浅析人工智能技术在电力系统故障诊断中的运用

浅析人工智能技术在电力系统故障诊断中的运用

赵凯

常州供电公司，江苏省常州市213000

摘要：科学技术的发展带动智能生活面向全社会各方面的逐渐普及，而我国现阶段正在大力推广实施智能电网，使现代的电力系统向着信息化、智能化迈进，在这些前提下人工智能技术在现代智能化电力系统建设中所起到的作用可以说相当重要。电力系统作为人们日常生活中组成的部分，其稳定性和安全性的保障至关重要，如果电力系统由于各种各样的原因出现了故障将会直接影响到人们正常的成产成活。

关键词：人工智能；技术；电力系统；故障诊断；应用；分析

1导言

人工智能领域从上世纪50年代发展至今，历经三次重大飞跃，人工智能技术日趋成熟，专家系统，人工神经网络以及各种智能算术等技术，都取得了显著的成绩。人工智能在一定程度上成为人类进步发展的一个非常有力量的科技进步的推动力。

2人工智能的优点

人工智能属于利用计算机来模拟人类的某种思维过程和智能行为的学科，总的来说就是人脑行为智能化。人工智能将涉及的学科很广，其中包括计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。其覆盖面涵括了自然科学和社会科学的所有学科，思维科学着重理论，而人工智能则着重实践，思维科学的技术需要人工智能来表达。人工智能技术需要发展，离不开思维科学的发展。依据国务院在2015年7月上旬制定的《“互联网+”行动指导意见》相关内容，需对智能制造投入力度进一步增强。可通过建设智能工厂的模式，达到推动智能制造实现的目的；也可设置智能制造试点，以起到示范和引导的作用。同时，不断增强对工业大数据的研发和应用的力度，以对制造业向全面智能化转型予以促进，为对具开放、协作等诸多性能的智能制造产业建设提供保障。由上述资料可见，国家大力发展智能制造以及人工智能新兴产业，鼓励智能化创新，在可见的将来，人工智能将会更多融入我们的日常生活，给人们的生活、工作和教育带来更多的影响。

3人工智能技术在电力系统故障诊断中的应用

3.1基于推理型的故障诊断方法

3.1.1专家系统

人工智能技术发展最早、最为成熟的是ES，通过结合相关专业电力方面的理论知识与电力监督管理方面的实际作业经验，采取合理的方法处理各种电力故障问题就是所谓的ES原理。ES的表达方式可减少故障问题造成的原因范围，能够使工作效率得到提升，另外ES的应用能够为电力系统故障检测与诊断作业提供很大的帮助。因此，电力系统中的故障诊断和恢复处理使用最广泛的就是专家系统，通过从两个方面出发（知识表达、推理）区分专家系统，能够为相关工作的开展奠定良好基础。专家系统工作模式主要为发现问题—诊断问题—解决问题，形成针对以故障诊断为内容的专家系统的知识库，之后根据所接收到的报警信息更深入地对知识库的内容进行推理，从而获得诊断的正确结果。专家系统所特有的应用原则体现在故障诊断和产生式规则的实际运行中，在产生式规则特性下的故障诊断专家系统的应用，能够充分发挥其推动作用。惯用动作逻辑为直观的、规模化的规则，在电力网络保护中的应用较为常见，首先被表述的是一级保护与断路器之间的关系；在产生式规则操作下的专家系统存在着多项运行规则，包括允许增加、删除，或予以修改，能够有效促进诊断系统工作实效性开展；为一些不确定问题的解决提供可靠依据，且可总结出与人类语言习惯符合的结论，同时可进行相关问题的解释。

