淺談人工智能技術在智能電網中的應用

馬玲 呂繼成 馬娜 周保存 馮凝

【摘要】智能電網也稱之為“電網2.0”，它是在世界性電力工業發展的形式下提出的。智能電網包括智能電表、智能點電站、智能電網建設、智能發電系統等，中國國家電網公司提出的“堅強智能電網體系”是為了更好地滿足用戶的需要及電網安全，其中“堅強”是根基，“智能”是核心，兩者的高度融合是我國現代電網建設的發展趨勢。我國目前處于智能電網建設的起步價段，在建設初期要做到智能電網的可靠、經濟、高效、安全、環保等目標是實現智能電網持續健康發展的關鍵。

【關鍵詞】智能電網；人工智能；系統；發展

隨著智能電網的建設，電力行業迎來了一場巨大的變革。2017年，我國南方電網廣東公司同百度簽署了戰略合作協議，百度一方將利用百度多年來掌握、積累的人工智能技術為南方電網的發展提供人工智能領域的技術支持。百度同南方電網的合作是電力行業同人工智能技術的再一次跨界合作，也在一定程度上使中國智能電網的建設“更上一層樓”。目前，智能電網在監控系統、控制系統、輔助決策系統、雙向通訊系統等方面均取得了較大的成就，電力系統也變得更加智能化、自動化、數字化。

一、人工智能的定義

人工智能專業涉及網絡計算機、網絡信息等多門專業，在未來行業中，是有著發展前景的科學技術。人工智能是通過計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為，其專業性主要包括計算機實現智能的原理、制造類似于人腦智能的計算，使計算機能實現更高層次的應用。人工智能涉及計算機科學、心理學、哲學和語言學等學科，幾乎可以涉及自然科學和社會科學的所有學科，其范圍已超出了計算機科學的范疇。人工智能是通過思維科學進行相對的實踐和理論，人工智能是處于思維科學的技術應用層次，屬于思維科學技術的一個應用分支。從思維觀點看，人工智能不僅限于邏輯思維，還需要考慮形象思維、靈感思維，才能促進人工智能突破性的發展。數學常被認為是多種學科的基礎科學，數學也進入語言、思維領域，人工智能學科也必須借用數學工具，數學不僅在標準邏輯、模糊數學等范圍發揮作用，而且進入人工智能學科，兩者將互相融合，促進人工智能快速的發展。

二、人工智能技術在智能電網中的應用要點

（一）人工神經網絡應用分析

我們知道人身體內各個部位都有神經的存在，哪個部位的神經疼痛都會第一時間傳遞到大腦，在智能電網中也有一個龐大的人工神經網絡，其具有大規模信息處理能力，具有高效的學習方式，可對不同的復雜狀況進行分析。科學家通過人工智能將所遇到的各類問題及解決方案傳輸到神經網絡結構中，這可以高效地保證電力系統的安全、高效運行。在開展back propagation（BP）神經網絡對電力系統短期負荷預測中，在訓練樣本充足的情況下，將預測模型進行正確分類，構造出不同季節環境的月、周、日預測模型，對輸入變量及溫度的選取問題開展研討，通過運用神經網絡與元件關聯分析進行電力系統故障診斷，得出了電力系統多種復雜故障的診斷方案。在此類方法中使用的元件的ArtificialNeural Network（ANN）模型，把電力系統中的元件分成為線母、線路、變壓器，ANN對這三類元件都有獨立的處理報警信息，進而確定故障的發生位置。如果發生同一跳閘區域內每個元件的ANN診斷輸出，可定義一個特性故障指標函數，根據各元件的故障指標函數的不同來識別出該區域內多種故障。

（二）遺傳算法應用分析

遺傳算法是指在自然選擇及遺傳機制的基礎上，運用計算機模擬出生物進化機制的尋優搜索算法，在龐大的數據庫中對待解決問題時遺傳算法基本上不會遇到任何阻礙，它可以最快、最好、最準地搜尋出準確答案，這就是其優越于傳統優化技術之處。站在優化的角度出發，遺傳算法基本可以解決故障診斷問題，特別是在故障修復及保護斷路器錯誤操作時，可以做出最佳的診斷結果。遺傳算法在智能電網建設中遇到的最大困難是如何合理地建立故障診斷數字模型，如果數字模型建立完善，可以使遺傳算法更好地運用在智能電網建設中。

（三）人工智能對智能電網輔助決策系統發展的推動作用

隨著人工智能技術的不斷發展，無人超市、無人駕駛、人工智能視覺系統等科研成果不斷刷新人們對“人工智能”這個詞匯的認知，電力行業也將目光投向了人工智能領域，從而產生了決策輔助系統，主要應用于智能電網故障“自愈”和無人變電站兩大場景之中。

對傳統電網系統而言，如果電網某處出現故障點，便需要專業的技術人員火速前往故障點進行維修，然而頻繁修理小故障對經濟較為落后、人口較少的偏遠地區而言無疑是困難的。智能電網輔助決策系統的出現解決了這一難題，該系統依托人工智能技術，具有“自我診斷”能力，系統能夠對電力系統中的運營狀況進行分析，合理使用電力設施內的各類零件，當遇到零件故障的情況時，該系統可以根據預設程序在無人工干預或較少人工干預的情況下對故障部件進行隔離，從而使電力系統重新回到正常運營的狀態。

隨著我國電力系統的快速發展，電力系統中的數據總量也在增加，所以管理的復雜程度也在增加，同時各類新能源發電技術的應用，都為人工智能技術在智能電網建設中提供了無限前景。只有不斷地加強人工智能科學在電網中的應用，才能保證電網的平穩安全運行，進而給社會穩定、經濟發展帶來幫助。

參考文獻

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[2]朱城香，楊俊華，陳思哲.智能電網背景下基于人工智能理論的需求響應技術[J].陜西電力，2015，43（07）：63～69.