浅谈人工智能在电力系统中的应用论文_张丽1,苏海龙2,卞媛媛3

浅谈人工智能在电力系统中的应用论文_张丽1,苏海龙2,卞媛媛3

(1.国网山东省电力公司嘉祥县供电公司 山东济宁 272400;

2.国网山东省电力公司嘉祥县供电公司 山东济宁 272400;

3.国网山东省电力公司菏泽供电公司 山东济宁 272400)

摘要:随着社会经济水平的提高,我国电力行业在生产生活建设中发挥着举足轻重的作用。与此同时,电力系统结构变得越来越发达,涉及的数据、程序增多。为了维护好电力系统的运行,减少意外事故的产生,满足人们日常生活的需要,就引进了人工智能的技术,通过机器模仿人的系列活动来帮助电力部门的技术人员处理和解决一些棘手的问题。在探讨人工智能技术运用于电力系统的过程之前,首先要全面分析人工智能的基本定义和人工智能的常见技术的分类。

关键词:人工智能;电力系统;应用

随着信息社会和知识经济时代的来临,信息量急剧增加,使得仅靠人脑来处理纷繁复杂信息变得力不从心,所以需要开发由机器实现的人工智能。同样随着我国电力行业的大力发展,系统结构越来越复杂,各种数据越来越多,这就需要将人工智能的技术应用在电力系统中,帮助人们解决复杂的问题。

1 人工智能技术概述

人工智能是一门复杂的技术,集成了很多学科的知识,进行人工智能研究的研究人员必须要了解脑科学、神经学和信息技术等方面的知识,因为这三个方面的知识是人工智能最基础的知识。人们将这些知识实际应用到机器的设计之中,就能够对机器进行人工智能的设计,从而实现机器智能化的操作。

2人工智能技术的种类

2.1人工神经网络

人工神经网络在电力系统的应用解决了电力系统中很多非线性的问题,尤其在继电保护方面的效果最为出色,所以在电力系统的继电保护中得到了广泛的应用。所谓的人工神经网络,就是科学家们在对人的神经网络进行研究后,将其运用到系统的研究上而得出来的。在电力系统的工作中,能够对电力系统做实时的监测,同时能够对出现问题的地方做出快速的反应,有效的提升了电力系统的工作效率。

2.2智能模糊逻辑

所谓的智能模糊逻辑,就是人们将模糊理论运用到一些实际的系统当中,使人们能够输入相应的参数,建立对应的数学模型,从而对系统进行很好的规划。在电力系统的应用过程中,人们主要将智能模糊逻辑应用到电力系统的规划和电力系统故障的诊断方面。

2.3遗传算法

遗传算法就是人们基于对生殖遗传规律的研究,在遗传规律应用到实际的生活事件当中,使事件得到最优解。遗传算法能够很好的解决电力系统中一些比较难的问题。

2.4混合技术

所谓的混合技术,就是将遗传算法、人工神经网络、智能模糊逻辑等几种技术合在一起,因为上面所说的几种方法有一定的局限性,甚至还有一些难以克服的缺陷。将这些技术合在一起,就能够更好地解决电力系统中的问题。

3 人工智能在电力自动化控制中的应用

最近几年,许多科研机构和科研人员都在开展人工智能技术的研究,极大地推动了人工智能技术的发展。如今人工智能技术已经被广泛应用在电力自动化控制方面,如智能诊断电力设备故障、电力产品的设计、电力系统的人工智能控制以及系统安全保护等方面。

3.1 优化设计电力设备

优化设计电力设备,需要综合考虑电路、电机电力、电磁等多个方面,还需要结合过去丰富的设计经验。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此,非常复杂,难度很大。以前人们通常是在实验室通过手工制作的方式来进行产品设计,这种方式难以获得最佳方案。现在,计算机技术飞速发展,很多电力设备的设计中都运用了计算机辅助设计(CAD),CAD 技术可以大大缩短产品开发周期。设计人员将人工智能融入到 CAD 技术中,可以提高产品的设计效率和质量。人工智能在电力产品的优化设计中的应用主要体现在专家系统和遗传算法两方面。虽然我们无法确定电力设备何时发生故障,但是发生故障之前一般都有预兆,这些预兆预示着故障将要发生。因此我们可以在电力设备中引入专家系统,尽量及时地发现电力设备中的故障预兆,做到平时预防,发生故障及时处理。而具备先进计算方法,高精度计算结果的遗传算法被广泛应用于电力产品的智能化设计中。除了专家系统和遗传算法这两种方法之外,目前电力产品优化设计中经常使用的还有模糊逻辑和神经网络等方法。

