人工智能技术在电力系统中的应用杨学志

人工智能技术在电力系统中的应用杨学志

国网内蒙古东部电力有限公司扎赉特旗供电分公司内蒙古兴安盟137600

摘要:信息技术的发展推动人民的生活以及企业的生产制造走向智能化。随着国家智能电网的全面推进,现代电力系统正在向信息化、智能化发展,而这其中,人工智能技术的应用对现代电力系统智能化建设起到了重要的支撑作用。

关键词:人工智能技术;电力系统;故障诊断;智能化发展

2015年,谷歌将人工智能技术引入数据中心,依托人工智能技术,谷歌探索有效的设备管理和平衡电源的方法,为公司节省了巨额能源支出。为响应国家政策,国内一些科研机构率先尝试将人工智能技术与电力系统相结合。2016年,百度建立了一座人工智能建筑,从根本上减少电力资源的浪费,百度将专注于人工智能核心技术的建设,并将在未来参与电力系统的各个方面。美国在电力行业中充分的利用了人工智能技术,并取得了一定的成果,在电力系统的不同领域都有应用,所以说,讲人工智能应用于电力系统是很有必要的。

1人工智能技术

人工智能的含义:人工智能是以计算机等硬件设备为依托,通过算法或者编程等计算机语言来让计算机等设备来模拟人类的思维或者行为。人工智能将涉及的学科很广,包括计算机编程、计算机数学、心理学和语言学等。目前,我国政府对于人工智能的发展日益重视,例如,2015年国务院颁布了《“互联网+”行动指导意见》,其中指出人工智能对于生产生活以及制造业的重要性,鼓励企业和个人努力发展人工智能技术,并且加大对人工智能技术的投入与研发;2016年国家发改委等联合多个部门发布了人工智能技术的发展策略,充分肯定了人工智能技术在智能制造的作用与优势,积极引导企业开展人工智能技术研究,在全球范围内抢占人工智能的制高点,且鼓励领头企业起到示范和引导的作用。依托现代化的计算机技术以及电子技术而形成的人工智能技术在电力系统故障诊断中,通过依靠其已有的数据库信息或者构建的知识系统库对电力系统进行故障诊断,同时,通过不断地学习可以将之前出现的故障记录下来,进而不断加强其学习能力和故障的诊断能力,使得人工智能技术不断地为提升电力系统的诊断效率服务。

2人工智能技术的运用理论

2.1遗传算法的运用

遗传算法(GeneticAlgorithm)是一类借鉴生物界的进化规律(适者生存,优胜劣汰遗传机制)演化而来的随机优化搜索方法,其主要特点是直接对结构对象进行操作,不存在求导和函数连续性的限定;具有内在的隐蔽性和更好的全局寻优能力;对电力故障点采用概率化的寻优方法,能自动采用故障检测最优方法和指导优化空间搜索,自适应地调整搜索方向,不需要确定的规则。基于遗传算法的函数寻优计算,针对适应度函数,能实现较快的收敛计算,寻优结果较合理,鲁棒性较好。GA是以电力系统的优化检测技术为基础,有助于缩短故障检测时间,提高效率。在基于GA的电力故障检测优化模型研究中,会有故障诊断结果存在多解的情况,目前,许多学者也根据GA算法提出了考虑故障信息特征的电网故障诊断模型。

2.2模糊理论的运用

在以往对电力系统的故障诊断过程中,专家或工程师们难以有效鉴别故障征兆与故障排除间的关联,在电力故障诊断结果中出现模糊不清的情况。随着此种模糊理论的完善,能比较容易地将专家或工程师的控制经验融入到控制器中,制造了合理的模糊控制器。目前,许多电力系统的模糊控制器采用了自适应模糊控制规则,一个自适应模糊控制器可以由一个单一的自适应模糊系统构成,也可以由多个自适应模糊系统构成。与传统的自适应控制相比,自适应模糊控制的优越性在于它可以利用电力系统操作人员提供的语言模糊性信息,对电力系统中故障的高度不确定问题进行处理,这有利于提高故障检测效率。

