AI 技術在電力調度自動化中的應用

摘要：文章闡述了AI技術的內涵及特征，分析了AI技術在電力調度自動化中的應用優勢，介紹了幾種典型的AI技術（如專家系統、可視化技術、人工神經網絡等）以及將其應用于電力調度自動化系統的主要方法，旨在為相關研究者提供參考。

關鍵詞：AI技術;電力調度;自動化

中圖法分類號：TM734 文獻標識碼：A

Application of AI technology in power dispatch automation

CHEN Yong

（State Grid Hubei Electric Power Co.， Ltd. Yunxian Power Supply Company， Shiyan， Hubei 442500， China）

Abstract： The article expounds the connotation and characteristics of Al technology， analyzes the application advantages of AI technology in power dispatch automation， and introduces several typical AI technologies （such as expert system， visualization technology， artificial neural network， etc.）， and their applications. The main methods of power dispatching automation system are designed to provide reference for related workers.

Key words： AI technology， power dispatching， automation

近年來，AI 技術迅速發展，以先進 AI 技術制作而成的人工智能機器人具備與人類同等甚至超越人類的思維能力，有著可觀的性能優勢[1]。AI 技術有著鮮明的自動化、信息化、智能化特點，可模擬人腦神經網絡的活動，控制系統完成一系列操作，將指令輸送到終端，完成某些動作。相較于其他智能化、自動化技術，AI 技術的科技含量更高，有著更為可觀的性能優勢。

1概述

AI 技術即人工智能技術，是以計算機模擬人腦活動的一種技術，是計算機技術在21世紀高速發展的產物，屬于計算機技術、信息技術的衍生。該技術已在很多高新行業尤其是尖端技術領域中得到了廣泛應用，幫助大量企業實現了降低人力資源成本、提升工作效率、保障作業安全的目標，并幫助人類解決了諸多復雜問題。

人工神經網絡技術是 AI 技術的重要組成部分，在運行時，它能夠模仿人腦神經系統完成一些復雜的工作。在電力系統中應用該技術，可幫助電力企業顯著提升故障排查、故障處理的效率與質量，保障電力系統的安全穩定運行。

2應用優勢

隨著社會經濟的持續發展，各行各業的用電需求明顯上漲，電力調度數據顯著增多，考驗著電力系統的運行水平。AI 技術與電力調度系統有著較好的契合性，將其應用于后者，可顯著提升電力調度的準確性、高效性，同時有助于企業減少人力資源成本。首先，AI 技術對人力操作的依賴性更低，可依托智能系統，實現對電力系統的自主控制，不易受外界不良因素、人為因素的影響，有利于保障電力系統的穩定運行。比如，在傳統電力系統運行控制中，技術人員通常需分析大量的數據信息，一旦參數出現誤差，電力系統的運行效果就會受到影響，而利用 AI 技術進行相關操作，就不會出現上述問題。其次，AI 技術具有經濟適用性，在電力系統中應用該技術，可幫助企業降低人工成本，節約電力資源，符合可持續發展理念，有利于為企業帶來更多的經濟效益。

3電力調度自動化系統

AI 技術的性能特點符合電力調度自動化系統的升級要求。相關工作者應結合電力企業的需要，正確分析電力調度自動化系統運行需求，在此基礎上進行科學合理、切實可行地設計，為 AI 技術的應用打下良好的基礎。

3.1電力調度自動化系統功能性需求

電力調度自動化系統有著鮮明的交互性特點，在運行時，系統中各模塊會發生交互，大量數據信息會因此而產生，這要求系統具備良好的數據信息采集處理功能。

3.1.1數據采集功能

數據采集是電力調度自動化系統運行最基本的工序，在執行該工序時，自動化系統會搜集電力系統中產生的各類數據信息，包括各變電站及辦公區域的各類前置系統、專用系統產生的數據信息，并對數據信息實施預處理，完成預處理后，將其上傳至數據庫，直至完成整個數據采集流程[2]。為確保數據信息傳輸真實、可靠、高效，還需開發校驗碼檢驗功能，將無效數據信息直接過濾。

