人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)無(wú)功電壓控制中的應(yīng)用

張耀 劉鑫

摘要：如今，人們不斷提高的物質(zhì)生活水平以及不斷改變的生產(chǎn)方式都使得用電需求在不斷增加，對(duì)電能供應(yīng)的可靠性和電能質(zhì)量提出了更高的要求。同時(shí)，我國(guó)的各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)也在快速進(jìn)步，主要表現(xiàn)出人工智能技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大以及應(yīng)用程度的不斷深入，實(shí)現(xiàn)對(duì)非確定性問(wèn)題的快速處理，而且還表現(xiàn)出較強(qiáng)的自學(xué)能力。在目前的電力系統(tǒng)中，也將人工智能技術(shù)應(yīng)用于無(wú)功電壓控制中來(lái)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行成本的降低和經(jīng)濟(jì)效益的提高。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù);電力系統(tǒng);無(wú)功電壓控制

1電壓無(wú)功控制系統(tǒng)的構(gòu)成分析

電壓無(wú)功控制系統(tǒng)通常需要包含三個(gè)功能模塊，分別為電壓無(wú)功優(yōu)化、遙控和報(bào)警。電力系統(tǒng)會(huì)通過(guò)命令的方式對(duì)系統(tǒng)當(dāng)中的遙控模塊進(jìn)行指令傳達(dá)，遙控模塊則通過(guò)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控裝置SCADA進(jìn)行自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集，再接觸通訊通道將所采集到的遙測(cè)遙信信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)诫妷簾o(wú)功優(yōu)化模塊之中。管理人員再借助網(wǎng)絡(luò)建模的方式，對(duì)無(wú)功優(yōu)化所獲得的信息進(jìn)行分析，一旦出現(xiàn)信息數(shù)值超出標(biāo)準(zhǔn)，則會(huì)形成告警信息傳遞到報(bào)警模塊當(dāng)中，進(jìn)行警報(bào)。

2人工智能技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

人工智能的發(fā)展其實(shí)就是建立在計(jì)算機(jī)水平的基礎(chǔ)上，也可以說(shuō)人工智能技術(shù)其實(shí)就是計(jì)算機(jī)其中的一部分。而人工智能技術(shù)的研究范圍也十分廣泛，覆蓋了生產(chǎn)中的各個(gè)方面，其中最典型的就是對(duì)智能機(jī)器人的研究。智能機(jī)器人可以對(duì)語(yǔ)言與圖像進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別等，其最大的特點(diǎn)就是可以替代人類(lèi)的大腦進(jìn)行一系列較為復(fù)雜的思維活動(dòng)，還可以對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、信息的收集與處理等各方面進(jìn)行識(shí)別?，F(xiàn)如今，我國(guó)對(duì)于人工智能所能涉及到的領(lǐng)域有電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)、電力電子技術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域。人工智能技術(shù)具有非常大的優(yōu)勢(shì)，尤其是對(duì)信息數(shù)據(jù)的搜集和處理方面速度特別的快，且十分準(zhǔn)確，其他方面所存在的優(yōu)勢(shì)也非常明顯，比人類(lèi)更具有很大的優(yōu)勢(shì)。因此我國(guó)對(duì)于人工智能技術(shù)的應(yīng)用范圍還在不斷地?cái)U(kuò)大。在電氣自動(dòng)化技術(shù)中應(yīng)用人工智能技術(shù)，其主要就是應(yīng)用在人工智能控制器上。而人工智能技術(shù)在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，不僅可以增加機(jī)械運(yùn)算的正確率，還提高了生產(chǎn)效率，為企業(yè)節(jié)約了大量的生產(chǎn)成本，還可以為企業(yè)節(jié)約大量的人力，從而為企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到進(jìn)一步的改善。

