智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)在智慧電網(wǎng)中的應(yīng)用

劉 智

（池州學(xué)院， 安徽 池州 247100）

0 引言

隨著能源與環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，智慧電網(wǎng)作為一種新型的電網(wǎng)形態(tài)，被越來越多的人所關(guān)注[1]。智慧電網(wǎng)以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過智能化和數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的智能化和高效化。智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)作為智慧電網(wǎng)的重要組成部分，能夠有效地監(jiān)測電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行中的問題，并提供有效的預(yù)警信號，為保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了重要支持[2]。智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)在智慧電網(wǎng)中的應(yīng)用研究是一個新興領(lǐng)域，目前還沒有形成完整的體系和規(guī)范[3]。此次研究旨在介紹智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)在智慧電網(wǎng)中的應(yīng)用研究，包括其基本原理、應(yīng)用效果等方面。通過分析智慧電網(wǎng)中低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，為進(jìn)一步研究智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)在智慧電網(wǎng)中的應(yīng)用提供參考。

1 智慧電網(wǎng)的概述

1.1 智慧電網(wǎng)的概念和特點(diǎn)

智慧電網(wǎng)是指通過先進(jìn)的信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、信息化和可持續(xù)化發(fā)展。它的主要特點(diǎn)包括智能化、電氣化、互聯(lián)互通可持續(xù)發(fā)展以及自動化和監(jiān)控。其中智能化是指智慧電網(wǎng)采用智能化技術(shù)，包括智能傳感器、人工智能、大數(shù)據(jù)分析等，能夠自動監(jiān)測和調(diào)整電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。電氣化特點(diǎn)是指智慧電網(wǎng)將使用電能作為主要能源，使其更加電氣化和環(huán)保。同時(shí)，它也能夠向其他領(lǐng)域提供電力支持。智慧電網(wǎng)的互聯(lián)互通是指其將不同類型的電力設(shè)備、電器和系統(tǒng)連接起來，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的互聯(lián)互通，提高電力系統(tǒng)的靈活性和可靠性。而智慧電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展特點(diǎn)是指智慧電網(wǎng)采用可持續(xù)發(fā)展的理念，包括能源利用效率高、環(huán)保和節(jié)能效果好等特點(diǎn)。同時(shí)，它也能夠促進(jìn)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。最后，智慧電網(wǎng)的自動化和監(jiān)控特點(diǎn)是指智慧電網(wǎng)采用自動化和監(jiān)控技術(shù)，包括智能電表、物聯(lián)網(wǎng)終端等，實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和監(jiān)控。目前智慧電網(wǎng)的優(yōu)勢主要包括可提高電力系統(tǒng)的可靠性和安全性，能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享、可提高管理效率等。然而，智慧電網(wǎng)也存在一些劣勢，主要為技術(shù)難度和成本較高、數(shù)據(jù)安全性需要加強(qiáng)、缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)等。

1.2 智慧電網(wǎng)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀

智慧電網(wǎng)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀可以追溯到20 世紀(jì)90 年代，當(dāng)時(shí)美國電力公司開始探索智能化技術(shù)，并于1996 年建立了第一個智慧電網(wǎng)系統(tǒng)。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，智慧電網(wǎng)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，逐漸成為電力行業(yè)的主流趨勢。近年來，中國智慧電網(wǎng)的發(fā)展取得了顯著成就。中國政府出臺了一系列政策措施，支持智慧電網(wǎng)的發(fā)展，并在2016 年發(fā)布了《智能電網(wǎng)示范工程行動計(jì)劃》，提出了建設(shè)智能電網(wǎng)的目標(biāo)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，中國智慧電網(wǎng)的智能化水平不斷提高，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對電力設(shè)備的自動監(jiān)測和控制，提高了電力系統(tǒng)的可靠性和安全性。然而，中國智慧電網(wǎng)的發(fā)展也面臨一些挑戰(zhàn)。首先，電力行業(yè)存在著高成本、低效率等問題，需要通過技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新來解決。其次，電力行業(yè)面臨著環(huán)保、安全等方面的挑戰(zhàn)，需要通過智能技術(shù)和管理手段來應(yīng)對。最后，智慧電網(wǎng)需要與其他領(lǐng)域進(jìn)行聯(lián)動發(fā)展，需要政府和社會共同努力，推動智慧電網(wǎng)的普及和應(yīng)用。在技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新方面，中國已經(jīng)建立了較為完善的智能電網(wǎng)技術(shù)體系，并在實(shí)踐中不斷完善和發(fā)展。在環(huán)保、安全等方面，中國智慧電網(wǎng)也已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。然而，電力行業(yè)仍面臨著一些挑戰(zhàn)，需要通過技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新來解決。

