智能技術在電力系統自動化中的應用分析

劉謀廣

（國網湖南省電力有限公司洪江區供電分公司，湖南 懷化 418200）

近年來，智能技術快速發展，技術水平不斷提高，尤其是人工智能技術，為電力系統自動化運行提供了有力保障，在電力系統運行和控制以及管理等多個領域，發揮著重要的作用。從智能技術的應用效果來說，發揮自身的自動化以及智能化優勢，促使電力產業實現了智能化升級，比如決策智能以及管理智能，推動電力系統持續發展。

1 課題研究的意義

從電力行業發展的影響角度來說，直接關系著國計民生的發展。“十二五”以來，電網工程建設投資不斷增長，如表1所示。以湖南為例，未來三年將會完成1 000億元電網投資。未來，電力建設發展的主要方向為推進新能源以及可再生能源裝備、智能電網用輸變電以及用戶端設備等。電網自動化為發展的主要方向，指的是利用計算機和其他先進技術，取代人工操作，實現對電力系統運行的高精度檢測和控制，確保電力系統能夠安全穩定運行。這需要強有力的技術力量支持，以智能技術為核心，將會帶動相關技術的應用研究。基于推動電力系統自動化發展的目的，加大此課題的研究，有著重要的意義。

表1 2012～2016年中國電網投資數據整理

2 電力系統自動化中的智能技術

2.1 案例概述

以湖南電網為例，借助智能技術和網絡信息技術，解決電力系統運行問題。在2017年創建了湖南電網智能運檢管控中心，搭建了運檢智能化分析管控系統平臺和其他系統。管控中心通過發揮各類技術手段的優勢，實現對設備狀態的有效管控，提高了運檢管理水平，確保了特高壓大電網安全穩定運行。

2.2 管控中心的技術應用方案

從硬件設備方面來說，配置了V3C智能中控系統，實現了對屏幕和離子墻等設備的全面集中控制，同時配置了會議視屏以及可視電話，能夠為運檢作業和事故處理等工作會議開展，提供硬件支持。管控中心下面設置了5個專業室，主要如下：（1）運檢指揮室；（2）生產值班室；（3）狀態管控室；（4）大數據分析室；（5）災情監測預警室，負責電網設備檢修、變電站運行監視與分析等工作。

從軟件建設的方面來說，實現了和14個外接系統的橫向集成，比如PMS2.0系統等，實現對電網運行動態化監測，并且實現了現場作業基于GIS技術的綜合展示。構建了運檢智能分析管控系統，圍繞信息匯集業務、預警研判業務、過程管控以及生產指揮業務開展，共設計30個子模塊，涉及生產指揮和輸變電、換流模塊。值得一提的是，管控中心接入了水電機組遠程實施決策系統以及配電網大數據分析應用平臺等各類湖南特色系統。以大數據分析平臺為例，集成了生產業務系統和調度業務系統等，能夠自動化統計與分析配電臺區重過載以及三相不平衡等指標，實現對省、市縣等的穿透性管理，獲得了不錯成效，整理如表2所示。通過運行監控，能夠實現全景可視化監控以及分析告警。

表2 應用成效總結表

2.3 電力系統中的智能技術

從電力系統運行實際情況來說，采用的智能技術主要如下：（1）模糊控制技術。此技術的形成，從模糊理論演變最終形成的智能化控制技術。采用的控制模式精準度，直接關系著系統控制效果，若想實現精準控制，要收集完整的系統運行信息。由于電力系統較為復雜，存在著很多的變量，系統動態信息的詳細程度難以得到保證，利用模糊控制技術，支持系統模擬人的判斷思維和決策思維，針對不精準信息開展推理以及處理，實現信息的有效轉化，最終發送給作業人員。（2）神經網絡控制技術。基于動物神經網絡行為特點，所形成的神經網絡控制技術，利用分布式并行信息處理算法模型。根據系統復雜度，對系統內容各個節點進行相應的調整，最終實現對信息的處理。在電力系統中應用神經網絡控制技術，雖然能夠為自動化管理和控制等工作提供支持，但也存在著很大局限性，需要加強技術的研究，進一步完善技術。（3）專家系統控制技術。通過構建知識庫的形式，利用專家系統進行分析以及問題解決，為電力系統自動化運行和管理提供支持，比如故障處理等。（4）綜合智能系統。結合運用各類技術，發揮不同技術的優勢，為電力系統自動化運行和管理提供支持。（5）人工智能技術[1]。基于智能技術理論和相關技術的優化，形成的人工智能技術，在電力系統自動化運行中應用，獲得了不錯的成效。

