智能化技术在电力系统中的应用浅析

智能化技术 在电力系统中的 应用 浅析

韩志杰通讯作者（ 董朝轶） 任拴柱 丁鹤森

内蒙古工业大学 内蒙古呼和浩特 010080

摘要：随着人工智能理论技术的飞速发展，智能化技术在生产生活各个领域应用日益广泛，目前，已经逐渐渗透到电力生产、分配与消耗的各个环节。智能化技术的出现是对电力系统的又一次革新，极大地促进了电力系统的新发展。本文对智能技术在电力系统中的应用进行了浅析，简述了智能技术应用价值以及电力系统中各方面应用的主要智能化技术，并结合实例加以总结说明，最后指明了智能化技术应用的意义。

关键词：电力系统；智能控制；自动故障诊断；智能电网

引言

以工业4.0为标志的智能化技术已经渗透到人类生产生活的各个领域。虽然，人工智能技术起步较晚，但仅仅经过数十年的发展，在当前各个领域的成效显著，尤其在电力系统的产业升级过程中具有十分重要的地位。为了确保电力系统保持正常的运行，为社会提供高质、高效的供电和配电服务，智能化技术的应用成为了电力系统发展过程中一种不可或缺的手段^【1】。

1智能化技术应用价值

在电力系统控制领域中，智能化技术的应用价值主要体现在高效性、安全性和稳定性。智能化技术的出现，可以有效提升电力系统控制的效率，同时降低了总体的运行成本，安全性主要体现在应用智能化技术之后，可以有效减少人工操作环节，一方面可以避免工作人员进入高危工作环境操作，另一方面也降低了工作人员操作违规或者失误所带来的风险，从而大大提升了电气系统自动化装置以及工作人员在电气设备运行时的安全性，并且为各个企业的安全生产以及可靠的运营保驾护航^【2】。此外，在电力系统控制中应用智能化技术可以在系统出现异常的时候，及时上报给控制中心，同时对电力系统中的故障问题进行诊断分析，并且根据相关要求及时采取有针对性的措施对故障部位进行隔离或者立即暂停运行，避免故障进一步扩大，以此来恢复正常生产，保障生产过程的稳定性^【3】。

2电力系统的智能化技术应用

2.1优化设计

在对电气力系统实施自动化控制的过程中，电气设备的设计优化工作十分重要。传统设计工作中，工作人员自身的经验以及操作能力是开展设计优化工作的重要依据，这样所设计出的方案无法获得理想的工作效率。目前通常会将CAD技术与信息技术进行充分结合，以更好地开展与落实设计工作。在智能化技术应用过程中，遗传算法的运用较为普遍，有着十分明显的实用性，所以能够在实际设计工作中实现对电气设备设计的有效优化^【4】。

2.2自动故障诊断

将专家系统、人工神经网络、模糊理论、遗传算法等根据需要把系统分为若干个模块，再以某种方式将各个模块集成来形成主体系统结构，从而构造出自动故障诊断系统。在操作相关的电气设备和设施时，可能会出现一些故障和问题，通过智能化技术来加强设备的观测和监控，能够让相关人员掌握设备的实时运行状况，从而能够更加快速地发现其出现的异常情况，进而有助于工作人员找到故障和问题出现的源头，并且能更加及时地处理问题。当今在传统电力系统中应用较为广泛的便是继电保护装置，其可以通过测量出被保护对象的相关电气量与整定值进行比较，从而自动诊断出系统的状态，及时发出故障信号或者自动切除故障，这对故障的切除具有重要的意义。随着人工智能技术的不断发展，故障诊断领域也被注入了新的活力，广泛应用于输配电网络故障、ANN检测变压器故障的诊断以及用小波变换对故障后的暂态现象进行分析、自动驾驶车辆故障诊断等多方面，具有极强的实用性。

