浅谈人工智能技术在智能电网中的应用

马玲 吕继成 马娜 周保存 冯凝

【摘要】智能电网也称之为“电网2.0”，它是在世界性电力工业发展的形式下提出的。智能电网包括智能电表、智能点电站、智能电网建设、智能发电系统等，中国国家电网公司提出的“坚强智能电网体系”是为了更好地满足用户的需要及电网安全，其中“坚强”是根基，“智能”是核心，两者的高度融合是我国现代电网建设的发展趋势。我国目前处于智能电网建设的起步价段，在建设初期要做到智能电网的可靠、经济、高效、安全、环保等目标是实现智能电网持续健康发展的关键。

【关键词】智能电网；人工智能；系统；发展

随着智能电网的建设，电力行业迎来了一场巨大的变革。2017年，我国南方电网广东公司同百度签署了战略合作协议，百度一方将利用百度多年来掌握、积累的人工智能技术为南方电网的发展提供人工智能领域的技术支持。百度同南方电网的合作是电力行业同人工智能技术的再一次跨界合作，也在一定程度上使中国智能电网的建设“更上一层楼”。目前，智能电网在监控系统、控制系统、辅助决策系统、双向通讯系统等方面均取得了较大的成就，电力系统也变得更加智能化、自动化、数字化。

一、人工智能的定义

人工智能专业涉及网络计算机、网络信息等多门专业，在未来行业中，是有着发展前景的科学技术。人工智能是通过计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为，其专业性主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算，使计算机能实现更高层次的应用。人工智能涉及计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科，几乎可以涉及自然科学和社会科学的所有学科，其范围已超出了计算机科学的范畴。人工智能是通过思维科学进行相对的实践和理论，人工智能是处于思维科学的技术应用层次，属于思维科学技术的一个应用分支。从思维观点看，人工智能不仅限于逻辑思维，还需要考虑形象思维、灵感思维，才能促进人工智能突破性的发展。数学常被认为是多种学科的基础科学，数学也进入语言、思维领域，人工智能学科也必须借用数学工具，数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用，而且进入人工智能学科，两者将互相融合，促进人工智能快速的发展。

二、人工智能技术在智能电网中的应用要点

（一）人工神经网络应用分析

我们知道人身体内各个部位都有神经的存在，哪个部位的神经疼痛都会第一时间传递到大脑，在智能电网中也有一个庞大的人工神经网络，其具有大规模信息处理能力，具有高效的学习方式，可对不同的复杂状况进行分析。科学家通过人工智能将所遇到的各类问题及解决方案传输到神经网络结构中，这可以高效地保证电力系统的安全、高效运行。在开展back propagation（BP）神经网络对电力系统短期负荷预测中，在训练样本充足的情况下，将预测模型进行正确分类，构造出不同季节环境的月、周、日预测模型，对输入变量及温度的选取问题开展研讨，通过运用神经网络与元件关联分析进行电力系统故障诊断，得出了电力系统多种复杂故障的诊断方案。在此类方法中使用的元件的ArtificialNeural Network（ANN）模型，把电力系统中的元件分成为线母、线路、变压器，ANN对这三类元件都有独立的处理报警信息，进而确定故障的发生位置。如果发生同一跳闸区域内每个元件的ANN诊断输出，可定义一个特性故障指标函数，根据各元件的故障指标函数的不同来识别出该区域内多种故障。

（二）遗传算法应用分析

遗传算法是指在自然选择及遗传机制的基础上，运用计算机模拟出生物进化机制的寻优搜索算法，在庞大的数据库中对待解决问题时遗传算法基本上不会遇到任何阻碍，它可以最快、最好、最准地搜寻出准确答案，这就是其优越于传统优化技术之处。站在优化的角度出发，遗传算法基本可以解决故障诊断问题，特别是在故障修复及保护断路器错误操作时，可以做出最佳的诊断结果。遗传算法在智能电网建设中遇到的最大困难是如何合理地建立故障诊断数字模型，如果数字模型建立完善，可以使遗传算法更好地运用在智能电网建设中。

（三）人工智能对智能电网辅助决策系统发展的推动作用

随着人工智能技术的不断发展，无人超市、无人驾驶、人工智能视觉系统等科研成果不断刷新人们对“人工智能”这个词汇的认知，电力行业也将目光投向了人工智能领域，从而产生了决策辅助系统，主要应用于智能电网故障“自愈”和无人变电站两大场景之中。

对传统电网系统而言，如果电网某处出现故障点，便需要专业的技术人员火速前往故障点进行维修，然而頻繁修理小故障对经济较为落后、人口较少的偏远地区而言无疑是困难的。智能电网辅助决策系统的出现解决了这一难题，该系统依托人工智能技术，具有“自我诊断”能力，系统能够对电力系统中的运营状况进行分析，合理使用电力设施内的各类零件，当遇到零件故障的情况时，该系统可以根据预设程序在无人工干预或较少人工干预的情况下对故障部件进行隔离，从而使电力系统重新回到正常运营的状态。

随着我国电力系统的快速发展，电力系统中的数据总量也在增加，所以管理的复杂程度也在增加，同时各类新能源发电技术的应用，都为人工智能技术在智能电网建设中提供了无限前景。只有不断地加强人工智能科学在电网中的应用，才能保证电网的平稳安全运行，进而给社会稳定、经济发展带来帮助。

参考文献

[1]狄义伟.面向未来智能电网的智能调度研究[D].济南：山东大学，2010.

[2]朱城香，杨俊华，陈思哲.智能电网背景下基于人工智能理论的需求响应技术[J].陕西电力，2015，43（07）：63～69.