AI 技术在电力调度自动化中的应用

摘要：文章阐述了AI技术的内涵及特征，分析了AI技术在电力调度自动化中的应用优势，介绍了几种典型的AI技术（如专家系统、可视化技术、人工神经网络等）以及将其应用于电力调度自动化系统的主要方法，旨在为相关研究者提供参考。

关键词：AI技术;电力调度;自动化

中图法分类号：TM734 文献标识码：A

Application of AI technology in power dispatch automation

CHEN Yong

（State Grid Hubei Electric Power Co.， Ltd. Yunxian Power Supply Company， Shiyan， Hubei 442500， China）

Abstract： The article expounds the connotation and characteristics of Al technology， analyzes the application advantages of AI technology in power dispatch automation， and introduces several typical AI technologies （such as expert system， visualization technology， artificial neural network， etc.）， and their applications. The main methods of power dispatching automation system are designed to provide reference for related workers.

Key words： AI technology， power dispatching， automation

近年来，AI 技术迅速发展，以先进 AI 技术制作而成的人工智能机器人具备与人类同等甚至超越人类的思维能力，有着可观的性能优势[1]。AI 技术有着鲜明的自动化、信息化、智能化特点，可模拟人脑神经网络的活动，控制系统完成一系列操作，将指令输送到终端，完成某些动作。相较于其他智能化、自动化技术，AI 技术的科技含量更高，有着更为可观的性能优势。

1概述

AI 技术即人工智能技術，是以计算机模拟人脑活动的一种技术，是计算机技术在21世纪高速发展的产物，属于计算机技术、信息技术的衍生。该技术已在很多高新行业尤其是尖端技术领域中得到了广泛应用，帮助大量企业实现了降低人力资源成本、提升工作效率、保障作业安全的目标，并帮助人类解决了诸多复杂问题。

人工神经网络技术是 AI 技术的重要组成部分，在运行时，它能够模仿人脑神经系统完成一些复杂的工作。在电力系统中应用该技术，可帮助电力企业显著提升故障排查、故障处理的效率与质量，保障电力系统的安全稳定运行。

2应用优势

随着社会经济的持续发展，各行各业的用电需求明显上涨，电力调度数据显著增多，考验着电力系统的运行水平。AI 技术与电力调度系统有着较好的契合性，将其应用于后者，可显著提升电力调度的准确性、高效性，同时有助于企业减少人力资源成本。首先，AI 技术对人力操作的依赖性更低，可依托智能系统，实现对电力系统的自主控制，不易受外界不良因素、人为因素的影响，有利于保障电力系统的稳定运行。比如，在传统电力系统运行控制中，技术人员通常需分析大量的数据信息，一旦参数出现误差，电力系统的运行效果就会受到影响，而利用 AI 技术进行相关操作，就不会出现上述问题。其次，AI 技术具有经济适用性，在电力系统中应用该技术，可帮助企业降低人工成本，节约电力资源，符合可持续发展理念，有利于为企业带来更多的经济效益。

3电力调度自动化系统

AI 技术的性能特点符合电力调度自动化系统的升级要求。相关工作者应结合电力企业的需要，正确分析电力调度自动化系统运行需求，在此基础上进行科学合理、切实可行地设计，为 AI 技术的应用打下良好的基础。

3.1电力调度自动化系统功能性需求

电力调度自动化系统有着鲜明的交互性特点，在运行时，系统中各模块会发生交互，大量数据信息会因此而产生，这要求系统具备良好的数据信息采集处理功能。

3.1.1数据采集功能

数据采集是电力调度自动化系统运行最基本的工序，在执行该工序时，自动化系统会搜集电力系统中产生的各类数据信息，包括各变电站及办公区域的各类前置系统、专用系统产生的数据信息，并对数据信息实施预处理，完成预处理后，将其上传至数据库，直至完成整个数据采集流程[2]。为确保数据信息传输真实、可靠、高效，还需开发校验码检验功能，将无效数据信息直接过滤。