除此之外，尽管智能化技术能够起到一定的辅助作用，但工作人员也应当重视设备的检测工作，尽可能降低故障的出现几率，这样能够明显降低企业维修和维护的费用支出，并且能够保证设备的有序运作，降低故障出现的可能性^【5】。以医院的变配电系统为例，医院对电能的需求量较大且相关设备由于运行时间较长或负荷较重等原因都可能会产生一定的安全隐患，因此，医院可以通过智能技术，对医院各楼层的电压数据、负荷曲线和温度等参量进行有效的检测，进而帮助相关人员更加准确和及时地发现可能出现故障的区域，从而采取一定的措施，为医院的电力系统提供更有力的保障。智能化管理手段能够使得医院对相关电气设备的监测更加规范，并且能够更加准确和快速地诊断出电气设备的故障，这使得医院的电气故障诊断技术更加具有现代化和智能化的特征，能够对医院的现代化管理起到推动作用^【6】。

2.3智能控制

智能化技术可以加强对机械运转的管理，有助于实现远程操控以及无人操控，可以促进自动化全面实现。首先，便于高难度工作的实施。在高危作业环境下，智能化技术应用可以实现无人作业，既能完成任务又能够减少危险。其次，智能操作便于调节、灵活性较高。同时，智能化技术可以突破时空限制，实现远程操控，有助于实现资源的优化配置，如通过人工智能技术，可以让工作人员通过计算机对室外电气设备远程控制，有效的提高智能操作水平和应用空间

^【7】。此外，通过使用自动化技术来处理信息，还可以有效地减少员工数量，帮助企业扩大信息的具体操作，为充分发挥信息相关功能奠定基础。

模糊控制是智能控制的方式之一，是一种非线性的智能数字控制技术，包括模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理。在电力系统中主要用于研究不确定性的模糊交流潮流、分布式电源对配电网潮流影响^[9]以及电网中的谐波等问题。模糊控制的运用能够使设备机器模仿人类进行决策或思维逻辑的思考，很好的提升了电气设备的工作效率，改进以往“傻瓜式”的机器操作，保证电力系统更快、更稳以及有序进行。

2.4智能电网

智能电网是一种集现代化通信、测量、分析决策、自动控制等技术于一体的新兴的电网理念。其在电力系统运行过程中的传输环节以及管理环节均十分重要。应用智能电网相关技术，能够对当前电力资源进行实时的跟踪反馈，并通过智能决策功能实现对电力资源更为科学的调度控制。同时，可以降低电网的的运行损耗及成本。例如智能变电站可以实现自动控制、智能调节等功能；智能电表高度自动化，可以实现用户互动，精确计量；DFACTS技术可以优化潮流，智能保护控制技术以及分布式发电技术可以提高全网的经济性和可靠性；但也有部分技术存在不足，比如柔性交流输电技术及高压直流输电技术，二者主要涉及电力电子装置的使用，对于电力电子装置的要求较高。同时，超导技术也在快速发展，但其受限于材料等因素影响明显。从今后发展来看，智能电网将仍以探究电力电子技术为重点^【10】。

结语

随着人工智能、大数据技术的迅速发展，智能化技术的应用已经成为社会发展的必然趋势。而电力系统的发展水平在一定程度上体现了国家的科技水平，并且与人们的实际生活有着紧密联系。所以在新时代发展背景下，如何提升电力系统智能化水平成为了需要重点思考的问题^【8】。如果能在实际中减少人工工作量，模拟替代人类的自主决策、自主诊断，可更加有利于电力生产企业和电网企业的效能提升和持续发展。通过对智能化技术的有效应用，能够最大限度地降低投入成本，更好地满足电力系统发展的实际需求，促进“双碳”目标的早日达成。

参考文献

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[2]罗银霞.电气工程及其自动化的智能化技术应用分析[J].华东科技（综合），2018（5）：236.

[3]陶春宇.电气工程及其自动化的智能化技术应用分析[J].科技资讯，2018（33）：47-49.

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[8] 宫占霞，龙小丽，焦根平；智能化技术在电气工程控制中的应用 《电子世界》；2018-11-15

[9]孙秋野, 张化光, 刘兆冰. 配电网模糊潮流计算方法及其收敛性研究[J]. 中国电机工程学报, 2008, 28(010):46-50.

[10]刘瑜.智能电网中电力设备及其技术探析[J].科技展望,2015,25(03):51-52.

指导老师：董朝轶