人工智能技術在電力調度自動化系統中的應用探析

陸佳虹

國網上海市電力公司市北供電公司 上海 200072

引言

在電力工程中，注重電力電氣自動化技術的引進，是社會高速發展下的必然趨勢。在電力工程當中，電力自動化技術能夠極大提高工作效率，減少人力成本的投入，從而產生更大的經濟效益。隨著更多的新技術的到來，在自動化技術的基礎上，其兼容性會更強，能夠較好地融合這些新技術。除此以外電力電氣系統的自動化，將會帶動著其他的系統與設備也逐漸過渡到自動化當中來。通過對電力自動化元件技術進行深入地了解，有助于企業更加合理地運用自動化技術。

1 人工智能技術的研究發展狀況

在當前的技術研究中，人工智能是最熱門的研究領域之一，人工智能的研究進展正受到社會的廣泛關注。人工智能的構成表明，技術研究是科學跨學科的，在信息技術、神經病學和技術相關應用領域。人工智能是模仿人類大腦活動的機器的應用，以自動檢測問題，識別問題，分析和解決各種生產和社會其他領域的問題。檢測、分析和解決問題不需要人工干預。雖然人工智能在所有生產領域的應用在今天的發展中更加成熟，但仍有更多的增長空間。這需要結合人工智能的具體應用，關注技術的影響，并需要應用開發進行精細化研究。信息技術的進一步發展，特別是網絡技術的發展，如提高信號傳輸的速度，也有助于人工智能的應用和研究。例如，對于電力系統，數據處理要求很高，人工智能與自動化系統一起工作，以滿足數據處理要求，提高電力效率，增加運行可靠性。為此，技術研究可以適應電力系統的需要，技術的應用可以改進。

2 電力調度自動化系統的功能介紹

自動化供電系統的功能主要包括四個部分:首先，自動化規劃系統可以自動調度電網，以控制關于電網狀態和調度的數據收集。在電力管理系統中，由于系統功能的獨特多樣性而需要對內部設備進行多級控制，電廠的運行數據可以被有效地記錄和應用，在操作終端對數據獲取、分析和實現的控制經由電力規劃系統來執行，并且基于分析結果來執行。其次，自動化系統的自動控制和監控功能非常強大。安全系統的數據收集和控制能夠有效地檢測系統運行中的安全問題，并及時執行控制策略。此外，自動化系統配備有報警功能，允許在每個執行周期中提前分析數據，以便根據電路計劃運行向操作員提供分析結果。安全運行不僅提高了系統運行的穩定性，而且在許多情況下還降低了系統運行的成本消耗。最后，電力線自動化系統可以通過從電網獲得全面的信息收集、完成信息處理和分析需求來考慮用戶的電力需求。通過應用這種分析，各方可以締結供應協議以促進決策。

3 電力調度自動化系統的應用現狀

3.1 應用范圍進一步擴大

國家電網注重建設具有中國特色國際領先的能源互聯網，在綠色發展方面推動新型電力的構建和轉型；在強化安全保障上，構建能源互聯網安全防御體系，提升信息安全態勢感知能力和智能化、動態化網絡安全防護水平；在統籌調度上，全面提升信息采集、傳輸、處理、應用等能力，推動傳統電網基礎設施和新型數字化基礎設施融合，促進電網調度運行智能化和運營管理智慧化，實現以數字化轉型為主線的智慧賦能。由于國家電網等大型電力傳輸企業牽頭應用電力調度自動化系統，其應用范圍在進一步擴大，通過幾次電力改革，已經從城市延伸到了廣闊的農村區域，智能電表的繳費、斷電、查詢等功能已經實現了自動化，為電力企業和用戶提供了極大的方便，節省了大量的人力資源成本，促進了電力自動化系統和設備的完善。