3.1.2人工神经网络

根据相关报道可知，将人工神经网络技术应用于故障诊断中，其处理方式与专家系统存在不同。从人工神经网络技术所具有的典型特点来看，其能够不断调节人工神经网络中所含有的连接权及相关阈值，使得知识点的获取在整个网络系统计均有隐性分布，最终形成人工神经网络相关模式的记忆。因此，人工神经网络具有强大的知识获取功能，且其含噪声数据的高超处理技巧的特征，能够有效弥补专家系统存在的不足。通过运行种类繁多的人工神经元网络来实现故障诊断的目标，每个人工神经网络均诊断系统中特定的一个部分或单元，从而使所有问题得到良好解决。虽然当前人工神经网络项目的研究比较活跃，但在研究中需要充分考虑上述问题，才能使其作用得到更好的发挥。对BP网络模型在故障诊断过程中，予以输入的样本影响诊断结果的准确率的现象，可以制定以原神经网络输入节点为操作基础，并输入特定节点，反映输入样本数据大小所具有的特征量，并广泛推广使用电力变压器，从而提高故障诊断效率。

3.2基于不确定性理论的故障诊断方法

3.2.1模糊理论概括

与专家系统结构相比，FT方法与其有着相似之处，其组成部分包括模糊知识库、模糊推理机、人机界面等。将FT引入到故障诊断中能够改变以往的精确推理，达到近似推理，使容错性能增强。在处理一些不确定性的问题时，FT通常会与其他方法相结合进行处理。在诊断电力系统故障时，对故障征兆与故障排除间的关联方面的鉴别有着一定难度，由于两者之间存在着不准确性的现象，且在概念描述方面也存在着不精确性，因此，所显示出的诊断结果也将模糊不清；随着逐渐完善这种模糊理论，其优点逐渐凸显出来，特别是在处理一些不确定的问题时突出其显著的价值；其所具有的模糊知识库通过应用语言变量来描述专家的经验，与人的表达习惯更接近；模糊理论在解决问题时，能够根据问题的模糊程度进行优先排序。

3.2.2信息理论法

这一理论法是在1948年提出的，在电网故障诊断中应用信息理论，能够找出电网故障并引起保护装置动作、断路器跳闸的过程，描述为故障信息运动的过程来处理故障和征兆之间的不确定性，决策最有可能发生故障事件的过程就是故障诊断的过程。利用信息理论进行电网故障诊断的辅助决策系统的开发，能够使故障诊断及拓扑检错得以实现，其最大的特征为实用性较强。从信息理论的角度来看，一个多信息融合的过程就是指电网故障诊断。当前亟待解决的问题是如何有效利用保护装置、断路器的动作信息、遥测量信息、录波信息，未来可通过信息融合及信号处理、参数优化等方法辅助解决这一问题。

3.3基于优化技术的故障诊断方法

使用传统的技术诊断电力系统故障，极易出现不准确的数据分析现象，很难取得理想的诊断结果。人工智能系统诊断并不能处理一些新的问题，且无法应对一些突发状况。人工智能诊断是合并统一处理以往发生过的问题，之后在人工智能系统中存入这些出现过的数据，诊断时需要以这套系统为前提条件，这种诊断方法存在的不足就是漏洞较多。而将新兴科技应用于电力系统故障诊断中，并通过应用模糊理论，能够有效解决一些突发情况，这套系统在面临一些新的问题时能够灵活进行诊断。与人工智能系统相比，模糊理论系统在诊断灵活方面具有一定优势，这套新兴系统是模拟人脑的方式处理相关信息，但在实际应用中也存在着缺乏自主思考能力的缺点。

4结论

总而言之，当前我国居民和工厂的用电量正在不断增加，且我国电网工程规模也在不断扩大，电网事业的发展将面临新的挑战与机遇，为了保障电网系统的稳定安全运行，采取有效方法诊断电网故障问题具有重要意义。在我国科学技术不断进步的环境下，新兴技术在电网系统故障诊断中得到广泛使用，且取得了良好的应用效果。当前电网事业最为关注的问题就是电力系统的稳定运行，为了有效解决电网系统故障问题，制定符合现代化发展需求的技术与系统是当前的主要任务，以此为促进电网事业的可持续发展奠定基础。

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