人工智能支持下電力系統(tǒng)的自動化控制方法研究

［摘 要］借助相應(yīng)的設(shè)備與人工智能技術(shù)，可以深度模擬人類大腦的運作方式，從而使設(shè)計任務(wù)得以更高效地執(zhí)行，實施更為精確的策略，防止繼電器出現(xiàn)故障，并降低電力系統(tǒng)受損的可能性。同時，合理運用該技術(shù)能有效避免電力系統(tǒng)受到外界影響。實際的電力系統(tǒng)通常包含眾多子系統(tǒng)，其互相聯(lián)系、互相影響。因此，需要依據(jù)具體環(huán)境實施更為高效的管理。文章主要介紹了在人工智能支持下的電力系統(tǒng)自動化控制方法。

［關(guān)鍵詞］人工智能；電力系統(tǒng)；自動化控制

［中圖分類號］TM715 ；O211.67 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）02–0006–03

1 電力系統(tǒng)的自動化控制構(gòu)成

通過使用先進(jìn)的工具和結(jié)合信息交流及信號處理技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)督和操作。采用自動化控制方法，可以有效地管理和調(diào)整生產(chǎn)、供電等各個環(huán)節(jié)，從而提高電力服務(wù)的質(zhì)量。電力系統(tǒng)中，自動化調(diào)度系統(tǒng)是其中最重要的一環(huán)，對于提升電力供應(yīng)服務(wù)質(zhì)量有著直接的作用。另外，借助信息處理技術(shù)等技術(shù)，可以增強變電站的運行穩(wěn)定性，通過運用信息科技，可以達(dá)到配電網(wǎng)絡(luò)的自動化，從而替換過去的人工操作控制方式。并在一定程度上提升了配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性。通過使用配網(wǎng)自動化技術(shù)，能夠獲取用戶的供電狀況，并依據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計參數(shù)，構(gòu)建一個自動化信息收集平臺，從而提高配電系統(tǒng)的防護(hù)效果。

2 電力系統(tǒng)自動化控制的特點和優(yōu)勢

電力系統(tǒng)自動化控制的主要優(yōu)勢在于其及時性和準(zhǔn)確性，有助于電力公司對電力系統(tǒng)的運行情況有更深的認(rèn)識和控制，并且還可以提高電力系統(tǒng)管理的準(zhǔn)確度。另外，利用自動化的管理方法，可以協(xié)助電力公司對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、傳輸及共享。通過這些數(shù)據(jù)，能夠在電力系統(tǒng)運行的過程中及時發(fā)現(xiàn)并處理存在的問題，是確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性的關(guān)鍵手段。因此，電力公司必須了解并利用自動化技術(shù)的特性和優(yōu)勢，增強其在實際中的運用。

3 人工智能在電力系統(tǒng)自動化控制中的應(yīng)用價值

3.1 減少操作失誤，提高系統(tǒng)運行質(zhì)量

隨著各類先進(jìn)技術(shù)和工具的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，導(dǎo)致操作風(fēng)險提升。電力系統(tǒng)中的不穩(wěn)定因素易導(dǎo)致工作人員在操作中頻繁出錯，進(jìn)而影響系統(tǒng)的運行效率和整體性能，甚至可能引發(fā)安全問題。隨著人工智能的發(fā)展，許多原本需要人工操作的環(huán)節(jié)現(xiàn)已由人工智能取代，消除了外部因素對人工操作的影響，確保了操作的精確性和穩(wěn)定性，降低了操作失誤的可能性，對提升系統(tǒng)運行效率和質(zhì)量起到了積極的推動作用。

3.2 簡化控制操作，強化系統(tǒng)控制能力

在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)自動化控制流程中，為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)的有效管理，通常會設(shè)立多個專業(yè)部門或團隊，并明確分工職責(zé)。隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)的日益復(fù)雜，其控制難度也在逐漸提高，人工智能的廣泛應(yīng)用，能夠?qū)?fù)雜的控制工作轉(zhuǎn)化為簡單處理方式，使過去需要多人協(xié)作完成的高級控制工作得以簡化，節(jié)省了人力成本，提高了系統(tǒng)的控制效率。