2.4 實例分析——變電站運檢

從搭建的變電站智能運檢管控系統來說，采用人工智能技術手段，創新了變電站運檢模式。近年來，隨著電網設備規模的不斷增加，各類變電站的數量不斷增加，變電容量快速增長，增加了運檢工作量。除此之外，運維工作人員難以及時獲得變電站內的運行信息，加之變電站系統的自動化以及智能化水平不高，使得傳統的運檢方法已經無法達到要求。引入智能技術，搭建變電站智能運檢管控系統，實現對設備系統的自動化巡視、自動化識別、智能化預警以及智能化決策。基于智能技術，實現了自動化巡視和識別，提高了系統運行維護的水平[2]。

3 智能技術在電力系統自動化中的應用總結

從電力系統自動化中智能化技術的實際應用來說，其發揮著以下優勢：

（1）智能化調度。引入智能化技術，能夠實現智能化調度。運行的調度系統，發揮精準性和全面的采集數據系統以及強大智能安全預警功能，可以為電力系統運行提供支持。提高智能化調度決策水平，要不斷增強對系統安全性以及經濟協調性的認識[3]。

（2）智能化發電。引入智能化技術，促使電力控制系統功能得到完善，實現了系統勾畫，促使構建完善的電源結構以及電網結構。推廣新型能源，比如光伏發電等，需要借助智能化技術的支持。借助智能化技術，能夠實現信息的高效傳輸，提高電廠控制水平。

（3）智能化用電。應用智能化技術，輔助電力系統調度和運行管理等工作的開展，能夠提高用電服務的智能化水平。為了提升用戶服務質量，通過構建智能化雙向互動體系，實現電網用戶的有效交互，進而滿足用戶用電的多元化需求，推動電力事業持續化發展。電力系統自動化運行中，智能化技術的應用，為電力運行及其管理工作，提供了強有力的技術支持，減少了系統運行問題的發生，提高了運行的效率[4]。

（4）高效化管理。從電力發展“十三五”規劃層面來說，提出將人工智能技術和電力系統緊密結合，搭建智能電網，為群眾提供優質的電力服務。當前很多企業和科研單位積極進行研究，探索如何實現人工智能技術和電力系統相互結合的方法。例如，2015年谷歌引入AI技術，搭建數據中心，利用AI技術，探索出能夠高效管理設備以及平衡電力供應的方案，實現了能源開支的節約。再比如，美國通用電氣公司在電力系統多個領域人工智能技術的應用進行研究，比如客戶服務和電力調度以及科學研究領域等。隨著智能化電網的發展，實現提高能源效率以及保護生態環境等目標，各家企業積極探索如何提高電力自動化水平，達到高效運行與環保的目標。從人工智能AI技術的應用來說，其能夠為能源電力轉型，提供重要的戰略支撐。借用此技術手段，能夠有效解決非線性的電力系統問題，比如人工神經網絡在電力系統繼電保護中的應用等，依托此技術手段，能夠有效診斷電力系統運行故障，實現對故障的快速診斷與處理，有效保障了電力系統的安全運行。

4 結語

綜上所述，智能技術在電力系統自動化中的應用，發揮著重要的作用。文中結合實例進行了分析，總結了智能技術在智能調度、智能管理等方面的應用優勢。通過模糊控制技術、神經網絡控制技術、專家系統控制技術、綜合智能系統等的應用，輔助電力系統運行監控和故障處理，保障了系統安全穩定運行，創造了很高的價值，推動電力系統自動化發展。