3人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)無(wú)功控制中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)無(wú)功控制中應(yīng)用人工智能技術(shù)中的專(zhuān)家系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要有知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)構(gòu)兩部分組成，其主要的原理就是模擬人的思維過(guò)程，通過(guò)某個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域中的知識(shí)來(lái)進(jìn)行合理的推理并作出相應(yīng)的決策，實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn)題的解決。針對(duì)開(kāi)展無(wú)功控制中應(yīng)用傳統(tǒng)控制方式時(shí)表現(xiàn)出的缺乏獨(dú)立分析能力、無(wú)法對(duì)知識(shí)進(jìn)行積累以及無(wú)法對(duì)復(fù)雜信息獲取的問(wèn)題，通過(guò)人工智能技術(shù)中的專(zhuān)家系統(tǒng)的應(yīng)用，可以通過(guò)一定的規(guī)則來(lái)表現(xiàn)無(wú)功電壓控制的專(zhuān)業(yè)知識(shí)并進(jìn)行知識(shí)庫(kù)的組建，然后通過(guò)上述規(guī)則來(lái)對(duì)電壓數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。在對(duì)此專(zhuān)家系統(tǒng)中的母線(xiàn)電壓上線(xiàn)、下線(xiàn)、母線(xiàn)電壓、控制潮流以及控制器控制量等知識(shí)內(nèi)容的應(yīng)用下，可以實(shí)現(xiàn)在上述規(guī)則下對(duì)最合理的電壓偏差控制器的選擇，而且確保將母線(xiàn)電壓控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)。在實(shí)際的應(yīng)用中主要是對(duì)PV節(jié)點(diǎn)電壓、變壓器接頭、電容器等方法進(jìn)行合理選擇來(lái)對(duì)電壓異常問(wèn)題進(jìn)行改變，而且還可以輔助工作人員對(duì)電壓進(jìn)行控制，主要是通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)變量的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)損耗的降低，實(shí)現(xiàn)無(wú)功電壓控制。除此之外，針對(duì)大型的變電站來(lái)說(shuō)，則需要專(zhuān)門(mén)的系統(tǒng)通過(guò)分層的思想進(jìn)行控制，這需要將專(zhuān)業(yè)知識(shí)分層的同時(shí)，也通過(guò)應(yīng)用不同模塊的知識(shí)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)不同層次的分層儲(chǔ)存。當(dāng)前，專(zhuān)家系統(tǒng)的應(yīng)用和建設(shè)中也表現(xiàn)出以下問(wèn)題需要解答：首先就是針對(duì)具有較大規(guī)模以及結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的電力系統(tǒng)，容易出現(xiàn)其推理機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度受到限制的問(wèn)題，同時(shí)還需要在離線(xiàn)狀態(tài)下應(yīng)用此技術(shù)，需要進(jìn)一步進(jìn)行考究和完善。其次就是表現(xiàn)出自主學(xué)習(xí)能力比較弱以及應(yīng)對(duì)能力比較差的問(wèn)題，難以快速解決新出現(xiàn)的問(wèn)題，容易在電力系統(tǒng)故障時(shí)給出不合理的結(jié)石和回答。最后就是需要通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間來(lái)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)控制系統(tǒng)的建設(shè)，因此也增加了對(duì)新知識(shí)和技能獲取的難度以及增加了建立知識(shí)庫(kù)的難度。

