人工智能技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

曹呈強(qiáng)

（國網(wǎng)河南省電力公司三門峽供電公司，河南 三門峽 472000）

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，當(dāng)前人工智能技術(shù)開始逐漸應(yīng)用在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，改變了原有的生產(chǎn)模式。人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅能有效提升電力系統(tǒng)的工作效率，同時(shí)也能夠保證電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的安全。為保證人工智能技術(shù)能夠發(fā)揮出應(yīng)有的效果，完善當(dāng)前電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在的不足，有必要對(duì)當(dāng)前人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，提升其與電力系統(tǒng)的融合效率。以此保證整個(gè)電力系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化，促使電力行業(yè)實(shí)現(xiàn)更好地發(fā)展。

一、人工智能技術(shù)概述

人工智能技術(shù)就是能夠依靠強(qiáng)大的計(jì)算和運(yùn)作，將理論與實(shí)際進(jìn)行結(jié)合，模擬人類的意識(shí)行為，根據(jù)人類輸入的指令可以代替人類完成各項(xiàng)工作。雖然這是一項(xiàng)現(xiàn)代化創(chuàng)新的技術(shù)手段，但是我國人工智能的發(fā)展還需要在日后的發(fā)展中不斷完善。人工智能技術(shù)能夠反映人類的思想、語言、圖像甚至是行為，在人工智能技術(shù)開展的過程中，最重要的是對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，在識(shí)別處理技術(shù)上有更先進(jìn)的操作，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)于人工智能技術(shù)也有了進(jìn)一步的創(chuàng)新和提升，人工智能也得到了進(jìn)一步提升，在技術(shù)方面也會(huì)越來越重視，對(duì)于人工智能的開發(fā)也會(huì)不斷地深入研究。作為一種最精密的儀器人工智能技術(shù)，在一定程度上應(yīng)用于各行各業(yè)都有較高的價(jià)值可以提升生產(chǎn)運(yùn)行效率，減少了一定的人力資源投入，并且在一定程度上幫助電力工程高效運(yùn)行。我國電氣企業(yè)對(duì)于人工智能技術(shù)的應(yīng)用還比較局限在新興技術(shù)方面的認(rèn)可度較低，企業(yè)目前的發(fā)展可以注重于培養(yǎng)人工智能技術(shù)的人才隊(duì)伍，需要進(jìn)一步促進(jìn)對(duì)電氣設(shè)備故障的診斷及時(shí)處理以及存在的安全問題，保證電氣控制裝置的完善。

二、人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的實(shí)際作用

（一）能夠簡(jiǎn)化電力系統(tǒng)的實(shí)際操作流程

人工智能技術(shù)能夠在很大程度上對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的操作流程進(jìn)行簡(jiǎn)化，通過對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行升級(jí)和優(yōu)化，將設(shè)備與計(jì)算機(jī)連接在一起，操作指令通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行傳輸，能非常明顯的提升設(shè)備控制效率，保證所有的設(shè)備都能夠得到充分利用。使用人工智能技術(shù)還可避免在生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)的各種不必要事件發(fā)生，如人工操作不符合規(guī)則、數(shù)據(jù)不正確等，不僅能夠降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，還可為系統(tǒng)更加智能化提供一定保障。

（二）產(chǎn)生誤差較小

人工智能技術(shù)的合理應(yīng)用一定程度上提高了電氣工程的抗干擾性，同時(shí)該技術(shù)的應(yīng)用還能縮小數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的誤差，能提高電氣工程的實(shí)際生產(chǎn)效率，保證電力系統(tǒng)中設(shè)備能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高產(chǎn)品的一致性和規(guī)范性。技術(shù)人員需結(jié)合實(shí)際情況對(duì)控制器的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的調(diào)整與分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)，有效降低了人為因素對(duì)電氣工程的影響。

（三）能夠智能化的對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)

