人工智能技術在電力系統狀態估計的應用研究

陳凌翔 陳超 福建仙游抽水蓄能有限公司

經過一系列的技術改革，當代新興能源技術不斷深入并影響著電力體系，新技術的到來使得電網的建設進一步完善，機遇到來的同時，挑戰也存在著，電網的日趨智能化越來越要求其所應用的技術效用大、可靠性強。社會上一直習慣所用的技術存在著很多諸如性能弱等缺點，所以，只有不斷加強人工智能技術在電力系統中的實踐應用，發揮其功能，我們的電網體系才能進一步完善，不斷向安全性高、可靠性強和經濟效用性大靠近。

一、電氣自動化技術相關概述

當前我國的電氣自動化技術相對較發達，正處于一種穩步上升的階段，由于電氣自動化技術的優越性能，電氣自動化技術逐漸出現在各個行業當中，在工業生產企業使用尤為廣泛，其能夠提高工業行業的生產效率。工業電氣自動化也成為自動化技術的應用方向，電氣自動化技術在日常的生產中應用相對廣泛，大大提高了工業生產的生產效率。近年來，我國的電氣自動化發展迅速，已經到達了成熟階段，逐漸的被應用于工業、農業、國防等領域，并起到了積極作用。電氣自動化技術是一種綜合技術，其由電子信息技術、計算機控制技術與網絡技術等多種技術結合而成。因此，供電企業在培養工作人員時，需要對學習人員進行多種技術的教學培訓，使得學習人員能夠掌握以上幾種自動化基礎知識，進而能夠讓學員熟練的對電力系統進行相關的管理，提高維修的綜合效率。例如電力系統的運行與檢修維護，在培訓過程中供電企業應制定完備的培訓計劃以及培訓方案，在鞏固完善員工的理論基礎的同時，強化員工的實踐操作能力，豐富技術人員的維修技巧，不斷強化技術人員的動手實操能力，綜合提升員工的維修質量以及維修效率。自動化技術的應用難度相對較大，綜合性高、涉及范圍廣，電氣工程自動化技術中的基礎技術多樣，需要員工進行多方面分析與研究。

二、人工智能技術在電力系統狀態估計的應用研究

（一）自變量重要性指標

自變量重要性指標能夠確定第k 個自變量對因變量y 的貢獻作用，具體表達式如下：

式中，p 為自變量個數，l 為主成分的個數；r（y；th）為y 與th 的相關系數；whk為權值向量wh 的第k 個分量，重要性指標值越大，說明自變量對因變量的貢獻作用就越大。各自變量重要性指標滿足如下表達式：

式中：q 為最優自變量個數且滿足q ≤p，α ∈[0，1]為貢獻因子，決定影響因變量的自變量的個數。

（二）電力保護中的應用

一方面，應用在電力設備信息的收集上，前述內容提及過，人工智能能夠對設備運行中的參數信息進行保存與備份，也可以結合計算機科技對收集到的信息進行主動分析與反應，這就為工作人員對設備的檢測提供的方面，能夠清晰準確的觀察設備運行過程中的有關信息，從而來對設備故障進行預防，來避免因設備故障而導致的生產停滯等問題，提高生產的效率。在電力設備信息的收集上，其原理和注意事項與人工智能應用于電力控制中的信息儲存備份環境類似，都需要相關人員進行程序設置以及對儲存器容量進行關注。另一方面，應用在電力故障的主動警報上，人工智能科技運用在電力系統自動化的電力保護中，也可以發揮其自身的智能化作用，對一些故障問題或者參數值問題的變動，進行主動報警，并且可以準確的提示設備故障的位置，對于一些簡單的故障也可以進行自動的修復，從而可以讓工作人員及時察覺，并結合人工智能技術，對設備故障與問題進行及時的修復，提高熱力資源對設備的監測效率與能力。

（三）人工智能與電力系統調度

我們當下的電網體系的規模巨大，結構也相當的復雜，電力系統的調度作為一種強有力的方法措施，是為了能夠在保護體系安全運轉的前提下，確保電力供應的可靠程度，并不斷提升體系的經濟效用。對于人工智能技術的調度方式來說，它相對應于電網體系的調度作用，電網體系的調度問題包括兩個部分的優化：機組組合的優化，機組調度的優化。機組組合的優化是要設計正確有效的機組投切方式，達到降低機組啟動和停止的花費，成本消耗，這些都需要設定在體系的電力數量得以確保的狀態之中。而處理機組調度的優化是為了能夠達到電網體系運轉的最優效益這一目標，設計分配任務，基于當前的裝備和資源，確保電力供給的安全性。

三、結語

將人工智能技術與電網數據相結合，提出了基于PLS 和ELM 的電力系統狀態估計方法，通過IEEE14 節點系統數據和實際電網歷史數據進行驗證，主要結論如下：（1）通過PLS 進行變量選擇，提高了狀態估計精度，壓縮了建模所需變量的個數，降低了模型的維數和復雜程度，并能夠將不良數據限制在局部，減少對電網狀態估計的影響；（2）PLS-ELM 方法適合處理電力系統狀態估計中非線性的復雜建模問題，相比WLS、BPNN、LSSVM 和ELM 方法，具有較高的估計精度和較強的魯棒性；（3）所提的PLS-ELM 狀態估計方法能夠有效地抵抗量測量中的不良數據，具有較強的抗粗差能力，對工程應用具有一定的借鑒意義。