人工智能在智能電網中的應用探析

聶元弘　滕越　劉成君

摘 要：隨著人工智能技術高速發展，電網智能化程度也在逐步提高。人工智能技術在智能電網的各個應用環節已經發揮了重要作用，例如：電網規劃、電網建設、日常巡檢、故障診斷等。各類人工智能技術進一步推動了智能電網的建設，但是也存在一定的風險，這就要求我們在不同的應用場景下科學準確地選擇針對性的技術來幫助我們開展相關工作。

關鍵詞：人工智能;智能電網

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新形勢下提出的一種新概念。智能電網包括：智能電表、智能變電站、智能電網建設、智能發輸電系統等，國家電網公司提出的“堅強智能電網”戰略是為了更好地滿足用戶的需要及電網安全提出的，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，在建設初期達到可靠、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。

1人工智能簡述

人工智能即artificial intelligence，簡稱AI。AI是研究與開發用于模擬和擴展人的理論技術及應用的科學技術，AI技術在很多領域得到重要應用：如無人駕駛、無人機、智能手機、醫學研究、數學邏輯等，對整個社會的發展進步產生著深刻的影響，同時它的出現也為電網智能化發展提供了不可替代的技術助力。AI在長期的發展過程中主要產生了三種模擬方法：功能模擬法、結構模擬法、行為模擬法，其理論和技術體系復雜，在各科學領域均有待進一步深入研究和探索，將人工智能更好地融入智能電網建設也仍是一個復雜而且重要的研究課題。

2人工智能在智能電網中的應用

2.1智能調度系統

我國幅員遼闊，東西部跨距大，能源分布和主要負荷分布嚴重不平衡：東部用電需求大;西部由于身處內陸腹地，發展較東部慢，但化石能源及風力、太陽能、水能儲量豐富。建設西部向東部的電力輸送網能夠極大解決源荷不匹配問題，但遠距離輸電規模大、距離遠、損耗大等矛盾也不可避免。與此同時，可再生能源近年來快速發展，水電、風電以及光伏發電給我國能源結構帶來了有力的補充。在我國偏遠農村和荒漠地區，地形條件復雜、經濟發展相對滯后，遠距離輸電成本高、可靠性差，通過建立并網光伏電站、風力發電、小水電等形式的微電網能夠解決當地的居民問題，且可以將多余電量接入大電網，進而帶來當地經濟的發展。

因此，如何保障電力遠距離傳輸和可再生能源接入并網的安全性和穩定性，就需要對于電能的轉換及各種發電種類進行合理的調度。如因信息傳輸不及時易出現電力供需失衡的情況，進而損傷設備，采用智能調度能實現對整個電力系統運行的自動優化管理。例如A公司在人工智能領域大膽創新，啟動領跑世界的配網人工智能指揮體系建設，讓“人工智能（AI）配網調控員”代替員工“坐上”調度坐席，24小時不間斷監視配網數據、處理特定工作，實現了配網調度信息“零漏判”、“零錯判”。

2.2智能機器人和無人機在巡檢過程中的大規模應用

機器人作為人類得力的助手，在各行各業都得到了深入應用，極大地提高了生產力。將機器人技術與電力技術融合，通過電力巡檢機器人對輸電環節、變電環節、配電環節實現全面的無人化運維檢修已經成為當前運檢業務的發展方向。很多電力設備都安裝在高山深谷里，以往通過人力對這些電力設備進行巡檢都特別耗時耗力，而電力巡檢機器人可以將一線人員從惡劣的環境中解放出來，并且降低了漏檢率、誤判率，進一步提高自動維護水平。同時，無人機在輸電巡檢、電力測繪、事故勘察以及特種作業等方面存在顯著優勢，促使國內各級電網公司投入大量的人力、物力、財力對關鍵技術進行研究。如：B省電網在變電站應用巡檢機器人后，巡檢頻度提高3倍，人工巡視工作量下降31.4%，節約人力成本1.7億元，累計發現設備缺陷隱患2000余處。C公司生產的469臺電力特種機器人，已經在國內30個省上崗，成為名副其實的守護電網安全的"智能衛士"。

2.3遠程集抄應用

隨著近兩年主配網架結構的改善及城農網改造工作的逐漸深入，“一戶一表，管電到戶”政策的貫徹實施及相關技術的進一步發展，原來的抄表方式工作效率低下、查詢困難及后續服務難以解決。這些問題迫使電網公司投入大量資金進行電能表的改造，通過利用先進網絡技術和傳感器技術進行遠程集抄，實時采集電表數據，并通過智能方式對獲得的電表信息進行分類整理。同時，對用戶用電信息進行采集、存儲、傳輸，為建立智能化小區提供有效的解決方案。例如：D公司自2010年推廣使用智能電能表以來，已累計安裝智能電能表4200萬臺，在全國率先實現智能電能表和用電信息采集系統全覆蓋。通過持續提升產品質量和智能化水平，遠程集抄能夠為終端用戶提供更加優質、精準的電能計量服務。

3結語

我國智能電網經過多年建設已取得一定的成績，并向著更高層次發展，這離不開人工智能技術的輔助，但在成績背后我們也要看到，人工智能技術在智能電網建設中的應用尚處于開始階段，它還有很長的路要走。隨著數字化信息化的快速發展，泛在物聯時代的加速到來，各類數據總量也在持續增加，隨之而來的管理復雜程度也在加劇，同時各類新能源發電技術的加快應用，都為人工智能技術在智能電網建設中提供了更廣闊的應用空間。只有不斷地加強人工智能科學在電網中的深化應用，才能保障電網的持續平穩安全運行，更好的服務經濟社會發展。

參考文獻：

[1] 肖世杰. 構建中國智能電網技術思考[J]. 電力系統自動化， 2009， 33（9）：1-4.

[2] 戴彥， 王劉旺， 李媛， et al. 新一代人工智能在智能電網中的應用研究綜述[J]. 電力建設， 2018， 39（10）：10-20.

[3] 李博， 高志遠. 人工智能技術在智能電網中的應用分析和展望[J]. 中國電力， 50（12）.

[4] 張文亮， 劉壯志， 王明俊， et al. 智能電網的研究進展及發展趨勢[J]. 電網技術， 2009， 33（13）：1-11.