3.2 智能诊断电力设备的故障

工业生产的不断发展,科学技术的不断进步,使得现在的电力自动化系统越来越复杂,设备种类和数量越来越多。一般来说系统越复杂,出现故障就越难诊断。如果不能及时处理故障,就可能会中断工业生产,造成经济损失,甚至会造成生产人员的人身伤害。传统的故障诊断方式难以精确定位故障点,往往不能及时处理设备故障,导致设备故障不断扩大。现在,使用人工智能技术对电力设备进行监控,就可以实时监测设备的运行情况,可以精确地定位设备的故障点,还可以自动生成故障解决方案,这就大大降低了维护人员处理故障的难度,提高了设备维护效率。

3.3 人工智能在电力控制过程中的应用

电力系统中的电力控制过程至关重要,运用人工智能实现智能化的电力控制过程极大地提高了系统的工作效率,大大降低生产成本。人工智能技术在电力控制中的运用主要包括模糊控制、神经网络控制、专家系统控制等。比如使用的最广泛的模糊控制主要通过直流和交流传动来实现,Sugeno 和 Mamdani 是电力直流传动控制过程中最主要的两种模糊逻辑控制。其中 Sugeno 属于 Mamdani 的特殊情况,而实际应用中主要通过 Mamdani 来控制调速。在交流传动控制过程中模糊控制器基本取代了常规调速控制器,从而发挥相应的功能。

3.4 人工智能在电力系统中的应用

现在,电力系统的稳定性和安全性要求越来越严格,因此 PLC控制系统渐渐取代了比较落后的继电控制器。PLC 控制系统可以实时监测系统某个环节的同时对整个系统的安全生产进行协调。比如火力发电的输煤系统由煤的装运,存储,卸载,分配及辅助系统等几个部分组成。主站层,现场传感器、远程 IO 站构成了输煤控制系统的网络体系,其中主站层由 PLC 和人机接口构成。只需要安排少量人员在主站层的集控室内,通过显示屏对整个系统进行监测。软继电器大量的取代了原先的实体元件,从而提高了生产效率的同时减少了故障发生频率,提高了系统的可靠性。

4结论

我们对人工智能的概念有了清晰的认识,同时也了解了将人工智能应用在电力系统能够为电力系统带来的巨大发展。解决了电力系统目前存在的大量问题,为电力系统的发展提供了突破性发展的思路。但是我国人工智能的技术还不够成熟,与国外先进的人工智能技术相比较还有很大的差距,所以我国必须制定相应的方案促进我国人工智能的发展。首先,我国要在政策上对人工智能的企业进行优待,鼓励更多的企业投身到人工智能的发展之中,其次我国要加大人工智能的人才培养力度,从我国目前的人工智能发展现状来说,我国的人工智能的人才缺口比较大,很多专业的人才都是从国外引进的,花费了国家大量的资金,所以对人工智能的人才培养是我国未来促进人工智能的发展必须要做的任务,对于我国人工智能的可持续发展具有重大的意义。

参考文献:

[1]区伟鹏.人工智能技术在电力系统无功电压控制中的应用[J].科技展望,2016,09:102.

[2]常红艳.电力系统自动化中智能技术的应用[J].电子测试,2016,18:123-124.

[3]孙恒东.基于人工智能技术的电力系统母线保护的应用研究[J].电子测试,2016,22:14+2.

[4]邢大成.人工智能技术在电力自动化系统的应用[J].农村电力化,2016,10:43-44.

论文作者:张丽1,苏海龙2,卞媛媛3

论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期

论文发表时间:2017/11/27

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