3.1.2人機互動功能

電力調度自動化系統并非完全不依賴人工操作，部分工序仍需人工參與，如數據建模、數據繪圖、系統升級等。在實際工作中，技術人員可將系統中不同的設備對接在一起，將繁雜、抽象的數據信息轉化為直觀的圖形，描述電力系統當下的工作狀態。這要求技術人員在設計階段強化人際交互界面設計，提升電力調度的智能化、自動化水平，保障系統安全穩定運行。

3.1.3 Web 子系統模塊功能

Web 服務器在電力調度自動化系統中扮演了重要的角色，是數據信息的承接者。技術人員可利用互聯網對其進行安全隔離處理。其主要功能是展示數據信息，一般會將數據信息展示為廠站圖、曲線圖、統計表等，以便技術人員了解電力系統的運行情況，進行電力調度決策。

3.2電力調度自動化系統非功能性需求

電力調度自動化系統在具備良好的性能水平的同時，還應滿足一些非功能性需求，主要體現為以下方面。

3.2.1性能要求

電力調度自動化系統應具備良好的響應速度，在發生緊急事件時能夠做到快速響應，保障系統的運行安全。因此在設計階段，設計人員應控制好系統響應時間，具體如表1所列。

設計人員還應確保系統具有快速恢復故障的功能。電力調度在這方面的要求是：一年內總計故障時間不得超過1d，單次修復時間不超過1h。為保障系統運行安全，建議技術人員針對幾類嚴重故障建立應急預案，盡可能減少系統癱瘓給企業帶來的損失[3]。

3.2.2可靠性需求

在設計階段，設計人員應為系統設立容錯機制，便于在系統內部處理一些簡單的錯誤，以免影響核心模塊正常運行。設計人員尤其應關注由個別故障點引發的系統崩潰問題，電力調度自動化系統在實際運行時會產生大量的數據信息，為提升系統運行效率，設計人員可結合數據信息，對各種信息進行分類處理、獨立存儲，避免在系統崩潰時發生數據信息丟失等一系列事故。

3.2.3易維護、可擴展、易操作

電力調度自動化系統在運營階段會隨著技術的更迭而產生一定的升級擴展需求。因此，在設計階段，設計人員也應確保該系統具有良好的可擴展性，從而更好地對系統實施擴展延伸與運行維護，持續提升系統的性能水平。可采用模塊化設計方式，對系統進行開發，便于進行擴展。此外，設計人員還應關注系統是否具備良好的易操作性，即在運營階段，技術人員可較為輕松地掌握系統操作方法。這需要設計人員為系統設置操作指示功能，從而為用戶操作提供一定的指導。

4應用方法

4.1專家系統

專家系統是指在已有事實基礎上，建立起的專家數據庫及與之相關的基礎整體控制體系。該系統基于自動感應裝置進行運行，具有知識經驗、信息技術相結合的特點，將其應用于電力調度自動化系統，可顯著豐富信息數據庫的儲量，幫助技術人員更好地實現對電力系統的自動化檢驗。系統在運行時會模擬專家的分析思考過程，推斷電力調度中可能出現的問題，同時可依據各區域用電變化情況（特別是電力調度的電波波峰情況），完成數據調節操作。電網調度系統在運行過程中常會受到多種因素的影響，產生的問題是相對復雜的，傳統技術遠無法滿足電網調度自動化運行需求，相關工作者應持續探索對專家系統的研發及應用，為電力調度提供更多的知識經驗。

某地區將專家診斷系統應用于電力調度系統，具體實施要點如下：（1）電力調度自動化系統引入 AI 技術后，在相關程序的作用下，原有控制對象指令調節系統被新型的信息分析結構所替代。當外部系統中出現不符合程序要求的信號時，專家診斷系統會第一時間發揮作用—定位故障區域，下達自動修復指令，針對故障問題給予完善的診斷與修復指導;（2）在電力企業多元化產業結構調控與研究過程中，專家診斷系統也發揮了重要作用—技術人員可利用外部檢測渠道，檢測電力系統的電壓、電阻、電容等參數是否正常，阻擋不符合系統運行要求的信號，調節信號強弱度，從而保障系統安全、穩定運行。

