电力人工智能开放平台关键技术研究及应用探讨

王睿东，白冰，梁景轩，肖景阳，柴宝军

（内蒙古大板发电有限责任公司，内蒙古 赤峰 024000）

1 电力人工智能综合开放平台

人工智能技术又被叫做机器智能，是一种通过人工制造出来的智能系统，可以实现多方面的功能，如感知、学习、推理、规划、交流、操控物体等各种能力。人工智能在各方面能力上均表现出要强于人类的特点，如2016 年的Alpha Go 挑战世界围棋冠军获得胜利。从中也可以看出人工智能的运算功能较强，如果能够将人工智能技术应用在行业发展当中，势必会为该行业带来新的发展活力。而电力系统则是国家经济发展水平的重要标志之一，电力系统包含发电、输电、用电、变电、配电等各个环节，是一个电能生产与消费的综合系统。近些年来，智能电网对电力系统的运行提出了新的要求，也为人工智能技术在电力系统中应用创造了良好的环境基础。

随着科学技术的不断发展和进步，人工智能技术实现了长足的发展，为各行各业的发展带来了新的机遇，促进了各行各业实现人力资源的大幅节约。也正是因为当前的人工智能技术在社会当中已经实现了较为成熟的发展，因此，当前的电力企业在实际的发展过程中也非常重视人工智能技术，积极地开发以人工智能为技术基础的开放平台。同时，为了更好促进人工智能技术在电力系统中的应用，还针对相关的技术展开了较为深入的研究以及具体应用，成功地研发出了一套具有较高智能化程度的人工智能开放平台，并且将其部署在了电力企业的园区内部。同时，能够在该平台的终端科学、合理地植入边缘计算技术，这样一来也就能够使得当前的电力企业在实际的发展过程中，切实地实现人工智能的发展模式，建立起一个较为快速、高效的人工智能管理体系，该体系可以对电力企业当中的所有工作实现全过程以及全方位的科学管控，建立起具有较强多样化的应用服务工作。

2 技术路线

2.1 技术架构

人工智能开放平台的技术架构具有比较强的复杂性，其中这样一套技术架构形式实际上被2 个环节所采用，分别是训练中心以及推理中心。在整个架构的最底层采用的是硬件层，该层次当中主要包括有2 种类型的节点，一种是单纯以CPU 为基础的节点，另一种则是将CPU 与GUP 混合起来的节点形式；而容器云层则是在Kubernetes 的现实基础上完成了相关容器在实际应用过程中需要进行的较为全面的管理工作，这些管理工作在实际的开展过程中覆盖的范围包括但不限于容器、资源以及节点等相关环节的管理。整个技术架构的上层应用层所采用的技术基础非常先进，主要是以自助式的分析工作作为基础，以整个平台作为技术架构的上层应用层，并且在这个层次当中的人工智能部分可以实现的功能有很多，比如，文件管理、模型搭建、开发环境设置、流程编排以及工作任务的合理调度等。

2.2 部署架构

人工智能开放平台的部署主要以训练中心为核心，下面设置了一级部署与二级部署，一级部署虽然是一个次层级的部署，但是一级部署当中也具有非常完整的结构，训练中心、数据中心以及模型中心这3 个基本的结构都包括在内。训练中心在实际应用过程中所具有的现实功能主要就是在现有数据信息的基础上展开相关模型的搭建，并且能够针对该模型进行训练；数据中心的具体工作则是针对于推理中心处理的相关数据信息进行更进一步的科学管理，该项工作的具体结果可以为训练中心的建模工作提供一定的科学支持；模型中心则会将训练中心搭建好并且上传至云端的模型进行科学的管理，这样一来推理中心就可以使用经过模型中心科学处理之后的相关模型。整个部署架构当中不仅仅只有一个推理中心，但是各个推理中心在实际的工作过程中并不会相互影响，因为这些推理中心都是独立部署一套较为完整的系统，并且这些推理中心都能够采用较为独立的账户权限体系，因此彼此之间并不能相互通信。

