趙品彰

（國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司哈爾濱市呼蘭區(qū)供電分公司，黑龍江哈爾濱 150001）

1 人工智能技術(shù)的概述

人工智能是指借助普通機(jī)器人程序展現(xiàn)出的人類智能技術(shù)，屬于信息技術(shù)的重要發(fā)展方向，主要涉及各個(gè)方面的內(nèi)容和技術(shù)。而且人工智能內(nèi)部包括很多處理單元，這些單元之間互相聯(lián)系，可以對(duì)人腦原理和行為機(jī)器進(jìn)行模擬，代替人類進(jìn)行思考和操作，能夠主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，所以具有智能化、先進(jìn)化、效率化的特性[1]。在配電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化中，也用到了人工智能的技術(shù)，不僅能對(duì)海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行規(guī)制處理，而且還代替了繁雜的人工操作，能高效率地完成工作，并處理安全問(wèn)題。目前，人工智能技術(shù)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用在配電網(wǎng)的電力系統(tǒng)調(diào)度工作中。

2 傳統(tǒng)配電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化存在的問(wèn)題

2.1 功能設(shè)計(jì)較為單一化

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)電力調(diào)動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)普遍存在功能單一的問(wèn)題，設(shè)計(jì)時(shí)只注重供電可靠率的提升。在開(kāi)展人工監(jiān)測(cè)工作時(shí)，停電會(huì)影響供電的穩(wěn)定性，而且配電網(wǎng)的故障也會(huì)產(chǎn)生停電的現(xiàn)象。因此，在改造電網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，僅僅要求突出電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，對(duì)于其他方面的功能未進(jìn)行設(shè)計(jì)[2]。

2.2 產(chǎn)生了信息孤島現(xiàn)象

工業(yè)用電和居民用電量逐漸增多，電力系統(tǒng)涉及各種信息與資料。但由于技術(shù)方面的限制，導(dǎo)致資源的整合非常困難。而且在電力企業(yè)內(nèi)部也未能實(shí)現(xiàn)信息的共享，部門和部門之間無(wú)法有效利用數(shù)據(jù)和信息，無(wú)法提高調(diào)度自動(dòng)化的程度。因此，要利用人工智能技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和利用，提高工作效率。

2.3 管理系統(tǒng)不完善

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)存在很多需要加強(qiáng)的地方，比如新設(shè)備的應(yīng)用未能與新工作模式同步更新，而且沒(méi)有應(yīng)用先進(jìn)的人工智能技術(shù)。因此，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的監(jiān)管以及無(wú)人值班的模式，更不能對(duì)電力調(diào)動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的故障進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。即便產(chǎn)生了故障，也不能自動(dòng)預(yù)警、及時(shí)進(jìn)行處理，最終帶來(lái)了更多的安全隱患。

3 人工智能技術(shù)在配電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.1 自動(dòng)化監(jiān)督

在配電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化中使用人工智能技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)督的功能。人工智能技術(shù)能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控與管理，自動(dòng)生成電力系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)與信息，為各項(xiàng)工作的開(kāi)展提供有價(jià)值的參考依據(jù)，快速判定系統(tǒng)狀態(tài)有無(wú)異?，F(xiàn)象[3]。此外，人工智能技術(shù)還能根據(jù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)進(jìn)行管控。一旦其中的設(shè)備產(chǎn)生故障與問(wèn)題，便能自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警，而且還能做好記錄工作，使整個(gè)系統(tǒng)安全運(yùn)行。

3.2 強(qiáng)化電氣自動(dòng)化控制

借助先進(jìn)的人工智能技術(shù)，全面提升自動(dòng)化控制工作的效率，促使電氣自動(dòng)化控制工作更加簡(jiǎn)便，減少電力調(diào)度人員的工作量，使各項(xiàng)工作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的目標(biāo)，將人力資源消耗降到最低[3]。同時(shí)，人工智能技術(shù)可以強(qiáng)化自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，緊密聯(lián)系計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，提高電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行質(zhì)量。

