基于人工智能的电力系统集控运行控制方法分析

基于人工智能的电力系统集控运行控制方法分析

董 晨

国家能源集团博兴发电有限公司 256800

摘要：近年来，由于人们用电需求及标准的提升，部分地区的工作量逐年增加，电力系统崩溃，传统的系统集控运行控制形式已经无法满足当前的需要，极容易造成大规模的电力调度瘫痪情况，给电力工作的执行造成阻碍。为此提出对基于人工智能的电力系统集控运行控制方法的设计与分析，在一定程度上证明结构更加灵活、多变，误差小且控制限制条件少，控制效果更佳。

关键词：人工智能；电力系统；控制方法

引言：电力事业不断发展，电力工程种类不断增加，规模也随之增大，对电力自动化技术的依赖性大幅提升。随着市场环境的不断变化，想要提升自身核心竞争力，电力企业有必要重视发挥人工智能技术实效性，促使其和电力自动化控制实现有效融合，对于推动社会经济发展也能发挥积极作用。

一、人工智能与电力系统分析

（一）人工智能概念

人工智能又称AI，它是研究开发用于模拟、延展与展人的智能理论、方法及技术。严格来讲，人工智能属于计算机科学中的一部分，它是通过人脑思维与智能处理方式的结合，让计算机系统具备自主执行指令的能力，例如，语言识别、图像识别、自然语言处理以及具有丰富经验的专家系统，均能够通过人工智能载体，实现多技术的融合应用。在多层叠加的模式之下，整个学习模型可以及时针对数据产生的结果进行预测分析及处理，并作出相应响应，保证智能驱动的合理性与科学性[1]。

（二）人工智能在电力系统中的主要作用

简化电力系统的运营流程。从系统运营流程来讲，人工智能技术的实现能够保障电力系统驱动的合理性，人工智能可对传统设备进行优化，让智能设施通过与计算机的连接，实时下达操作指令，帮助计算机精准调控设备，保证各项设施运行的流畅性。对电力系统进行智能化检测。传统电力系统运行期间可能产生故障问题，当出现故障时需要工作人员进行现场检修，对设备线路或者是相关零件进行逐一检测，其将消耗大量的时间与成本。部分电力部件内部成分相对复杂，在检测期间可能被忽略，进而增加故障的检修时间。

（三）电力集控运行模式构成

目前电力集控运行模式主要包括分散控制模式、分等级控制模式和通讯传输控制模式三种模式。分散控制模式是在集控运行模式基础上的革新，与传统的集控管理系统有所不同，分散控制系统是分散化的集控模式，在实际操作过程中，对运行风险、超负荷与否以及技术功能等方面作了分散化的管理，这样做可以有效避免系统操作过程中事故的集中发生，减少了事故发生时危害波及范围。分等级控制模式是对实际操作过程中的细化处理，将管理模式等级化、阶梯化，有助于集控运行控制模式科学化水平的提高。在分等级控制模式中，集控运行模式被分为很多等级和细节，将集控运行模式变成了集约化管理，有助于提高工作效率。

二、构建人工智能电力系统集控运行控制的相关措施

（一）集控运行控制基础指标设定

通常情况下，电力系统在实际运行的过程中需要采用多种指令以及定向协议进行控制约束，以此来完成最终的控制处理，所以，首先需要针对控制指标设定。从外部向内部运行结构转移，进行指标及参数的设置。完成对基础控制指标及参数的设定。在此基础之上，对电力系统的控制结构作出合理调整，设定初始的电力输出、输入量，同时固定电力的定向调度时间。随后为提升电力系统的应用效果及质量，可以根据得出的数据信息，进行运行控制失负荷概率的计算，公式为：

其中D表示运行控制失负荷概率；h表示预设运行控制范围；α表示供电平均值;φ表示设定控制次数；c表示持续控制次数。根据上述测定，最终完成对运行控制失负荷概率的测算。随后，将其设定为电力系统的标准失负荷值，为后续系统运行控制环境的设定与转换奠定基础[2]。