3.1.2人机互动功能

电力调度自动化系统并非完全不依赖人工操作，部分工序仍需人工参与，如数据建模、数据绘图、系统升级等。在实际工作中，技术人员可将系统中不同的设备对接在一起，将繁杂、抽象的数据信息转化为直观的图形，描述电力系统当下的工作状态。这要求技术人员在设计阶段强化人际交互界面设计，提升电力调度的智能化、自动化水平，保障系统安全稳定运行。

3.1.3 Web 子系统模块功能

Web 服务器在电力调度自动化系统中扮演了重要的角色，是数据信息的承接者。技术人员可利用互联网对其进行安全隔离处理。其主要功能是展示数据信息，一般会将数据信息展示为厂站图、曲线图、统计表等，以便技术人员了解电力系统的运行情况，进行电力调度决策。

3.2电力调度自动化系统非功能性需求

电力调度自动化系统在具备良好的性能水平的同时，还应满足一些非功能性需求，主要体现为以下方面。

3.2.1性能要求

电力调度自动化系统应具备良好的响应速度，在发生紧急事件时能够做到快速响应，保障系统的运行安全。因此在设计阶段，设计人员应控制好系统响应时间，具体如表1所列。

设计人员还应确保系统具有快速恢复故障的功能。电力调度在这方面的要求是：一年内总计故障时间不得超过1d，单次修复时间不超过1h。为保障系统运行安全，建议技术人员针对几类严重故障建立应急预案，尽可能减少系统瘫痪给企业带来的损失[3]。

3.2.2可靠性需求

在设计阶段，设计人员应为系统设立容错机制，便于在系统内部处理一些简单的错误，以免影响核心模块正常运行。设计人员尤其应关注由个别故障点引发的系统崩溃问题，电力调度自动化系统在实际运行时会产生大量的数据信息，为提升系统运行效率，设计人员可结合数据信息，对各种信息进行分类处理、独立存储，避免在系统崩溃时发生数据信息丢失等一系列事故。

3.2.3易维护、可扩展、易操作

电力调度自动化系统在运营阶段会随着技术的更迭而产生一定的升级扩展需求。因此，在设计阶段，设计人员也应确保该系统具有良好的可扩展性，从而更好地对系统实施扩展延伸与运行维护，持续提升系统的性能水平。可采用模块化设计方式，对系统进行开发，便于进行扩展。此外，设计人员还应关注系统是否具备良好的易操作性，即在运营阶段，技术人员可较为轻松地掌握系统操作方法。这需要设计人员为系统设置操作指示功能，从而为用户操作提供一定的指导。

4应用方法

4.1专家系统

专家系统是指在已有事实基础上，建立起的专家数据库及与之相关的基础整体控制体系。该系统基于自动感应装置进行运行，具有知识经验、信息技术相结合的特点，将其应用于电力调度自动化系统，可显著丰富信息数据库的储量，帮助技术人员更好地实现对电力系统的自动化检验。系统在运行时会模拟专家的分析思考过程，推断电力调度中可能出现的问题，同时可依据各区域用电变化情况（特别是电力调度的电波波峰情况），完成数据调节操作。电网调度系统在运行过程中常会受到多种因素的影响，产生的问题是相对复杂的，传统技术远无法满足电网调度自动化运行需求，相关工作者应持续探索对专家系统的研发及应用，为电力调度提供更多的知识经验。

某地区将专家诊断系统应用于电力调度系统，具体实施要点如下：（1）电力调度自动化系统引入 AI 技术后，在相关程序的作用下，原有控制对象指令调节系统被新型的信息分析结构所替代。当外部系统中出现不符合程序要求的信号时，专家诊断系统会第一时间发挥作用—定位故障区域，下达自动修复指令，针对故障问题给予完善的诊断与修复指导;（2）在电力企业多元化产业结构调控与研究过程中，专家诊断系统也发挥了重要作用—技术人员可利用外部检测渠道，检测电力系统的电压、电阻、电容等参数是否正常，阻挡不符合系统运行要求的信号，调节信号强弱度，从而保障系统安全、稳定运行。