3.3 提高故障處理效率

人工智能技術(shù)可以提高故障的處理效率，轉(zhuǎn)變操作管理模式。通過(guò)模擬的形式，強(qiáng)化自動(dòng)化控制故障錄波，根據(jù)波形的順序進(jìn)行自動(dòng)記錄和處理，強(qiáng)化故障錄波器的效能，有利于快速解決故障和問(wèn)題，降低風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生概率。

3.4 提高數(shù)據(jù)處理能力

在配電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化中應(yīng)用人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的快速收集與利用。比如，通過(guò)人工智能控制器對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，除了能增強(qiáng)設(shè)備運(yùn)算的準(zhǔn)確率外，還能提高生產(chǎn)效率，節(jié)約更多的人力、物力、財(cái)力，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

4 配電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化中的人工智能技術(shù)與應(yīng)用

4.1 對(duì)調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用

過(guò)去，電力企業(yè)的調(diào)度人員每天要許可超過(guò)80 項(xiàng)的工作、發(fā)出超過(guò)300 項(xiàng)的開(kāi)關(guān)操作指令、檢查超過(guò)1000條的配網(wǎng)報(bào)警信息[4]。整個(gè)配網(wǎng)專業(yè)一年消耗在信息判斷中的時(shí)間非常多，調(diào)度人員的工作任務(wù)非常繁重。為了提高工作效率、釋放效能，一些地區(qū)在電力系統(tǒng)調(diào)動(dòng)中應(yīng)用了人工智能AI 技術(shù)，并建立了配電網(wǎng)人工智能體系。通過(guò)人工智能AI 技術(shù)，自動(dòng)化監(jiān)控配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)，對(duì)信息進(jìn)行處理。借助人工智能AI 調(diào)配員對(duì)配網(wǎng)報(bào)警信息進(jìn)行自動(dòng)分析、處理，有效地減少了調(diào)配員的工作室。在人工智能技術(shù)的輔助下，配電網(wǎng)故障倒閘等一系列的業(yè)務(wù)平均耗時(shí)減少了20%。為促使電力系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定，可將人工智能和深度教學(xué)進(jìn)行結(jié)合，提高指令執(zhí)行的準(zhǔn)確性與合理性，對(duì)配電網(wǎng)調(diào)度信息的處理也不會(huì)產(chǎn)生遺漏和誤判的情況。

4.2 對(duì)專家系統(tǒng)的應(yīng)用

專家系統(tǒng)屬于人工智能AI 技術(shù)的一個(gè)分支，其應(yīng)用需要建立在已有的事實(shí)基礎(chǔ)上。實(shí)際上，專家系統(tǒng)也就是將專家知識(shí)經(jīng)驗(yàn)組成一個(gè)龐大的知識(shí)庫(kù)。在相應(yīng)的規(guī)則基礎(chǔ)上形成整體控制體系，再結(jié)合先進(jìn)的信息技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)專家分析判斷過(guò)程進(jìn)行模擬[5]。利用遙測(cè)、保護(hù)等信息源以及人工智能編程程序，推理已經(jīng)出現(xiàn)的問(wèn)題，自動(dòng)生成決策，協(xié)調(diào)調(diào)度工作者處理整個(gè)電力系統(tǒng)的問(wèn)題。

另外，專家系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)非常重要。整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)有自己的專家知識(shí)，而專家知識(shí)來(lái)源受很多不同因素的影響[6]。為了使專家系統(tǒng)在電力調(diào)度中得到更好應(yīng)用，需要獲取更深層次的專業(yè)知識(shí)，形成更完善的知識(shí)體系。而且電力系統(tǒng)的運(yùn)行也受到不同因素的影響，會(huì)產(chǎn)生很多復(fù)雜的問(wèn)題，尤其是故障的產(chǎn)生，更需要專家系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別和處理。

