人工智能技术在电力系统无功电压控制中的应用探索

广东电网有限责任公司湛江供电局 广东 湛江 524022

1 引言

在我国工农业发展并推动我国国民经济快速发展的同时，人们不断提高的物质生活水平以及不断改变的生产方式都使得用电需求在不断增加，对电能供应的可靠性和电能质量提出了更高的要求，也就是对其中的无功电压控制提出了更高的要求。与此同时，我国的各项科学技术也在快速进步，主要表现出人工智能技术应用范围的不断扩大以及应用程度的不断深入，实现对非确定性问题的快速处理，而且还表现出较强的自学能力。因此，在目前的电力系统中，也将人工智能技术应用于无功电压控制中来实现电力系统运行成本的降低和经济效益的提高。

2 目前电力系统无功控制现状

目前电网普遍采用电压无功通过AVC系统来自动控制。AVC系统是以在线模式运行的电网电压无功控制系统，通过调度自动化SCADA系统采集各变电站、发电厂的母线电压、母线无功、主变高、低压侧无功测量数据，以及各开关状态数据等实时数据进行在线分析和计算，存在的主要不足是变电站测控装置数据刷新不及时或者发生通道卡涩，导致AVC系统动作不及时没有实时调压，造成用户电网电压偏低。这一情况在笔者管辖的变电站时有发生。基于电压、无功补偿表现出复杂性、非线性、不精准性以及实效性等特点，通过传统的手段来进行无功补偿控制有诸多的不足。在目前人工智能技术的快速发展和广泛应用下，也将此技术应用于无功电压控制中，发挥此技术的智能特性等优点。

3 人工智能技术在电力系统无功控制中的应用

在电力系统无功控制中应用人工智能技术中的专家系统，此系统主要有知识库和推理机构两部分组成，其主要的原理就是模拟人的思维过程，通过某个专业领域中的知识来进行合理的推理并作出相应的决策，实现对问题的解决。针对开展无功控制中应用传统控制方式时表现出的缺乏独立分析能力、无法对知识进行积累以及无法对复杂信息获取的问题，通过人工智能技术中的专家系统的应用，可以通过一定的规则来表现无功电压控制的专业知识并进行知识库的组建，然后通过上述规则来对电压数值进行计算。在对此专家系统中的母线电压上线、下线、母线电压、控制潮流以及控制器控制量等知识内容的应用下，可以实现在上述规则下对最合理的电压偏差控制器的选择，而且确保将母线电压控制在规定的范围之内。在实际的应用中主要是对PV节点电压、变压器接头、电容器等方法进行合理选择来对电压异常问题进行改变，而且还可以辅助工作人员对电压进行控制，主要是通过对电力系统变量的控制来实现损耗的降低，实现无功电压控制。此外，针对大型的变电站来说，则需要专门的系统通过分层的思想进行控制，这需要将专业知识分层的同时，也通过应用不同模块的知识库来实现在数据库中对不同层次的分层储存。

目前专家系统的应用和建设中也表现出以下问题需要解答：首先就是针对具有较大规模以及结构较为复杂的电力系统，容易出现其推理机构的运行速度受到限制的问题，同时还需要在离线状态下应用此技术，需要进一步进行考究和完善。其次就是表现出自主学习能力比较弱以及应对能力比较差的问题，难以快速解决新出现的问题，容易在电力系统故障时给出不合理的结石和回答。最后就是需要通过较长时间来进行专业控制系统的建设，因此也增加了对新知识和技能获取的难度以及增加了建立知识库的难度。

4 人工神经网在无功控制中的应用分析

人工神经网就是对人的思维进行模拟来实现对信息传递的人工智能技术，在此神经网中的神经元就是通过人工模拟的方式来制造并且通过专业的方式来连接的。通过人工神经网的应用，表现出其具有庞大的信息储存量和较强的信息处理能力、具有较强的自主学习能力能够实现对知识的自动阻止以及形成新的知识库、对不同信息进行处理、相互独立、执行能力强等优点。在目前人工智能技术快速发展的同时，在电力系统无功电压控制中可以通过两级人工神经网来进行控制，其中一级可以对无功电压中节点的数量进行检测，另一级则可以提供校对策略，表现出较大的应用潜力。但是在此技术的应用中，也表现出具有较慢的数据计算速度以及训练时间长、不容易收敛等问题，需要对其进行不断调整和完善。

5 模糊理论在电力系统无功控制中的应用分析

在人工智能技术中，模糊理论也是在模拟人思维的同时表现出具有较强实用性的控制技术，其主要的内容就是模糊化、模糊推理以及模糊判决。通过此技术的应用不仅可以对不确定性的问题、不精准性的问题、噪音问题进行处理，而且通过此技术可以对专业人士的经验和分析进行表述，所采用的表述方式也比较接近人类的表述方式，同时也便于进行知识的提取。将此系统应用与电力系统无功控制中，在单片机无用电压系统的应用中，不仅实现将无功电压在合理的范围内控制，而且能够针对无功电压系统中的故障进行及时发现和解决。通过此技术在无功控制中的应用，不仅可以实现无功损耗的降低以及电压运行质量的提升，而且可以实现控制次数的减少。但是在目前此类人工智能技术的应用中，也表现出会使得无功电压系统的精准度降低的问题、设计方法不够合理而导致控制目标不够明确的问题、通过试凑法来应用模拟控制方法时容易无法控制复杂系统的问题。为此还需要继续研究将此技术与其他技术结合来实现其自主学习能力和解决问题能力提高的解决策略。

6 结语

专家系统、人工神经网以及模拟控制技术是针对大型变电站开展无功电压控制时常用的人工智能技术，通过对应用最早的专家系统的应用、通过模拟人的思维方式进行信息传递并通过专业方式进行神经元连接的人工神经网的应用、通过模拟人的思维且具有较强实用性的模糊控制理论的应用，表现出显著的优点，同时也暴露出较多的问题，需要在今后的研究和应用中进行不断完善和调整。