3.3 實現(xiàn)集成管理，促進(jìn)系統(tǒng)高效運行

在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)自動化控制過程中，由于各種主觀和客觀因素，部門和人員間的交流面臨諸多困難，導(dǎo)致團隊合作不充分甚至存在沖突，對系統(tǒng)整體運行效率造成負(fù)面影響。運用人工智能可以有效連接電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的管理和控制，集成專家系統(tǒng)、智能控制及電力自動化等程序，從而提升運行控制能力，推動系統(tǒng)更高效運行。

4 人工智能支持下電力系統(tǒng)的自動化控制方法

4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一種數(shù)據(jù)處理技術(shù)，其結(jié)構(gòu)及性能深受生物神經(jīng)系統(tǒng)的影響。借助訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可模擬和預(yù)測復(fù)雜的非線性關(guān)系。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以通過分析過去的負(fù)載信息來訓(xùn)練模型，從而預(yù)見未來的負(fù)載變化。基于此，可設(shè)計出適當(dāng)?shù)碾娏ε渲梅桨福栽鰪婋娏ο到y(tǒng)的運行效率和穩(wěn)定性。另外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也有助于迅速發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備的問題，從而降低其對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的干擾。借助改良的管理方法，達(dá)到了智能化的調(diào)配，從而進(jìn)一步提升了電力系統(tǒng)的收益及其穩(wěn)定性。所以，通過使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來收集和分析電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，可增強資源的使用效率，這涉及能源、人力及物質(zhì)等多個領(lǐng)域，從而減少運營和保養(yǎng)的成本，并且提高電力系統(tǒng)的自動化操作和管理水平。

4.2 現(xiàn)場總線控制技術(shù)

利用信息科技、自動化智能裝置及控制核心裝置，可以建立全面的通訊和操作系統(tǒng)，即現(xiàn)場總線控制技術(shù)。該技術(shù)使得操作系統(tǒng)與現(xiàn)場設(shè)施的數(shù)碼交流成為可能，從而極大地增強了電力企業(yè)的自動化運營效率。由于其優(yōu)勢較大，現(xiàn)場總線控制技術(shù)已經(jīng)被廣泛運用于電力系統(tǒng)的自動化運營，尤其是PCS 系統(tǒng)（過程控制系統(tǒng)）。PCS 系統(tǒng)的主要優(yōu)勢在于其靈活性和多元化，相較于其他自動化控制系統(tǒng)，其安全性更高，能有效彌補傳統(tǒng)系統(tǒng)的不足。利用PCS 系統(tǒng)可以快速且準(zhǔn)確地找出問題的起因，并輔助進(jìn)行故障的檢測，這在處理問題及維護(hù)電力設(shè)施的平穩(wěn)運行上具有重要意義，而且還是提高電力服務(wù)品質(zhì)、提升電力企業(yè)社會影響力的主要手段。

4.3 主動面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)

我國在主動面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)方面的進(jìn)步日益顯著且漸趨完善。該技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，呈現(xiàn)出智能、開放、共享及傳輸?shù)确矫娴娘@著優(yōu)勢。將其融入電力系統(tǒng)，將有助于我國電力自動化建設(shè)實現(xiàn)穩(wěn)定且持久的進(jìn)步。為確保消費者享有優(yōu)質(zhì)電力產(chǎn)品，電力公司有義務(wù)確保調(diào)度任務(wù)的合理性。此類任務(wù)的執(zhí)行，需依賴針對特定目標(biāo)的全局?jǐn)?shù)據(jù)庫，以便制訂出最優(yōu)解決方案。相較于傳統(tǒng)技術(shù)，主動面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)技術(shù)能有效激活子系統(tǒng)，全方面監(jiān)控電力系統(tǒng)，為關(guān)鍵數(shù)據(jù)分析和管理工作提供堅實保障。電力公司技術(shù)團隊可根據(jù)企業(yè)實際情況，構(gòu)建先進(jìn)且完備的數(shù)據(jù)庫。