2.3人工神经网络的运用

人工神经网络就是模拟人思维的方式,通过神经元之间相互作用的动态过程来完成信息处理。这是一个非线性动力学系统,其特色在于对电力系统中各种信息的分布式存储和并行协同处理,提高故障的排查效率。虽然单个神经元的结构极其简单,功能有限,但大量神经元构成的网络系统所能实现的行为却是极其高效的。Hopfield神经网络模型是一种循环神经网络,从输出到输入有反馈连接。Hopfield神经网络需要判别反馈网络的稳定性,通过状态变化实现系统的稳定性收敛。Hopfield神经网络模型是一种循环神经网络,从输出到输入有反馈连接。在输入的激励下,会产生状态的不断变化。Hopfield神经网络具有较强的容错能力、学习能力以及大规模的处理能力,并且对于电力系统的网络结构多样的特点,因此,适合应用到电力系统故障诊断中,主要包括离散或者连续的Hopfield网络。其与电力系统专家构建的故障检测知识库之间的数据可以实现双向连接,在推理故障信息时,Hopfield神经网络从知识库中获取相类似的特征信息,对故障的情况进行排查,在排查完成后获取新的特征的故障信息可以补充到知识库中的故障信息中,以提高下一次故障排查的检修效率。

3如何在电力系统中使用人工智能技术

3.1对人工智能化的电力设备进行使用

要想在电气设备中融合对人工智能技术的应用必须要使用信息开发操作程序,使计算机能够与人互动,提升电气自动化设备的交互性。使用计算机编译器来编写人工智能程序,从而促使诸多设备进行自动化的运行,也能够根据工作人员的需求制定相应的福利,这在很大的程度上减少了企业员工的使用数量,并提高管理效率和生产效率。充分的利用人工智能技术使得设备进行智能化运行,在实际生产的过程中更加安全、精确和高效。

3.2简化电力系统的操作流程

人工智能技术能在很大的程度上简化整个电力系统的操作步骤,通过对传统设备进行完善和升级,相关设备可以直接于计算机相连接,操作指令可以通过计算机传输,可以提高设备的控制率,确保所有的设备都得到充分的利用。而且在实际生产的过程中可以避免一些不必要的事情发生,包括数据错误、操作不合规等等,通过这种方式有效的降低了生产的风险性,有效地为系统内部实现智能化提供了保障。

3.3使用人工智能技术实现智能化地检测故障

人工智能技术可以有效的完善设备的操作步骤,并对设备进行实时的故障检测。在传统的设备故障检测中,需要消耗大量的人工成本,要对所有的设备零部件进行检测和维修,整个检测过程时间长,而且受到工作人员自身因素的影响,导致整个检测效率低下。此外,对于电气自动化设备内部的某些部件或精密部件,维护人员不知道设备的内部状况,也无法确定故障原因,这种问题也是电气行业中的普遍存在的难题。改进维修方法能够有效地促进中国工业的发展。充分的利用人工智能技术,将设备运行的相关数据进行详细的记录,并对正常运行的数据进行对比分析,从实现对借助人工智能技术,可以根据电气自动化设备的运行数据记录,对其运行状态做出正确的判断。当设备发生故障时,维修人员可直接根据系统的提示进行针对性的检测维修,提高了检测和维修效率。

结语

使用人工进行管理的复杂程度不断翻倍。当前的现况迫使拥有高度自动化和智能化的人工智能技术占据主导地位,所以说在电力系统中使用人工智能技术是非常明智的选择。人工智能技术和电力系统的有效结合在一定程度上加强了智能科学的进一步发展,并且对电网的持续有效输送提供了安全的保障。

参考文献:

[1]章熙,姬源,黄育松.人工智能技术在电力调度自动化系统中的应用研究[J].信息与电脑(理论版),2017(22):132-133.

[2]梁纯,仇文宁.人工智能技术在船舶电力系统故障诊断中的应用[J].舰船科学技术,2018,40(16):52-54.

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