3 电力人工智能开放平台关键技术的具体研究以及应用内容

3.1 变电站巡检机器人集控平台

通过搭建起巡检机器人的集控平台，就能够以巡检工作的具体流程以及统一的规则约定对机器人进行合理的控制，进而就能够实现对于不同型号机器人的统一管理以及监督控制。巡检机器人一般都能够自动地设置巡检的路线，在巡检的实际过程中也能够非常灵活地应用现有的图像识别技术以及目标检测技术，一旦在电力企业园区内部的楼宇或者是设备的巡检过程中发现了异常问题，那么就能够及时地通过人工智能技术检测出带有异常或者缺陷的被检测目标的特征数据库以及典型故障特征数据库，进而训练出被检测目标的科学模型。除此之外，这样一个平台在实际的工作过程中还能够切实地在深度学习的基础上应用声纹识别技术，构建起较为灵敏的设备故障诊断的机器听觉模型，从而能够对于故障的音频进行信号层面的准确识别。

3.2 智能配变终端台区综合监测系统

在当前已经发展较为成熟的人工智能开放平台的现实基础上构建起智能的配变终端台区综合监测系统，通过与电力企业内部园区的抵押设备进行连接，就可以充分地利用当前的高速宽带载波通讯技术、智能配变终端实时采集台区用电数据，采取边缘计算的相关算法来更加准确地获取到台区内部可能存在的不平衡、线路损坏等不正常的运行数据，这样能够更加方便相关的运营维护人员及时地提升当前台区运行的实际稳定性，切实提高用电的质量以及用电的安全性。与此同时，智能终端配变终端台区综合监测系统还可以充分地应用Kafka 消息队列进行海量数据信息的高速传输，同时还可以进一步地将采集到的数据信息以及针对这些数据信息的分析结果及时地进行分发或者转存。通过应用神经网络的具体算法，还能够以已经采集到的所有台区运行数据作为重要的基础，对正在运行的指标以及相关的参数进行较为集中的分析以及研究工作，这样相关的技术人员以及工作人员都能够切实地根据这些参数或者数据信息的分析研究成果持续地更新台区运行的指标设置对于现有运行影响的实际权重值，直到能够得到一个具有比较高准确度的故障分析算法，这样也就能够实现低压感知设备与人工智能管理平台的智能化融合，切实地实现台区内部用电的智能化以及精确化，切实保证台区内部用电的安全性。

3.3 反窃电稽查监控系统

电力企业通过运用当前的人工智能技术可以搭建起一个具有较强智能化的反窃电模型，利用该模型对于电力企业用户较为长期的用电行为以及用电习惯等具体个性化信息展开科学深入的分析，从而能够更加科学地提取出表征用户的实际用电行为以及用电规律等较为关键的特征，进而就能够根据这些提取到的数据信息构建起一个具有一定典型性的电力企业用户窃电样本库。电力企业内部的相关技术人员和工作人员还可以利用相关的层次分析法对于出现异常用电情况的用户按照嫌疑度进行层级的划分，这样能够更加及时地判断相关用户的异常用电情况，对于用户的用电行为进行更加严格、实时的监督以及控制。反窃电稽查平台还能够通过对于模型的科学深入分析，对具有非常高嫌疑度的窃电用户进行工单实现全业务的闭环管理。并且电力企业通过人工智能技术搭建起来的智能化模型还可以切实地通过已经获取并且归入档案当中的用户现场检查结果以及具体的数据进行模型的自主学习和迭代优化，切实提升当前用电模型分析的实际结果准确率以及分析过程的全面性。

3.4 智能用电高级应用

以神经网络作为技术基础，切实地进行用电信息数据的全面搜集，充分地利用可视化技术具体地展示智能用电负荷的预测工作、居民用电负荷的实际情况分析、用电客户画像的具体定义以及相关用户定制化节能的服务分析。用电企业就能够根据这些信息开展居民用电的分类统计，切实地为用电用户提供电器级别的可视化用电数据，从而能够为当地的政府、电器厂商等提供可靠性较强的数据支撑，为用户提供更加合理的用电安全诊断服务。