2 智能低頻振蕩技術(shù)研究

2.1 智能低頻振蕩傳感器技術(shù)研究

智能低頻振蕩傳感器技術(shù)是指利用傳感器技術(shù)對低頻振蕩信號進(jìn)行采集和處理的一種技術(shù)。該技術(shù)通過將低頻振蕩信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，然后利用數(shù)字處理算法對信號進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)對低頻振蕩的監(jiān)測和預(yù)警。智能低頻振蕩傳感器技術(shù)主要為電力系統(tǒng)故障監(jiān)測。通過將低頻振蕩信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如電壓、電流、功率等指標(biāo)，并通過數(shù)字算法對指標(biāo)進(jìn)行分析和預(yù)測，從而實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)故障的檢測和預(yù)警。智能低頻振蕩傳感器技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，智能低頻振蕩傳感器技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低，智能低頻振蕩傳感器技術(shù)也將變得更加智能化和普及化。

2.2 智能低頻振蕩信號處理技術(shù)研究

智能低頻振蕩信號處理技術(shù)是一種用于處理低頻振蕩信號的技術(shù)，它可以幫助工程師和科學(xué)家們更好地理解和處理低頻振蕩信號。智能低頻振蕩信號處理技術(shù)的基本原理是將一個信號轉(zhuǎn)換成一組可以被分析的數(shù)字信號，這些數(shù)字信號可以被用于處理低頻振蕩信號。然后，工程師和科學(xué)家們可以使用這些數(shù)字信號來進(jìn)行分析和研究，以更好地理解和解決低頻振蕩信號中存在的問題。智能低頻振蕩信號處理技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用較為廣泛。例如，在電網(wǎng)系統(tǒng)中，可以使用小波變換等方法對低頻振蕩數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，提取出有效的信息。最后，智能低頻振蕩信號處理技術(shù)可以通過給出預(yù)警信號，幫助調(diào)度員及時(shí)采取措施，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨著科技的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場景的不斷拓展，智能低頻振蕩信號處理技術(shù)將在電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)揮越來越重要的作用。

2.3 智能低頻振蕩預(yù)警技術(shù)研究

智能低頻振蕩預(yù)警技術(shù)是一種用于監(jiān)測電力系統(tǒng)中低頻振蕩的技術(shù)，它可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)測電力系統(tǒng)的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)低頻振蕩的發(fā)生，并通過調(diào)整信號處理算法來更好地滿足電力系統(tǒng)的需求。智能低頻振蕩預(yù)警技術(shù)的核心是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，這些技術(shù)可以通過大量的數(shù)據(jù)來提取出低頻振蕩的特征，然后對信號進(jìn)行下一步的處理。例如，可以使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來分析電壓數(shù)據(jù)，以確定低頻振蕩的類型和強(qiáng)度，并根據(jù)類型和強(qiáng)度采取相應(yīng)的措施。此外，還可以通過調(diào)整信號處理算法來提高控制性能，從而更好地滿足電力系統(tǒng)的需求。另外，智能低頻振蕩預(yù)警技術(shù)還可以通過調(diào)整信號處理算法來適應(yīng)不同的應(yīng)用場景，如分布式電源、負(fù)荷控制、可再生能源等，從而提高控制效率和控制性能。通過這些技術(shù)的應(yīng)用，可以更好地監(jiān)測電力系統(tǒng)中的低頻振蕩現(xiàn)象，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其發(fā)生的原因并采取有效措施。

3 智慧電網(wǎng)中智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐與展望

3.1 智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)在智慧電網(wǎng)中的應(yīng)用原理分析