在傳統(tǒng)的故障檢測(cè)中一般需使用大量人工，對(duì)所有設(shè)備或是設(shè)備的所有零部件進(jìn)行檢查，花費(fèi)大量的成本同時(shí)也降低了工作的效率。同時(shí)，有一些內(nèi)部的構(gòu)造或是部件相對(duì)復(fù)雜、精密，人工檢查也未必能發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)問題的原因，嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的運(yùn)行。而人工智能的出現(xiàn)能非常有效地解決這些問題，應(yīng)用人工智能技術(shù)能將設(shè)備在運(yùn)行中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析，并可實(shí)現(xiàn)與正常運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而準(zhǔn)確找到故障出現(xiàn)的原因和位置。通過應(yīng)用人工智能技術(shù)，不僅能在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)第一時(shí)間進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)也可實(shí)施針對(duì)性的檢測(cè)和維修，大大提升設(shè)備檢查、維修效率。

（四）增強(qiáng)控制效果

在電氣工程運(yùn)行過程中，人工智能技術(shù)也需要合理地控制電氣工程的實(shí)際效果，進(jìn)一步提升電氣工程運(yùn)行的一致性。現(xiàn)代的電氣工程自動(dòng)化水平還比較低，傳統(tǒng)的電氣工程在控制方式上沒有做出相應(yīng)的改變，并且所設(shè)置的控制項(xiàng)目還比較落后，需要開展實(shí)際的控制工作比較難，這樣的工作方式在控制效果上的運(yùn)用并不理想。如果說無法對(duì)控制的對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的信息識(shí)別，那么控制的效果也會(huì)有所影響，甚至?xí)档蛯?duì)電氣工程的操作能力。人工智能技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠提高對(duì)電氣工程設(shè)備的運(yùn)行效果，還能夠提升產(chǎn)品的一致性和時(shí)效性。

三、人工智能應(yīng)用現(xiàn)狀

將人工智能技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域的電氣自動(dòng)化控制中，具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（一）需要利用人工智能技術(shù)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行改造，使其能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化采集與處理。（二）需要利用人工智能技術(shù)能夠優(yōu)化電氣設(shè)備功能，以便于系統(tǒng)能夠?qū)Ω鞣N電氣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)化管理與故障預(yù)警，人工智能技術(shù)需要對(duì)電氣系統(tǒng)的開關(guān)量進(jìn)行模擬，以此對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄與故障預(yù)警，這樣能夠在電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)第一時(shí)間進(jìn)行通知與預(yù)警，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備故障的快速處理。（三）應(yīng)用人工智能實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的自動(dòng)化操作與控制，設(shè)備操作人員可利用鼠標(biāo)或鍵盤來自動(dòng)化控制各種電氣設(shè)備，而在自動(dòng)化控制中，需要編寫相應(yīng)的控制程序，利用控制程序便可實(shí)現(xiàn)體積操作或同期并網(wǎng)帶負(fù)荷，進(jìn)而使電氣設(shè)備的控制水平得以大幅提高。（四）利用人工智能技術(shù)來進(jìn)行故障錄波，電氣設(shè)備在人工智能技術(shù)的支持下，可對(duì)故障波進(jìn)行模擬，并可進(jìn)行波形捕捉與順序記錄，有助于電氣設(shè)備對(duì)故障波的智能化捕足，從而確保電氣設(shè)備的可靠、安全運(yùn)行。

四、人工智能技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）專家診斷渠道的應(yīng)用

專家診斷渠道，是指人工智能中的診斷分析手段在城市電力調(diào)度環(huán)節(jié)中運(yùn)作的方法。其一，專家診斷渠道的應(yīng)用，采用程序自動(dòng)感應(yīng)裝置，進(jìn)行自動(dòng)化電力調(diào)度系統(tǒng)的自由化檢驗(yàn)。其二，專家診斷渠道，是外部信息傳輸和輸入檢測(cè)的端口，它能夠依據(jù)區(qū)域范圍之內(nèi)電力調(diào)度的電波波峰變化、數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)等信息面，實(shí)現(xiàn)了電力調(diào)度信號(hào)穩(wěn)定性的判斷。