3.5 设备安全控制

通过人工智能开放平台，利用人工智能技术对设备分布图进行构建，可以有效的评估设备目前运行状况，以及设备在运行过程中所具备的风险，从而实现对设备运行安全性的保障。而且就目前电力系统当中发生故障的原因来看，绝大多数都是由于设备故障所引起的，如果能够针对设备运行状态进行动态分析，就可以有效避免这些故障。而人工智能技术就可以实现这种动态分析功能，并且还可以结合追踪性设备和扫描设备等获取设备目前的质量和性能状况，对电力系统当中设备运行可能存在的风险进行预警，并实施有针对性的设备监控，最大程度上减少设备和电网故障。就目前人工智能监控预警系统在电力系统当中运行情况来看，可以实现比传统监控预警系统更好的效果，促进了电网运行的全面性和高效性。除此之外，人工智能技术在电力系统中的应用还可以提供更好的用户体验，针对用户的需求进行分析，实现更加具有针对性的服务。

3.6 智能网络调度工作

通过人工智能开放平台的构建，可以对电力企业的电力系统进行全方位监控工作，这也就意味着人工智能技术的应用可以实现创建智能电网调度系统。当前随着电网的不断发展，相对复杂的交直流电力系统得到了快速发展，加上新电力被广泛的应用在各个电力系统当中，这也对电力系统的运行和管理提出了更大的挑战：不仅要求电力系统能够快速的实现调度工作，还需要电力系统更加智能的开展调度工作。而人工智能技术如果能够对电网运行制度和控制规则进行分析，就可以将其应用在智能电网调度系统的构建当中。可以有效的针对电力系统运行状态进行监测，分析系统不稳定的原因，并直接制定出调节计划，有效的提升了电网运行的安全性和稳定性。除此之外，还可以进行在线分析大型电网的未来趋势，排除电网当中的风险，评估和排除各种网络故障，对于恢复电力拓扑有积极作用。如果在系统当中加入研究计划规则的文本，就可以对管理行为进行研究，自动生成信息任务，进行系统管理，降低了管理的人力成本。

4 人工智能在电力企业中应用的方向和未来前景

近些年来，随着国家方面持续加强对节能减排政策的落实力度，以及我国能源问题的日益凸显，国家对于电力企业的要求也越来越高。电力企业必须通过新的发展方式来实现节能减排目标，促进电力企业管理效果的提升，才能够更好的在市场竞争日渐激烈的环境当中存活。加上目前对于电网安全运行的影响因素也越来越复杂，以及电网运行机制的日趋复杂化，为了更好的确保电网安全运行，在电力系统中应用人工智能也将会变得更加普遍。通过人工智能在电力系统中的应用，可以有效的减少电力系统中人力资源的损耗，促进电力系统的控制、管理、运行等各个领域水平的提升。就目前来看，人工智能技术已经在电力系统中有了一定的应用背景，并且取得了一定的收益。目前，人工智能技术在电力系统当中应用主要包括有2种情况：一种是通过成熟的人工智能技术来解决电力系统中存在的各种问题，而另一种则是以近些年来新兴的人工智能技术去进行电力系统中的探索性研究工作，但2 种模式都在电力系统中取得了应用效果，进入了平稳且健康的发展轨道。而电力人工智能开放平台的建设，则是为了更好促进人工智能技术在电力系统中应用效果的提升，实现对电力企业工作的全方位掌控。不难看出，人工智能技术在电力行业中拥有较好的发展前景，在未来势必会有越来越多的电力企业尝试将人工智能技术融入到自身的发展中，更好地促进电力工作开展的科学高效性。

5 结语

随着当前人工智能技术的不断发展，电力企业已经成为了当前进行人工智能应用以及推广的一个非常重要的平台。在当前进行人工智能开放平台的实际建设过程中，切实地通过智能化的信息搜索技术与人机交互就能够在很大程度上实现开放平台的智能化发展，进而也为日后电力企业内部人工智能的开发以及发展提供了非常坚实的理论基础。