4.3 對(duì)可視化技術(shù)的應(yīng)用

在社會(huì)建設(shè)的過(guò)程中，工業(yè)和企業(yè)逐步增多，無(wú)形中提高了電力資源的消耗量，導(dǎo)致電力系統(tǒng)內(nèi)部的信息與數(shù)據(jù)量逐漸增多，提高了人工調(diào)度操作的復(fù)雜性。工作人員必須在海量數(shù)據(jù)中找到需要的部分，不僅工作量非常大，而且電力調(diào)度的效率較低[7]。通過(guò)采用人工智能的可視化技術(shù)，對(duì)海量數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行整理分析，通過(guò)圖表的方式展現(xiàn)出來(lái)，有效提高了工作效率。可視化技術(shù)也能通過(guò)三維技術(shù)，將龐大的電力數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^而形象的圖表。工作人員可以對(duì)圖表進(jìn)行直觀、簡(jiǎn)單的分析，快速發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題，及時(shí)采取措施進(jìn)行處理，從而強(qiáng)化工作的整體成效。

4.4 對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以模仿人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理傳輸，有效運(yùn)用到電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中。而且人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的高效化處理，提高工作效率，保證信息的準(zhǔn)確性和完善性[8]。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的并行處理、聯(lián)想記憶以及在線學(xué)習(xí)，允許一定的容錯(cuò)率，能對(duì)信息進(jìn)行快速診斷。促使電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的故障，提高故障處理效率，為整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能建立智能化程序，形成電力管理、信息收集、信息反饋等方面的體系。根據(jù)電力調(diào)度區(qū)域結(jié)構(gòu)對(duì)管理區(qū)域進(jìn)行劃分，每個(gè)區(qū)域都設(shè)立分支。如果電力調(diào)度系統(tǒng)里不同信息產(chǎn)生變化，程序體系也會(huì)產(chǎn)生變化。

4.5 對(duì)故障診斷系統(tǒng)的應(yīng)用

電力系統(tǒng)會(huì)受到各種因素的影響，導(dǎo)致設(shè)備故障，影響整體運(yùn)行。應(yīng)用智能化的故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行智能化檢測(cè)，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生故障的位置，找出引發(fā)故障的原因。輔助工作人員對(duì)故障進(jìn)行隔離、分區(qū)解決，促使電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行[9]。為避免故障的發(fā)生，可基于人工智能技術(shù)對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)故障，可以立即進(jìn)行自動(dòng)預(yù)警，最大程度地減少風(fēng)險(xiǎn)因素的影響。

4.6 對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用

在傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)中，會(huì)用到不同的電纜驅(qū)動(dòng)，在被損壞或者產(chǎn)生故障后，可能會(huì)導(dǎo)致漏電現(xiàn)象，耗費(fèi)過(guò)多的時(shí)間和精力。使用人工智能中的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以自動(dòng)設(shè)置電力調(diào)度運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行控制和監(jiān)視，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)調(diào)度運(yùn)行方面的問(wèn)題，減少安全事故的發(fā)生。其中的自動(dòng)化控制功能，可在發(fā)現(xiàn)異常時(shí)快速切斷電流，減少風(fēng)險(xiǎn)和問(wèn)題發(fā)生的概率[10]。不但提高了電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行效率，也減少了對(duì)資源的消耗，保障了整體安全性。

4.7 對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用

促使配電網(wǎng)電力系統(tǒng)和人工智能技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，可保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完善性，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)評(píng)估數(shù)據(jù)的功能。如果驅(qū)動(dòng)器中產(chǎn)生了一些未知數(shù)據(jù)，那么采用人工進(jìn)行分析判斷是非常難的，但人工智能則能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的操作。促使工作人員根據(jù)實(shí)際情況和系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，從而提高控制的精準(zhǔn)度。

借助KDD( 從數(shù)據(jù)到知識(shí) )，可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和利用。對(duì)目前的樣本進(jìn)行分析，清除操作過(guò)程中的無(wú)關(guān)數(shù)據(jù)，以輔助其快速進(jìn)行決策。對(duì)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化分析，全面開(kāi)展數(shù)據(jù)挖掘工作，不斷擴(kuò)大算法，提升自身的知識(shí)儲(chǔ)備量。