4.2可視化技術

電力調度系統在運行過程中需要處理的信息數據不斷增多，故障處理難度相比過去也有了明顯提升。在實際工作中，調度人員通常需在有限的時間內完成對大量數據信息的收集與處理，工作負擔較重，工作效率不高。電力企業可利用可視化技術（主要指多維度視覺技術）完成上述操作，以更好地解決電網運行過程中出現的問題，實現對信息數據的圖片化展示，將繁雜的數據信息第一時間轉換為形象、直觀的圖像，便于進行調度管理，保障電力調度系統平穩運行。

某地區在將 AI 技術應用于電力調度系統后，應用可視化技術提升了數據信息反饋的形象性與直觀性，具體應用要點如下：（1）利用多維度視覺系統服務區域性電網調度體系，技術人員可借助大數據、網絡信息模型技術，從局部角度出發進行數據分析，對電網在各區域的運行情況進行跟蹤記錄;（2）以宏觀數據波感應形式，從電力調度系統運行穩定性等角度出發，實現對各類電力信息傳導結構的智能化調節，顯著提升電力調度自動化系統的性能水平與運行質量;（3）將 AI 技術（特別是多維度視覺技術）應用于電力調度自動化系統后，技術人員可每月接收電力調度反饋數據，結合區域用電基本規律，判斷電力調度是否科學、合理，從用戶高峰用電角度出發，分析電力調度方案是否合理;（4）電力調度自動化系統對 AI 可視化技術的應用還體現在可結合區域電網能源供應狀態，對電力傳輸的實際情況進行調解，此舉的主要目的是確保電力調度系統運行的穩定性與靈活性，如某一區域的電力傳輸強度突然增大時，在該技術的作用下，各用電區域受到的沖擊會被減弱。

4.3人工神經網絡

人工神經網絡是現階段最為重要的 AI 技術，其主要功能是模擬人體神經系統的工作模式，完成對各種系統及設備的控制，實現智能化信息處理、傳輸。在實際應用中，它更像是一個相互關聯的網絡，各節點之間有著緊密的聯系，數據傳輸效率高，有利于保障電力調度信息的多元性。在電力調度系統中應用該技術，有助于提升數據信息傳輸、處理、反饋效率，實現對多種復雜信息的并行處理、在線學習及聯想記憶，依據項目實際情況進行數據溝通。在實際應用中，技術人員可利用該技術快速診斷電力系統存在的故障，并及時排查故障，從而保障電力系統穩定運行。

某地區在將 AI 技術應用于電力調度系統后，為滿足電力行業的發展需求，利用人工神經網絡技術，優化了程序數據信息的調控與運行環節，體現了神經化數據在電力調度方面的優勢，具體如下：（1）對電力調度智能化系統的應用，按目前標準看來，具體可分為電力管理、信息采集、信息采集反饋記錄等信息體系。在局部數據資料出現不良波動時，程序會第一時間診斷這一情況，進而將數據的變化上傳至智能終端，進行跟蹤性更新，便于技術人員發覺、處理電力調度系統的運行隱患;（2）可依照電力調度區域結構，對電力調度智能化系統縱向管理模塊做出系統分類，具體可分為 A ～ F 六個區域，每一區域兼有多種橫向分支內容。當電力調度系統的某一部位發生故障時，該系統會第一時間監測到，并將相關情況反饋到人機交互界面中;（3）在全面應用人工神經網絡技術的前提下，技術人員可利用電力調度自動化系統，以集中性、順向形式搜集系統運行產生的信息數據，依照實際運行體系，對各類神經信息數據進行跟蹤性反饋。

5結語

AI 技術作為一種位于時代前沿的信息技術，應用于電力調動自動化系統設計，可提升電力調度效率，確保電力系統安全、穩定運行。相信在科技的持續進步下，AI 技術在電網系統中的應用率將會明顯提升，為電力企業帶來新的發展機遇。因此，相關工作者應強化對 AI 技術的研究，將其更好、更廣泛地應用到電力調度中，為大眾提供更為優質的電力服務。

參考文獻：

[1]周甜甜.人工智能技術在電力調度自動化系統中的應用探析[J].電子元器件與信息技術，2021，5（10）：210?211.

[2]何彥平，馬龍，楊濤.電力調度自動化網絡的策略分析[J].集成電路應用，2021，38（8）：228?229.

[3]周宇澤.智能電網技術在電力調度自動化中的發展分析[J].電子世界，2021（15）：43?44.

作者簡介：

陳勇（1979—），本科，工程師，研究方向：電力工程。