（二）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠靈活、有效的進(jìn)行學(xué)習(xí)，是具有完全分布式特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，比較適用于一些大規(guī)模、并行的信息處理，對(duì)于一些非線性的系統(tǒng)，有著非常強(qiáng)的模式識(shí)別能力以及建模能力，可對(duì)一些復(fù)雜的狀態(tài)或是過程進(jìn)行識(shí)別以及分類。按照具體情況的不同，當(dāng)前已有很多種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和具體的訓(xùn)練算法被應(yīng)用在實(shí)際的電力系統(tǒng)中。如應(yīng)用BP 對(duì)電力系統(tǒng)的短期負(fù)荷情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，在保證擁有充足訓(xùn)練樣本的情況下對(duì)預(yù)測(cè)的模型進(jìn)行有效分類，創(chuàng)建出能適應(yīng)不同季節(jié)的日預(yù)測(cè)和周預(yù)測(cè)模型，并能對(duì)輸入的變量進(jìn)行準(zhǔn)確選擇，尤其是在選擇溫度變量時(shí)。

（三）模糊控制

模糊控制主要是以模糊推理、模糊語言變量等為理論基礎(chǔ)，并且在模糊控制的過程中，以專家經(jīng)驗(yàn)作為模糊控制的規(guī)則。模糊控制的本質(zhì)就是在進(jìn)行操作的時(shí)候，被控制對(duì)象的模糊模型反饋到控制中心之中，運(yùn)用模糊控制器，繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)模糊問題的分析反饋，進(jìn)而針對(duì)反饋，對(duì)當(dāng)前的模糊對(duì)象完成操作。其中模糊控制是一種自動(dòng)控制系統(tǒng)，主要依靠模糊邏輯以及推理規(guī)則作為基礎(chǔ)理論，采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)模糊問題的數(shù)字分析控制。

（四）診斷應(yīng)用

電氣設(shè)備的使用通常需要各部分機(jī)器零件共同運(yùn)轉(zhuǎn)才能正常進(jìn)行，因?yàn)橛袝r(shí)會(huì)因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等零件出錯(cuò)而終止整個(gè)電氣工程，所以，在設(shè)備運(yùn)行過程中需要不斷加強(qiáng)工程的診斷力度，才能保證工程的有效進(jìn)行。但是，傳統(tǒng)的診斷方式有時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障原因，進(jìn)而浪費(fèi)了資源。由于很多電氣故障一般是突發(fā)情況，想要有效的預(yù)測(cè)故障的發(fā)生，可以在電氣設(shè)備中增加故障報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)捕捉到設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，及時(shí)向控制中心傳遞運(yùn)行狀態(tài)，終止整個(gè)運(yùn)行程序，進(jìn)而降低產(chǎn)品的損壞率。通過人工智能的控制系統(tǒng)，及時(shí)在設(shè)備運(yùn)行故障突發(fā)前進(jìn)行預(yù)測(cè)，融合人工智能技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制，在極為復(fù)雜的運(yùn)行領(lǐng)域中迅速找到故障原因，從而大大提高了設(shè)備的診斷效率，減少了企業(yè)的各項(xiàng)損失。

（五）智能控制和保護(hù)功能

人工智能技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣工程設(shè)備的遠(yuǎn)程操控，保證電氣設(shè)備的運(yùn)行更加可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的操作的高效性。人工智能的使用，可對(duì)電氣工程設(shè)備的操作權(quán)限進(jìn)行設(shè)置，從而保證電氣工程設(shè)備的合理管理與使用，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息泄露等問題。電氣工程運(yùn)行的過程中，可結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際需要對(duì)程序管理模塊進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，結(jié)合電氣設(shè)備運(yùn)行情況做好運(yùn)行日志的生成與整理，并將有價(jià)值的數(shù)據(jù)提取出來制作出相應(yīng)的表格或曲線。人工智能技術(shù)的使用有效提高了電氣工程設(shè)備的管理效率，保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定。