4.4 模糊控制技術(shù)

模糊控制是一種基于模糊邏輯理論的控制策略，其核心理念在于處理復(fù)雜且不確定的狀況時，通過構(gòu)建模糊規(guī)則庫并應(yīng)用模糊推理算法，實現(xiàn)系統(tǒng)的有效管理。模擬控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電力設(shè)備自動管理領(lǐng)域，以確保輸電線路的穩(wěn)定性。在電網(wǎng)架構(gòu)中，確保輸電線路安全運行至關(guān)重要，涉及電流過載、短路及接地等方面的預(yù)防。通過模糊控制技術(shù)，可以構(gòu)建一個模糊規(guī)則集合，并采用相應(yīng)邏輯運算方法，快速精確地識別電力系統(tǒng)問題，實施自動化防護(hù)措施，從而提升輸電系統(tǒng)的穩(wěn)健性與可信度。在發(fā)電機調(diào)節(jié)控制方面，采用模糊控制實現(xiàn)智能化操作與修正，有助于實現(xiàn)發(fā)電機的自我調(diào)節(jié)及平穩(wěn)運行，提高發(fā)電效益并保障電力系統(tǒng)平衡。

4.5 專家系統(tǒng)控制技術(shù)

專家系統(tǒng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)的自動化管理方面呈現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢，該技術(shù)能夠快速解讀并識別電力系統(tǒng)的突發(fā)情況或預(yù)警信號，并實施對應(yīng)的緊急處置措施，從而迅速重新控制電力系統(tǒng)。此外，該技術(shù)還能為電力系統(tǒng)提供調(diào)度員的培訓(xùn)和系統(tǒng)規(guī)劃等服務(wù)，提升電力系統(tǒng)調(diào)度人員的素質(zhì)和專業(yè)技能。同時能夠精確預(yù)測電力系統(tǒng)中的短期負(fù)荷情況，并分析其靜態(tài)和動態(tài)的安全性。在電力設(shè)備出現(xiàn)問題時，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對問題源的自我分離，降低損失和影響。

然而，盡管專家系統(tǒng)控制技術(shù)具有諸多優(yōu)點，但仍存在一些不足。例如，該技術(shù)本質(zhì)上并不具備創(chuàng)新性，對電力控制知識的理解相對較為淺顯，難以深入理解和應(yīng)用復(fù)雜的電力技術(shù)。此外，該技術(shù)缺乏強大的學(xué)習(xí)能力，對于電力系統(tǒng)自動化控制中的故障問題處理能力相對較弱，難以有效應(yīng)對復(fù)雜的故障情況。因此，在實際應(yīng)用中，需要重視專家系統(tǒng)控制技術(shù)的不足之處，加強專家系統(tǒng)知識的獲取，做好相關(guān)的協(xié)調(diào)應(yīng)用，以進(jìn)一步完善該技術(shù)。

4.6 線性最優(yōu)控制技術(shù)

線性最優(yōu)控制系統(tǒng)在電力系統(tǒng)自動化控制中，如發(fā)電設(shè)備的運營、輸電線路的維護(hù)及控制系統(tǒng)構(gòu)建等方面具有極高的應(yīng)用價值。發(fā)電機組作為電力系統(tǒng)的核心組件，其性能和效率的提升對于整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。線性最優(yōu)控制技術(shù)通過對發(fā)電機組的動態(tài)特性和運行狀態(tài)進(jìn)行深入分析，可為其量身定制最佳的控制算法和參數(shù)，從而提升其性能表現(xiàn)。此外，該系統(tǒng)在輸電線路管理方面的應(yīng)用也具有顯著效果，通過掌握輸電線路的動態(tài)特性，線性最優(yōu)控制技術(shù)能夠制訂出合理的控制方案與參數(shù)，確保輸電線路的安全、穩(wěn)定運行。

