浅谈人工智能技术在电力系统中的应用

2019-01-15 16:46:30

随着科技的不断进步和发展,人工智能技术已经遍及各个行业应用领域,在人们学习、生活与生产中发挥着重要作用。在电力行业中引入人工智能技术,有利于提高电力系统的安全性、可靠性和运行效率,同时减少人力、物力等成本投入。本文阐述了当前的人工智能技术的发展概况,并结合电力行业特点,对其在电力系统当中的应用前景和发展趋势进行了综合分析。

电能已经被广泛应用在人们日常生活的各个方面,如多媒体学习、电视娱乐、日常照明等。经资料分析与实践调查可知,我国电力行业在经历了漫长的发展历程后取得了巨大的进步。经济全球化的时代背景下,科技是第一生产力,虽然我国的电气工程自动化技术水平已大有提升,但是要成为世界一流的电力龙头就需要创新运用人工智能技术并投入大量的研究工程,以实现全方位多功能的智能化电力管理。

1 人工智能技术的介绍

人工智能(Artificial Intelligence)技术是计算机科学的一个分支,它是研究用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门技术科学,它的产生与当前强大的计算机发展水平息息相关,经常与人工智能技术相联系的有机器学习、数据挖掘及大数据等技术。

人工智能技术的基础是基于当前已有的海量数据,通过某些学习的算法,对计算机系统进行训练,计算机系统通过对海量数据进行分析,形成计算机自身的应对策略,此时计算机系统就相当于一个黑匣子,通过输入大量数据最终输出一个较为智能的应对策略,由于这样的过程类似于人类大脑的学习,因此称为人工智能。通过海量数据获得的策略具有较高的可信度,可以用于指导未来各种可能的应用场景,比较有名的案例正是谷歌的Alpha Go人工智能程序战胜世界围棋冠军的事迹。

2 电力系统及其相关技术的发展状况及其对人工智能技术的需求

电力系统是由各类发电机组、输配电线路、变压器以及用电设备等一系列复杂装置构成的人工系统,整体上分为发输配售四个环节。当前我国电力系统的发展特点可以归纳为以下几个方面:

2.1 对信息处理的技术要求较高

我国的电力系统十分庞大,每天都会产生海量的数据,对这些数据进行分析,从数据当中挖掘电力系统的运行状况对于维护电力系统的安全可靠运行具有十分重要的作用。电力系统对信息化技术的要求较高,当前已有较高水平的信息化技术,但是仍有进一步优化的空间,人工智能技术正好能够应用这些海量数据,进一步提高对信息的处理能力。

2.2 需要配合相应的仿真技术

为了保证电力系统的安全可靠运行,相关技术人员必须要对电力系统进行模拟运行,相应地需要发展电力系统仿真技术,当前电气自动化仿真技术的使用,也还能够帮助电力系统进行一定的仿真建模以及动态的实时监控,随着人工智能技术的日趋成熟,人工智能技术对电力系统的仿真能够更加细致,考虑到更多不确定因素的影响,对仿真技术有相当大的改进作用。

2.3 对自动化技术、集成技术有较大的需求

电力系统属于一个复杂的系统工程,电力系统的各个环节都涉及到各种信息技术和自动化技术,如果能够将电力系统的各个环节进行整合,就能够更好地提高整个电力系统的运营效率。目前电气自动化技术主要是通过一根总线连接马达、变压器等设置进行控制,也可以通过计算机技术进行远程监控,简化了控制过程。另外对电力系统中的各种管理技术的集成使用,能够更加方便的对电力系统进行科学化、合理化的集成管理[1]。在实现电力自动化后,电力系统开始进行集成管理,为电力系统中各部门之间的统一管理打下基础。同时,在电力系统进行集成管理时引入更多的先进的技术,促进电力系统技术水平的提升。以继电器在电气工程中的应用为例,继电器内主要包含输入回路与输出回路两种,这两种回路都是由铁芯、线圈等组成。当继电器在工作时,可以用比较小的电流控制比较大的电流,从而起到对电路中的低压电器进行保护的作用。在继电器内存在的固态部件能够在电磁感应下转变成可控部件,从而起到继电器对低压电器的控制作用。一旦继电器内线圈存在一定电压值,就会发生电磁感应现象,促进静接触点与动接触点之间的相互吸合,带动磁铁回到原来的位置,而电流也随之进行开启与关闭。

3 人工智能技术在电力系统的应用前景

前面提及,人工智能技术最为显著的特征就是模拟人类的大脑思维,设计人员通过对机器元件进行训练,应用在电力系统当中,就是对电力系统自动化系统涉及的元件进行算法模型的改进,对电气元件进行训练,提高电气元件的控制水平,最终实现电力系统的安全可靠经济运行。

3.1 人工智能技术在电力系统智能控制当中的应用

在信息科学技术的不断影响下,智能控制的使用主要是指对电气工程以及信息工程的结合,使它们之间形成密切的联系。通过使用智能控制电力系统,能够在很大程度上处理电力系统管理方面上的种种难题。如果在电力系统中应用人工智能技术改善电力系统的智能控制装置,则能够更好的、更有针对性的去解决问题,不断地对电力系统的控制性问题进行改进,以达到提高电力系统稳定性、安全性、可靠性的目的。

3.2 人工智能技術在负荷预测、可再生能源预测当中的运用

以神经网络为代表的智能算法在电力系统中如果能够得以应用,那首先受益的必然是电力系统中的负荷预测和可再生能源发电预测环节,当前的预测技术虽然一直在不断改进,但是在实时运行时依然会有一定的偏差,给电力系统带来了很多额外成本,尤其是风电的预测方面,即使到了实时预测阶段,都会有10%以上的偏差。通过引入人工智能算法,有望减少电力系统的平衡成本,提高整体效率。

3.3 人工智能技术在信息处理系统当中的运用

随着我国电力系统的持续发展,电力系统的数据总量不断增加,电力行业的市场化改革,未来电力系统的管理复杂程度必将上升,人工智能技术的应用必然能够大大提升电力系统甚至整个电力行业的升级改造。加强人工智能技术在电力系统中的应用,能够更好地保证电网安全稳定经济运行。

人工智能技术对电力系统的智能控制,负荷预测与可再生能源预测以及信息处理系统发挥不容小觑的作用,随着机器学习、计算机智能及人工神经网络等研究的不断深入,不断推动人工智能在电力系统中应用领域的发展,极大地提高了电力系统的效率,多种人工智能技术的综合是前进和发展的大势所趋。电力系统当前的发展对信息处理技术、仿真技术、自动化技术以及集成技术提出了进一步提升的要求,有望大大提高电能供应的科学性、公平性与安全性,在促进了电力行业可持续竞争发展的过程中,满足人们学习、生活与生产过程中的用电需求。