4.2可视化技术

电力调度系统在运行过程中需要处理的信息数据不断增多，故障处理难度相比过去也有了明显提升。在实际工作中，调度人员通常需在有限的时间内完成对大量数据信息的收集与处理，工作负担较重，工作效率不高。电力企业可利用可视化技术（主要指多维度视觉技术）完成上述操作，以更好地解决电网运行过程中出现的问题，实现对信息数据的图片化展示，将繁杂的数据信息第一时间转换为形象、直观的图像，便于进行调度管理，保障电力调度系统平稳运行。

某地区在将 AI 技术应用于电力调度系统后，应用可视化技术提升了数据信息反馈的形象性与直观性，具体应用要点如下：（1）利用多维度视觉系统服务区域性电网调度体系，技术人员可借助大数据、网络信息模型技术，从局部角度出发进行数据分析，对电网在各区域的运行情况进行跟踪记录;（2）以宏观数据波感应形式，从电力调度系统运行稳定性等角度出发，实现对各类电力信息传导结构的智能化调节，显著提升电力调度自动化系统的性能水平与运行质量;（3）将 AI 技术（特别是多维度视觉技术）应用于电力调度自动化系统后，技术人员可每月接收电力调度反馈数据，结合区域用电基本规律，判断电力调度是否科学、合理，从用户高峰用电角度出发，分析电力调度方案是否合理;（4）电力调度自动化系统对 AI 可视化技术的应用还体现在可结合区域电网能源供应状态，对电力传输的实际情况进行调解，此举的主要目的是确保电力调度系统运行的稳定性与灵活性，如某一区域的电力传输强度突然增大时，在该技术的作用下，各用电区域受到的冲击会被减弱。

4.3人工神经网络

人工神经网络是现阶段最为重要的 AI 技术，其主要功能是模拟人体神经系统的工作模式，完成对各种系统及设备的控制，实现智能化信息处理、传输。在实际应用中，它更像是一个相互关联的网络，各节点之间有着紧密的联系，数据传输效率高，有利于保障电力调度信息的多元性。在电力调度系统中应用该技术，有助于提升数据信息传输、处理、反馈效率，实现对多种复杂信息的并行处理、在线学习及联想记忆，依据项目实际情况进行数据沟通。在实际应用中，技术人员可利用该技术快速诊断电力系统存在的故障，并及时排查故障，从而保障电力系统稳定运行。

某地区在将 AI 技术应用于电力调度系统后，为满足电力行业的发展需求，利用人工神经网络技术，优化了程序数据信息的调控与运行环节，体现了神经化数据在电力调度方面的优势，具体如下：（1）对电力调度智能化系统的应用，按目前标准看来，具体可分为电力管理、信息采集、信息采集反馈记录等信息体系。在局部数据资料出现不良波动时，程序会第一时间诊断这一情况，进而将数据的变化上传至智能终端，进行跟踪性更新，便于技术人员发覺、处理电力调度系统的运行隐患;（2）可依照电力调度区域结构，对电力调度智能化系统纵向管理模块做出系统分类，具体可分为 A ～ F 六个区域，每一区域兼有多种横向分支内容。当电力调度系统的某一部位发生故障时，该系统会第一时间监测到，并将相关情况反馈到人机交互界面中;（3）在全面应用人工神经网络技术的前提下，技术人员可利用电力调度自动化系统，以集中性、顺向形式搜集系统运行产生的信息数据，依照实际运行体系，对各类神经信息数据进行跟踪性反馈。

5结语

AI 技术作为一种位于时代前沿的信息技术，应用于电力调动自动化系统设计，可提升电力调度效率，确保电力系统安全、稳定运行。相信在科技的持续进步下，AI 技术在电网系统中的应用率将会明显提升，为电力企业带来新的发展机遇。因此，相关工作者应强化对 AI 技术的研究，将其更好、更广泛地应用到电力调度中，为大众提供更为优质的电力服务。

参考文献：

[1]周甜甜.人工智能技术在电力调度自动化系统中的应用探析[J].电子元器件与信息技术，2021，5（10）：210?211.

[2]何彦平，马龙，杨涛.电力调度自动化网络的策略分析[J].集成电路应用，2021，38（8）：228?229.

[3]周宇泽.智能电网技术在电力调度自动化中的发展分析[J].电子世界，2021（15）：43?44.

作者简介：

陈勇（1979—），本科，工程师，研究方向：电力工程。