3.2 核心技術進一步成熟

電力調度自動化系統的應用主要在于其中的幾項關鍵技術的成熟和發展。一是電力數據的記錄與提取。電力調度自動化系統無論是對區域內用電情況還是個體的用電情況數據都可以實現實時的監測和數據的提取。例如在電力生產緊張時期，通過對不同區域內用電數據的對比，可以合理分配居民用電、農業用電和工業用電，優先保障居民正常生活用電。在數據監測上還有一個應用就是提取數據，通過數據分析決定區域內是否需要進行電力設施的更新換代，而非人工檢測線路和變壓器等設施的方式。數據記錄提供了準確而有效的第一手數據資料。二是電力故障分析與修復。傳統的電力故障需要采取人工的方式，通過儀器手動監測，效率和安全性都極低。電力調度自動化系統通過對反饋回來的數據進行分析，可以準確定位出故障的部位和發生故障的原因，在超過負荷電壓的情況下，對區域內用電自動切斷，對于部分因為系統原因造成的問題或者漏洞，可以實現自我修復，電力調度自動化系統還通過安裝審計系統和入侵檢測裝置來保證整個用電系統和網絡的安全性，避免黑客等不法分子的惡意攻擊，全面減輕了管理人員的壓力。三是電力系統運行與管理。借助先進的計算機技術和通信技術，開發不同的系統快速地對供電系統進行控制，實現全自動化的監管和遠程控制。例如SD-6000系統就能通過模塊化處理的方式，借助通信網絡的優勢，確保電力調度中心能對系統的具體功能環節進行有效的控制；SCADA系統進行自動化調度，可通過與上下級調度構成廣域網，實現網絡數據的傳遞，實現系統的遠程調試功能。自動化系統的應用保障了電力資源的利用和分配更加合理與高效.

4 電力控制系統中的自動化元件應用

4.1 變換器電路

在生產電氣設備元件的過程中，變換器電路運用頻率比較高。我國不斷創新電力電子產品，也在不斷創新變頻器。傳統的變頻器比較簡單，主要是利用晶閘管，在實際工作中可以利用整流電路。在運行的過程中高次諧波會產生較強的作用力，而在電力電氣自動化元件技術的加持下可以對其極性產生改進效果，可以解決高次諧波等一系列的問題。通過對電流的直接改變，進而使得高次諧波帶來的運行壓力進一步減輕，使得整個電網的運行步入到更為穩健的狀態之中。由于電壓和電力壓力相對是較大的，呈現出高壓的典型態勢，將會弱化整體控制效果。為了保障電網運行的穩定性，需要對相位差余弦值加以調節處理。

4.2 交流調速控制技術

當前很多電力元件選擇利用交流調速控制技術，這一技術根據矢量控制原理建立多變量的控制系統，各個變量具有非線性特征，達到對直流電動機的較好的控制。在這一控制過程中，需要通過固定磁場來實現對其加裝直流勵磁，讓電刷等可以達到對外電路的連接效果。利用直流電機開展控制工作，根據矢量控制原理，可以事先控制交流調速。控制交流調速的過程中，因為這項工作比較復雜，電流呈現出綜合性走向。利用交流調速控制理論，假設分析和實際結果之間存在較大的差異性，因此在利用控制理論的過程中，需要加強檢測旋轉中心周邊磁鏈的方向，保障整體控制效果

4.3 變頻器和單片機

新型元件防干擾頻帶是變頻器的典型元件，當前我國主要是利用八位機，功能指令比較簡單，因此適合在大批量生產中利用，因為單片機具有較大的優勢，可以在智能型儀器控制中直接利用單片機，同時在復雜的工業控制中也可以利用單片機。在社會發展過程中，在開發單片機的過程中可以利用C語言技術。通過對自動化控制系統的充分利用，主要集中在對集成模擬乘法器的充分利用，因此形成環路，提高整體自動化水平。在數控工作中，通過脈沖寬度調制控制信號，因此快速發展這一技術可以進一步完善單片機，通過利用PL語言和C語言，可以優化傳統匯編型語言的操作性，因此完善元件技術，使我國電力電氣自動化元件技術水平因此提高。