（六）更好地服務(wù)于調(diào)度工作

隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的快速發(fā)展，人工智能技術(shù)應(yīng)用到電力調(diào)度系統(tǒng)中已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，首先，在該系統(tǒng)中采用人工智能技術(shù)可有效處理與分析多項(xiàng)數(shù)據(jù)。通過該技術(shù)能有效設(shè)置電力模型，借助其內(nèi)部產(chǎn)生的參數(shù)可高效開展負(fù)荷監(jiān)控與負(fù)載預(yù)測(cè)，并將可能產(chǎn)生故障的環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)致分析，對(duì)解決電力調(diào)度的運(yùn)行起到較大幫助。與此同時(shí)，人工智能技術(shù)還可參與到電力工作的決策中，由于其內(nèi)部可存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)信息，也蘊(yùn)含著多類歷史數(shù)據(jù)，在決策過程中管理人員可借助歷史經(jīng)驗(yàn)開展專業(yè)分析，進(jìn)而改善處理效率。此外，由于電力調(diào)度系統(tǒng)較龐大，每日都會(huì)產(chǎn)生多種不同類別的數(shù)據(jù)，借助此類海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與研究，能更好地服務(wù)于調(diào)度工作。運(yùn)用人工智能技術(shù)可對(duì)每項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與提取，并利用歷史數(shù)據(jù)判斷其未來的發(fā)展方向，解決多種當(dāng)前調(diào)度問題，該技術(shù)通過精準(zhǔn)預(yù)測(cè)能最大程度地避免風(fēng)險(xiǎn)。

（七）在產(chǎn)品設(shè)備中的實(shí)踐應(yīng)用

電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)工作涉及多種學(xué)科和內(nèi)容，對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)水平有較高的要求。為了保證設(shè)計(jì)的電氣產(chǎn)品具有科學(xué)性、可靠性特點(diǎn)，需要在設(shè)計(jì)中積極融合科學(xué)設(shè)計(jì)和知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)。人工智能的應(yīng)用有效解決了以上問題，不僅能夠代替人腦解決繁瑣的計(jì)算工作，也能夠模擬程序，有效提升工作效率，縮短設(shè)計(jì)周期，最終設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品也具備科學(xué)性特點(diǎn)，實(shí)用性較強(qiáng)。但是，其對(duì)設(shè)計(jì)工作有一定要求，要求設(shè)計(jì)人員對(duì)于智能軟件的應(yīng)用和設(shè)計(jì)有豐富經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出符合不同需求的產(chǎn)品

（八）在數(shù)據(jù)上的運(yùn)用

電氣工程設(shè)備運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，過去數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理技術(shù)都存在很多不足之處。采用人工智能技術(shù)能保證所有數(shù)據(jù)得到及時(shí)處理，保證數(shù)據(jù)收集更加全面與可靠，提高數(shù)據(jù)處理的效率。設(shè)計(jì)人員可通過權(quán)限實(shí)時(shí)查找需使用的數(shù)據(jù)，從而全面的了解設(shè)備運(yùn)行的狀況。

（九）將智能應(yīng)用融于電力系統(tǒng)

在電力系統(tǒng)控制中心比較普遍的方式就是專家系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。專家系統(tǒng)的相關(guān)應(yīng)用程序較為復(fù)雜，根據(jù)電力系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行虛擬模擬，然后進(jìn)行場(chǎng)景的判斷，結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際情況，對(duì)電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息以及知識(shí)領(lǐng)域進(jìn)行仔細(xì)研究，從而適當(dāng)更新數(shù)據(jù)庫，以滿足人類需要。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與之最大的區(qū)別在于該方法具有較大的靈活性，使用特定的存儲(chǔ)方式將電力系統(tǒng)的龐大數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后更具神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類特點(diǎn)，將數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分類，通過輸入輸出的方式展現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，因此，將智能技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，無論哪種方式，都能為電氣產(chǎn)品構(gòu)建出相應(yīng)的預(yù)測(cè)模型，然后輔助工作人員在短期內(nèi)對(duì)產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并提供預(yù)測(cè)結(jié)果，能夠有效的幫助技術(shù)人員進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)分析，從而提高電氣產(chǎn)品的運(yùn)行效率。

五、結(jié)語

人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)獲得了比較好的發(fā)展，我國相應(yīng)的研究還處于起步階段，需不斷進(jìn)行完善。隨著我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展及系統(tǒng)數(shù)據(jù)的不斷增加，在管理上的難度也在不斷提升，在這種情況下人工智能技術(shù)就擁有了更加廣泛的發(fā)展空間。因此，當(dāng)前最重要的就是要加強(qiáng)人工智能在電力系統(tǒng)中應(yīng)用效果，并制定出切實(shí)可行的應(yīng)用策略，以此保證電力系統(tǒng)能更加穩(wěn)定、安全的運(yùn)行，為電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供一定支持。