算法應用于電力系統(tǒng)發(fā)展中，可以有效解決各種多變量和非線性問題，對電力離散性問題的優(yōu)化產(chǎn)生良好效果。通常情況下，人工智能算法的手法相對比較簡單，在使用中也比較容易。在傳統(tǒng)環(huán)境下對電力系統(tǒng)中的非線性問題進行處理時，往往需要采取大量復雜的算法，而在人工智能算法的應用下許多流程和程序都得到了優(yōu)化，這對于電力系統(tǒng)的正常運行和發(fā)展尤為重要。

3.3 模糊理論在電力系統(tǒng)運行中的應用

眾所周知，模糊理論不同于一般的人工智能技術，在應用模糊理論的過程中，其有效突破經(jīng)典集合內(nèi)部的部分特殊概念。在應用模糊理論的環(huán)節(jié)中主要采取了模糊搜索基本原理，對電力系統(tǒng)中一些相對不明確、不科學、不精準的現(xiàn)象實施分析和整合。首先，在模糊理論中引進一些與推理非常相似的模糊邏輯與諸多語言變量，從而對電力系統(tǒng)中的各種事情與現(xiàn)象完成準確地描述與分析。現(xiàn)如今，模糊理論的技術與過去相比較，已經(jīng)比較成熟，其應用范圍也非常的廣泛，常常涉及到許多行業(yè)及其領域。電力系統(tǒng)中存在著明顯的非線性，而當線路在穿過非線性時會形成一些分量，這些分量通過重疊操作可以呈現(xiàn)在故障上，且不容易被消除。而通過應用模糊理論的相關技術可以有效消除電力系統(tǒng)中的各種輸電線路故障因素，降低互相影響效應，讓各個因素處于相互獨立狀態(tài)，從而提升電力系統(tǒng)運作和發(fā)展的穩(wěn)定性、安全性。

3.4 專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)運行中的應用

專家系統(tǒng)作為人工智能技術的重要內(nèi)容，也是人工智能系統(tǒng)的關鍵性構成元素。早在許多年前，我國學者就在電力系統(tǒng)中引進了專家系統(tǒng)。近年來，專家系統(tǒng)更是得到了廣泛應用[4]。應用專家系統(tǒng)可以有效解決諸多電力系統(tǒng)問題，且對于電力系統(tǒng)中的故障產(chǎn)生很強的處理作用，對電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供了優(yōu)質(zhì)條件。通過對專家系統(tǒng)的應用還可以提升電力系統(tǒng)運作的基本效率，對優(yōu)化電力系統(tǒng)中的線路運行計劃產(chǎn)生重要意義。關于專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應用主要是體現(xiàn)在故障的診斷與檢修方面。許多人都知道，在電力系統(tǒng)的日常運作中偶爾會出現(xiàn)一些故障問題，而如果通過傳統(tǒng)人工排查與檢修的方法，很難在短時間內(nèi)迅速檢查出故障。所以可充分應用專家系統(tǒng)，來輔助電力系統(tǒng)的故障檢查，發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)運行中的一些不良問題，從而迅速地處理各種故障。

4 結語

應用人工智能技術已成為當下社會各個行業(yè)及領域發(fā)展中面臨著的重要課題。通過本文研究對人工智能的認識也比較清晰，而在電力系統(tǒng)運行及發(fā)展中積極引進各種人工智能技術，可以促進電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定發(fā)展。通過應用人工智能技術可以解決電力系統(tǒng)運行中存在著的許多問題，為促進電力系統(tǒng)的優(yōu)良發(fā)展提供突破性思路。因此，在電力系統(tǒng)中應用人工智能技術時，我國相關部門及機構可以出臺一系列政策與法律引導人工智能技術的科學發(fā)展[5]。