5 人工智能技術(shù)在配電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化中的發(fā)展趨勢(shì)

5.1 深度學(xué)習(xí)和知識(shí)圖譜技術(shù)

目前，一些技術(shù)人員已經(jīng)將深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)運(yùn)用在電力系統(tǒng)有功和無(wú)功負(fù)荷中，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)樣本分析電力系統(tǒng)有功頻率、無(wú)功電壓的分布，并對(duì)母線負(fù)荷預(yù)測(cè)軟件進(jìn)行研發(fā)，提高母線負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度。

此外，部分技術(shù)人員運(yùn)用知識(shí)圖譜技術(shù)，構(gòu)建龐大的故障處理經(jīng)驗(yàn)體系。在知識(shí)庫(kù)中建立調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，自動(dòng)識(shí)別其中的故障或者異常運(yùn)行數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成電網(wǎng)操作與故障處理方案，防止產(chǎn)生人為差錯(cuò)。而且其中的智能語(yǔ)音識(shí)別功能，可以根據(jù)工作人員的命令開(kāi)展調(diào)度和管控工作，從而提高交互的整體效率。因此，深度學(xué)習(xí)和知識(shí)圖譜技術(shù)是未來(lái)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。

5.2 智能群體體系

在不久的將來(lái)，還可能開(kāi)發(fā)出電網(wǎng)系統(tǒng)的群體智能體系，與互聯(lián)網(wǎng)資源進(jìn)行高度對(duì)接，上層屬于群體層，調(diào)控中心智能體代表電網(wǎng)系統(tǒng)，結(jié)合各種充電站、居民小區(qū)、能源站等群體的實(shí)際情況，共同對(duì)電網(wǎng)層面的決策進(jìn)行協(xié)調(diào)。中間層屬于子群層，涵蓋了各種不同的設(shè)備群，對(duì)智能體進(jìn)行一定的協(xié)調(diào)處理，從而開(kāi)展智能化的決策工作。下層屬于終端層，也就是群體中心，由群體中心對(duì)功率快速分配算法進(jìn)行管理，而且用戶智能體可自行管理相應(yīng)的設(shè)備，提高了響應(yīng)的速度。

5.3 人工智能應(yīng)用新場(chǎng)景和混合型增強(qiáng)智能體系

對(duì)電力調(diào)度領(lǐng)域人工智能應(yīng)用新場(chǎng)景進(jìn)行開(kāi)發(fā)。根據(jù)全新發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)計(jì)將來(lái)配電網(wǎng)電力調(diào)度的自動(dòng)化程度，結(jié)合知識(shí)圖譜、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、群體智能等技術(shù)，開(kāi)發(fā)全新的電力調(diào)度領(lǐng)域應(yīng)用場(chǎng)景，建立新型智能配電網(wǎng)系統(tǒng)，達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、高效的目的。將人的行為模式、認(rèn)知特點(diǎn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，開(kāi)發(fā)混合型增強(qiáng)智能的體系，促使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模擬人的思維，與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)高度契合，解決整個(gè)調(diào)度系統(tǒng)中的復(fù)雜問(wèn)題，促使調(diào)度決策更加智能化、先進(jìn)化、快速化。

6 結(jié)語(yǔ)

為滿足新時(shí)代人們對(duì)電力資源的需求，也為強(qiáng)化電力調(diào)度的自動(dòng)化、智能化功能，必須對(duì)人工智能技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。不但要提高整個(gè)電力調(diào)度工作的穩(wěn)定性、安全性，更要避免對(duì)配網(wǎng)調(diào)度信息的漏判、錯(cuò)判，從而創(chuàng)設(shè)一個(gè)經(jīng)濟(jì)、高效、穩(wěn)定、可靠、自動(dòng)的電力調(diào)度體系，為電力企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益。