5 電力電氣系統自動化的意義

5.1 提高生產效率

電力電氣系統的自動化的實現與運作，有效提高了生產效率。因為，在傳統的電力系統當中，需要涉及大量的人力成本的支出，且工作非常復雜，無法有效提高生產效率。特別是日常的監控檢修工作，在監控電力系統，檢查是否存在故障的時候，需要耗費到大量的人力，且對于技術人員有非常高的要求，如果技術人員的能力與經驗不足，就會存在無法檢測出故障，影響到了電力系統的正常運作，埋下了安全隱患。直到電力電氣自動化系統的出現，才實現了電氣設備自信對自身采取全天候的監控，以及故障的排查，還能準確找出故障所在位置。且就算工作人員不在現場，也能實現自動化的運作。這種自動化的故障排查方式，其全過程幾乎不用工作人員的過多參與，優化了工作的流程，節省了大量的人力支出，有效防止了因為技術人員經驗不夠而導致的故障無法及時排查出來的情況[1]。

5.2 促進技術模式的優化

電力電氣系統自動化對于技術模式有著一定的優化作用，因為電力電氣系統的自動化運作，能夠讓整個傳統的技術模式也都逐漸向自動化轉變。因此，大力發展電力電氣自動化系統，就是在促進整個電氣設備的轉型[2]。

5.3 利于實現配電自動化

配電的重要性體現在，其一旦出了問題就會導致人們的生產活動受到極大的影響，對社會的穩定發展造成一定的困擾。隨著電力電氣自動化系統的應用普及，配電系統也逐漸升級為了自動化配電系統，從而實現了高效運轉，節省了大量的人力成本，降低了技術人員的工作量[3]。

6 電力調度自動化系統的發展趨勢

6.1 可視化

自動化系統的應用，由于目前技術相對復雜，對使用人員的綜合技能和素質要求較高，需要專業的人員才能進行操作和分析。未來自動化系統的推廣應用必將面臨各種各樣的用戶，大多非專業人員，電力調度自動化系統要在市場上推廣應用，必定朝著簡單化的方向發展，也就是經常提到的可視化，系統能將采集到的數據自動轉化為通俗易懂的圖表或者簡單的結論。結合定位技術和大數據技術等，進而可以將故障定位和產生故障的原因以動態圖的形式展示出來，提供科學的調度和修復方案。可視化的目的主要是推動電力調度自動化系統在一般客戶群體中的廣泛應用，在小范圍內實現對電力的自我調度和管理，避免了因臨時問題等求助電力專業技術人員，減輕用戶群體的維修壓力和電力公司的人員調度壓力[4]。

6.2 市場化

當前，電力調度自動化系統主要在國家電力生產和管理運營企業中應用，主要是適應大范圍電力調度應用的需求。隨著計算機技術的不斷進步和系統的完善，電力調度自動化系統必將推廣到企用和民用的領域，比如大型的工業企業，一年用電費用數額比較大，通過智能化的自動調度系統對全企業的用電進行合理的分配和控制，能夠在保證企業正常用電的情況下大量節約用電量。當前在美國等西方發達國家，智能化的辦公樓已經投入了使用，能通過自動控制和識別技術，當辦公區域無人辦公時，自動切斷不需要的電源等，智能化的電力調度自動化系統可以與之結合，對用電進行精準控制，建立節約型和安全型的辦公環境。其他在大型農場、商場、醫院等行業都可以推廣應用，為整個國家建立節約型的電力網絡系統。

7 結束語

在電力規劃中，自動化技術的應用提高了調度效率，保證了供電和運行的整體可靠性。人工智能的應用提高了電力管理系統的自動化水平，使系統更高效，并使自動化技術適應更復雜的操作要求。因此，重要的是考慮在自動化節能系統中應用人工智能，以促進技術的整合。如今，專家系統、可視化技術和新的網絡化智能平臺得到了廣泛應用。他們通過結合具體的應用要求，優化自動化技術在不同領域的應用，以實現更深入的研究和更高的應用性能。