人工智能技术在电力系统中的应用与分析

刘凯文

（河北工程大学信息与电气工程学院，河北 邯郸 056038）

0 引 言

随着社会经济的快速发展，人工智能技术已经逐渐渗入到社会的各个行业当中，越来越多的人们对人工智能技术开始抱有客观和理性的认识。如今的AI 技术已经进入到快速发展时期，智能化的应用范围越来越广，目前我国各个方面对电力能源的需求越来越大，但是供电的质量和可靠性仍未达到相应的指标，这促使传统电网必须向更加可靠和安全的方向发展。在电网容量日益增大与电压等级不断提高的发展趋势中，自动保护装置也亟待向更加智能化的方向进行创新和发展[1]。随着人工智能技术的快速兴起，智能电网的研究与应用开始进入到电力工业发展的潮流阶段，人工智能技术为电力系统的智慧化运行提供了重要的技术支撑，将现代AI 技术成果的智能化、快速化和准确化与电网的故障修复、电力自动化调度以及自动保护装置结合起来，既可以保证电网运行的安全性和可靠性，又可以实时评估和分析电网中重要设备的运行参数，减少工作人员在巡检过程的复杂程度。

1 人工智能技术在电力系统中的应用

在传统电网运行模式中，人工操作占有相当大的比例，一旦某个重要设备或者电网的某个关键点发生事故，如不能准确、及时、快速地修复故障，将会造成严重的电网事故，甚至耗费大量的财力、物力以及人力，并且在整个人为检测和故障修复过程中，受工作人员自身专业知识的影响，对于电网设备内部某个精密部件，维修人员如果不熟悉设备的内部情况，就无法确定故障发生的原因，导致整个检测效率较低。

将AI 技术有效地应用到故障修复中，对设备进行24 h 的故障检测和智能诊断，记录各个设备运行状态下的数据，将其与正常运行参数进行对比，并给出状态信息评价和风险评估。如果某个运行参数超出正常的范围，AI 将会迅速调节整个系统的运行特点，使其在正常运行方式下保证设备的各项参数处于正常动态范围内[3]。该技术有效地完善了电网设备的运行方式，而对于故障较为严重、无法自主排除的环节，AI 还可准确反映出故障的特点，使维修人员直接根据系统的提示对其进行相应的检测和维修，提高了工作人员的效率，可避免不必要的经济损失。

电力调度自动化系统是一种集数据信息采集、监控、通信和决策处理等多种功能于一体的系统，由于系统本身功能众多并且过于复杂，这就要求系统的管理人员必须具备充足的专业知识，不仅要熟悉系统各个功能的操作情况，而且要对系统出现的各种状态做出正确的抉择。目前，我国社会经济发展十分迅速，对电力能源的需求正在不断上升，供配电网的规模也在逐渐扩大，这对工作人员的专业要求也越来越高。而电力调度自动化技术作为影响电网系统运行经济性和安全性的重要因素，如何对其进行创新、减少人力资源上的浪费以及管理人员在操作过程中可能出现的错误指令，已经成为当今电力调度系统中的发展方向。

人工智能技术和数据库技术兴起之后，KDD 也逐渐被人们所应用在各个行业，KDD 可以从海量的数据库中进行筛选，识别出有效的、具有潜在价值的信息，数据挖掘是KDD 中最为核心的一个步骤，通过在执行过程中找到有用的数据，并对其进行决策处理，从而得到一定的方案策略。对于电力调度自动化系统中的数据实时采集、预处理、远程控制以及历史趋势分析等功能，KDD 也具有广泛的应用前景，通过融合最新的人工智能技术成果，在调度过程中实时记录运行数据的变化，并根据数据参数的变化情况给出最优化的调整方案，使电力调度系统始终处于动态调整之中，在监视的同时具有决策力，不仅可以优化电网运行的经济性，提高能源的利用率，而且可以通过运行参数进行安全评估和进行最优化潮流计算，有利于快速解决非线性的电力系统运行分析[4]。

2 电力物联网领域的分析与研究

近年来，由于人工智能技术的众多优势，其快速发展的同时也在促使传统模式型电网向智能型电网进行转变，而电力物联网作为智能电网中重要的部分，也在不断进行管理体系的建设。在如今各个城市灯火通明的背后，离不开地下电力能源——电缆的驱动。在过去传统的电力井盖中，如果井盖被异常开启或造成损坏、出现漏电等情况而不能被及时发现并处理，将对城市的电网运行安全造成很大的威胁。而依靠人工排查进行修复不仅耗费大量的人力资源和时间成本，还可能出现排查不及时、不到位等情形，这就导致原先井盖下的电缆线路可能出现被盗取或损坏等情形，使配电公司时常面临窃电监管难等一系列的问题，严重时还会造成城市公共财产的损失。而通过将人工智能技术与电力井盖进行结合，使电力井盖转变为“智能井盖”，使其具备感知环境的能力，能够实时反馈井盖的状态信息，如井中氧气、温湿度、一氧化碳浓度等环境信息。如果井盖被异常开启或者出现受损时，将会立刻给电缆管控中心发送警报讯息，工作人员可通过提示的信息锁定故障井盖的位置和查看其异常状态，对其进行相应的故障修复，使城市电网运行的安全得到了极大的保障，同时还提升了城市电力井盖的管理能力，避免了不必要的资源浪费。

“智慧供电”体系目前也在大力发展，在当今配电房的监视中，仍靠人工巡检为主，一旦出现问题，工作人员需要迅速赶到目的地进行抢修，停电时间过长给人们的生活带来了严重的影响，而智能机器人的兴起正好可以解决掉这一现状[5]。据调查研究，我国上海、北京等城市已率先应用了电力机器人，通过智能巡检代替人工巡检，针对配电房、开关室等室内场景及其周边环境进行24 h 监测。通过管理人员下达指令后，机器人则会按照规划的路线和内容进行巡查，采集各个设备的运行状态和数据信息，将其实时备份并上传到后台监视中心，其功能可以实现图像识别、红外测温、局部监测等多项内容[2]，未来还可实现状态评估、实时给出检修计划等更多功能。而如果依靠人工巡视，则至少要进行三次检查，效率大幅提升。在不久的将来，若线路出现故障，电力公司还能根据生活用电特性的不同，提前判断出出现故障的是空调线路还是其他线路，并根据制定好的方案进行抢修，能够大大缩短用户停电的时长，保障了用户对电力的需求情况。

3 结 论

未来，随着人工智能技术的不断成熟，电力物联网的发展前景将十分可观。在社会对电力需求不断增加的过程中，“智能电网”的应用范围也会越来越广，智能机器人、无人机等各种人工智能产品未来将大量应用到电力系统的运行和维护当中。加快智能化电网的发展能够提高我国电力系统的供电可靠性，使故障的发生率降低，并减少不必要的电力事故。由此可见，研究人工智能技术在电力系统中的应用具有十分重要的意义。