5 人工智能支持下電力系統(tǒng)自動化控制發(fā)展趨勢

5.1 智能化實時控制

人工智能能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運營環(huán)節(jié)實施精確監(jiān)控和深入解析，從而采取科學(xué)化管理措施。在實際的智能管理過程中，采用智能化操作方法，有助于從根本上提升電力系統(tǒng)的操作質(zhì)量。為優(yōu)化管理效能，需要加大對電力設(shè)施的控制力度，以有效降低內(nèi)部潛在風(fēng)險。相較于其他科技，人工智能的實時監(jiān)控技術(shù)具備顯著優(yōu)勢，可通過圖像化用戶界面執(zhí)行關(guān)鍵任務(wù)，使電力系統(tǒng)運營狀況更加透明，從而避免諸如設(shè)備資源濫用等問題。

5.2 人工智能故障診斷

在傳統(tǒng)電力設(shè)備問題解決流程中，通常采用基礎(chǔ)解決策略來處理相對簡單的問題。然而，這種做法存在一些不足之處，無法完全適應(yīng)當(dāng)前電力設(shè)備的發(fā)展趨勢，需要借助更先進(jìn)的科技手段加以解決。利用人工智能故障診斷技術(shù)可以有效地彌補先前技術(shù)缺陷，生成具有自主性的故障診斷報告。依據(jù)大型電力設(shè)備的實際需求，能夠?qū)ο嚓P(guān)設(shè)備進(jìn)行故障診斷，并進(jìn)行全面分析，從而發(fā)現(xiàn)潛在問題，實施動態(tài)和靜態(tài)安全評估，并根據(jù)具體情況制訂更為科學(xué)的解決策略。

5.3 綜合智能控制

隨著社會的發(fā)展，人們對電力資源的需求不斷增大，為此電力系統(tǒng)在規(guī)模和功能上得以不斷優(yōu)化，呈現(xiàn)出日益復(fù)雜化的態(tài)勢。在電力系統(tǒng)的自動化管理過程中，單一地依賴某項智能科技無法滿足人們對電力的高質(zhì)量需求，因此需要采取綜合智能控制。對于專業(yè)的技術(shù)人員來說，需要具備熟練運用綜合智能控制的能力，并在日常工作中結(jié)合控制技術(shù)與智能技術(shù)，以更好地適應(yīng)我國電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢。通過人工智能的全面應(yīng)用，能更有效地滿足現(xiàn)階段電力系統(tǒng)的自動化控制需求，達(dá)成相關(guān)設(shè)計人員的設(shè)計目標(biāo)，并取得良好成果。

6 結(jié)束語

人工智能在電力系統(tǒng)的自動化控制方面具有顯著的提升作用，不僅可以提高能源和設(shè)備的使用效率，還有助于確保系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。隨著我國電力體系的發(fā)展，其內(nèi)在結(jié)構(gòu)及設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)布局變得越來越復(fù)雜，使得對于系統(tǒng)的自動化控制和智能化控制的需求也在逐步提升。因此，須盡快推進(jìn)人工智能的探索和應(yīng)用，不斷優(yōu)化電力體系的安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1] 李俊平. 電力系統(tǒng)自動化控制中的標(biāo)準(zhǔn)化智能技術(shù)應(yīng)用探討[J]. 大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2023（21）：137-139.

[2] 王鑫琪. 智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化控制中的應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2023，13（9）：155-157.

[3] 朱小勤. 電力系統(tǒng)自動化控制中的智能技術(shù)應(yīng)用探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2023（31）：4-6.

[4] 江拼，游世輝，李偉，等. 電氣自動化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 中國高新科技，2023（14）：32-33，36.

[5] 閆承山，張立軍，郭琦，等. 智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用[J]. 電子技術(shù)，2023，52（7）：274-275.