4人工神經(jīng)網(wǎng)在無(wú)功控制中的應(yīng)用分析

人工神經(jīng)網(wǎng)就是對(duì)人的思維進(jìn)行模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息傳遞的人工智能技術(shù)，在此神經(jīng)網(wǎng)中的神經(jīng)元就是通過(guò)人工模擬的方式來(lái)制造并且通過(guò)專(zhuān)業(yè)的方式來(lái)連接的。通過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)的應(yīng)用，表現(xiàn)出其具有龐大的信息儲(chǔ)存量和較強(qiáng)的信息處理能力、具有較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)知識(shí)的自動(dòng)阻止以及形成新的知識(shí)庫(kù)、對(duì)不同信息進(jìn)行處理、相互獨(dú)立、執(zhí)行能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在目前人工智能技術(shù)快速發(fā)展的同時(shí)，在電力系統(tǒng)無(wú)功電壓控制中可以通過(guò)兩級(jí)人工神經(jīng)網(wǎng)來(lái)進(jìn)行控制，其中一級(jí)可以對(duì)無(wú)功電壓中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量進(jìn)行檢測(cè)，另一級(jí)則可以提供校對(duì)策略，表現(xiàn)出較大的應(yīng)用潛力。但是在此技術(shù)的應(yīng)用中，也表現(xiàn)出具有較慢的數(shù)據(jù)計(jì)算速度以及訓(xùn)練時(shí)間長(zhǎng)、不容易收斂等問(wèn)題，需要對(duì)其進(jìn)行不斷調(diào)整和完善。

5模糊理論在電力系統(tǒng)無(wú)功控制中的應(yīng)用分析

模糊理論控制方法同樣是模擬人的思維，屬于比較實(shí)用的控制技術(shù)。模擬理論包括以下幾個(gè)部分：一是模糊化，二是模糊推理，三是模糊判決。模糊理論具有以下優(yōu)勢(shì)：一是可以處理不確定性問(wèn)題，二是可以處理不精準(zhǔn)性問(wèn)題，三是可以處理噪音問(wèn)題，通過(guò)模糊的方式來(lái)表述專(zhuān)業(yè)人士的經(jīng)驗(yàn)和分析，接近人類(lèi)的表述方式，便于知識(shí)的提取。當(dāng)前，國(guó)家已經(jīng)加大了模糊系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)力度，顯示出模糊理論的重要性。電力系統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性對(duì)無(wú)功電壓的穩(wěn)定性有很大影響，模糊控制方法的應(yīng)用可以更好的保證電力系統(tǒng)無(wú)功電壓的穩(wěn)定性。相比傳統(tǒng)的控制方法，模擬控制方法更適用于單片機(jī)無(wú)功電壓系統(tǒng)，不僅可以把無(wú)功電壓控制在合理的范圍內(nèi)，也可以發(fā)現(xiàn)并解決無(wú)功電壓系統(tǒng)中存在的故障。模擬控制技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)為：一是降低無(wú)功損耗，二是提高電壓運(yùn)行質(zhì)量，三是減少控制的次數(shù)，以上三個(gè)目標(biāo)需要平衡，合理的制定研究方案。在目前人工智能技術(shù)的應(yīng)用中，也表現(xiàn)出會(huì)使得無(wú)功電壓系統(tǒng)的精準(zhǔn)度降低的問(wèn)題、設(shè)計(jì)方法不夠合理而導(dǎo)致控制目標(biāo)不夠明確的問(wèn)題、通過(guò)試湊法來(lái)應(yīng)用模擬控制方法時(shí)容易無(wú)法控制復(fù)雜系統(tǒng)的問(wèn)題。為此還需要繼續(xù)研究將此技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)其自主學(xué)習(xí)能力和解決問(wèn)題能力提高的解決策略。

6結(jié)語(yǔ)

總之，現(xiàn)在人工智能方法在電力系統(tǒng)無(wú)功控制中的地位越來(lái)越重要，隨著人工智能技術(shù)不斷發(fā)展和成熟，應(yīng)用于電力系統(tǒng)規(guī)模也會(huì)越來(lái)越大，而其中存在的問(wèn)題則需要迫切解決，但可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)人工智能技術(shù)將為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)

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[3]杜虎.人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019，（11）.

作者介紹：

張耀（1987.02.10-）;男;山東省滕州市;漢族;本科;工程師;專(zhuān)責(zé);無(wú)功電壓供電可靠性;國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司哈密供電公司。

劉鑫（1986.08.23-）;男;四川省江津市;漢族;本科;中級(jí)工程師;技術(shù)監(jiān)督管理專(zhuān)責(zé);電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)量智能識(shí)別;國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司哈密供電公司。