智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)是智慧電網(wǎng)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，其主要應(yīng)用于監(jiān)測電網(wǎng)運(yùn)行中的低頻振蕩現(xiàn)象，并及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號，以避免可能出現(xiàn)的事故和損失。研究將對智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)在智慧電網(wǎng)中的應(yīng)用原理進(jìn)行分析。首先，智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用可以提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。傳統(tǒng)的電網(wǎng)存在一些固有的低頻振蕩現(xiàn)象，如頻率不穩(wěn)定、電壓波動等，這些現(xiàn)象會影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行和安全性。智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)可以通過監(jiān)測電網(wǎng)的頻率變化、電壓波動等指標(biāo)，及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號，避免電網(wǎng)出現(xiàn)故障和損失。同時(shí)，智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)還可以提高電網(wǎng)的效率和安全性，通過優(yōu)化電力調(diào)度、優(yōu)化電力資源配置等方式，提高電力資源的利用效率和經(jīng)濟(jì)效益。最后，智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)在智慧電網(wǎng)中的應(yīng)用可以推動智慧電網(wǎng)的發(fā)展。隨著智能設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智慧電網(wǎng)將成為未來能源供應(yīng)和使用的主要方式之一。同時(shí)，隨著科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步，智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)還將不斷發(fā)展和完善，為能源供應(yīng)和使用提供更加安全、高效、綠色、智能化和可持續(xù)化的解決方案。總之，智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)在智慧電網(wǎng)中具有重要意義。其應(yīng)用原理主要包括監(jiān)測電網(wǎng)頻率變化、電壓波動等指標(biāo)、發(fā)出預(yù)警信號、提高供電效率和安全性、推動智慧電網(wǎng)發(fā)展等方面。通過不斷完善和發(fā)展智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)，可以提高電網(wǎng)穩(wěn)定性和可靠性，推動智慧電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展。

3.2 智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)在智慧電網(wǎng)中應(yīng)用效果分析

為了對智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)在智慧電網(wǎng)中的具體應(yīng)用效果進(jìn)行分析，研究選取相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員對智慧電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及節(jié)能減排能力進(jìn)行評分。通過對應(yīng)用智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)前后的評分進(jìn)行對比，得到智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)在智慧電網(wǎng)中的實(shí)際應(yīng)用效果。應(yīng)用智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)前后的三種指標(biāo)評分結(jié)果如圖1 所示。

圖1 應(yīng)用智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)前后的三種指標(biāo)評分結(jié)果

圖1 為五組相關(guān)技術(shù)人員對應(yīng)用智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)前后的三種指標(biāo)評分對比結(jié)果圖。其中圖1-1 為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性評分對比結(jié)果圖，由圖1-1可得，五組相關(guān)技術(shù)人員對應(yīng)用智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)后的電力系統(tǒng)平均穩(wěn)定性評分為8.8 分，高于應(yīng)用前的7.9 分。該結(jié)果說明，通過智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的低頻振蕩情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定性問題，并給出預(yù)警信號，幫助電力公司及時(shí)采取措施，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。圖1-2 為電力系統(tǒng)的可靠性評分對比結(jié)果圖，由圖1-2 可得，五組相關(guān)技術(shù)人員對應(yīng)用智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)后的電力系統(tǒng)平均可靠性評分為9.0 分，高于應(yīng)用前的8.0 分。該結(jié)果說明，通過智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用，可以提高電力公司的可靠性，降低因系統(tǒng)故障而導(dǎo)致的停電風(fēng)險(xiǎn)。圖1-3 為電力系統(tǒng)的節(jié)能減排能力評分對比結(jié)果圖，由圖1-3 可得，五組相關(guān)技術(shù)人員對應(yīng)用智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)后的電力系統(tǒng)平均節(jié)能減排能力評分為9.2 分，高于應(yīng)用前的7.9 分。該結(jié)果說明，通過智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用，可以提高電力公司的能源利用效率，減少能源浪費(fèi)，降低因能源浪費(fèi)而導(dǎo)致的環(huán)境污染。綜合上述結(jié)果可得，將智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)應(yīng)用于智慧電網(wǎng)中可有效提升智慧電網(wǎng)的綜合能力，促進(jìn)智慧電網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展。

4 結(jié)論

為了更好地分析智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)在智慧電網(wǎng)中的應(yīng)用效果，此次研究不僅介紹了智慧電網(wǎng)的概念和特點(diǎn)，還對智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)以及應(yīng)用原理進(jìn)行了分析。隨后對智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)在智慧電網(wǎng)中的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)后的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性評分為8.8 分，高于應(yīng)用前的7.9 分；應(yīng)用智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)后的電力系統(tǒng)可靠性評分為9.0 分，高于應(yīng)用前的8.0 分；應(yīng)用智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)后的節(jié)能減排能力評分為9.2 分，高于應(yīng)用前的7.9 分。上述結(jié)果說明，智能低頻振蕩與預(yù)警技術(shù)能夠提高智慧電網(wǎng)的安全性和可靠性，降低事故發(fā)生率和維護(hù)成本。