（二）监控系统的人工智能化

对于集控运行系统来讲，监控属于至关重要的一个环节，经由实时监控的方式，管控工作人员可以对系统的具体运行状况进行及时了解和控制，同时，随着电力行业发展脚步的不断加快，监控技术，特别是智能监控技术，显现出的优势愈发明显。就智能监控来讲，其能够帮助使用者打造自动化界面，且同一时间还可以对系统的具体运行状况进行数据和图形并存的监督和研究操作，对于优化管理人员决策有效性存在积极影响。同时，现阶段开展的智能控制操作，还可以达到遥控闭锁和远程遥控等目的，大幅优化了控制效果，且降低了人力资源浪费问题出现的可能性。该部分的优势体现包括，在实时电源切换以及高低压进线的研究操作期间，对分层式结构加以优先考量，并对系统运行和温度的变化状况进行实时把控。此外，系统还可以针对差异化的遥信量展开监测，并可以将所接收信号及时传输到控制中心处。

（三）集控运行控制的容错处理

容错处理主要是对电力系统集控运行过程中出现的错误指令进行修正，先在系统内部安装一个集成化的监测装置，连接伺服补偿器，构建一个动态化的容错处理空间。在电力系统运行过程中，设计容错处理环节，对执行的错误指令存在的异常位置进行标记，与此同时，将指令设计错误的位置重新构建，最大程度确保集控运行控制处理的精准性、可靠性。容错修正之后，需要在重置的位置作出标记，传输至设定位置之后，管理人员可以清晰分辨出该指令，并对其进行二次核验审查，提升整体的控制效果。测算出最小控制偏差，在合理的范围之内，对指令的错误情况进行修正，最大程度降低存在的运行控制误差。

（四）集成控制及模糊控制智能化

电力自动化和智能控制等之间的关联便是依靠集成智能系统实现的，其能够达到多种控制目的。再加之网络以及专家系统的结合，促使集成控制系统得到更有效的优化，促使其控制效果能最大化地发挥出来。经由模糊控制实现有效计算，便可以实现对系统动态的简单化，进而实现对系统的控制。在现阶段的电力自控系统中，对模糊控制技术的应用较为频繁，其隶属计算机技术的分支，存在较为明显的人工智能特征。模糊控制最明显的优势即为能够对复杂系统进行简化，不需要依靠基于控制对象建立的精准数学模型，可经由控制的方式针对系统内的各变量间存在的关系加以分析。模糊控制设备具有操作便捷性和容错性高等特点。基于本质含义上分析，电力自控系统运行和发展的终极目的即为从模糊指令开始，到决策结束，将其和人脑统一化，实现智能控制的效果[3]。

（五）人工智能集成控制方法测试

根据测试需求及标准，接下来，进行相关测试环境的搭建。为确保最终测试结果的真实可靠，对D电力系统进行基础性的设定及调整。系统调整为多层级执行的模式，调度频率的转换比设定为1.25~1.3之间，系统的运行设定为阶段性的，针对实际的控制需求及标准，在系统内置结构中设定2个PI控制器与一个控制感应器，形成定向的控制环境。利用所布设的节点，采集各区段电力系统基础性的数据信息，汇总整合之后，以待后续使用。在3个控制区域内部设定对应数量的监测装置，观测各阶段电力系统对电力站的控制情况。根据上述划定的控制频域，利用人工智能技术在频域范围之内运行控制模型，对3个区段进行动态化识别扫描，对异常运行位置标记，最终得出的动态控制响应速度相对较快，证明在对电力系统实际控制过程中，在人工智能技术的辅助下，控制效果更佳，误差更小，控制限制条件少，具有实际的应用价值。

结论：利用有效手段，实现集控运行以及人工智能的融合，对于优化系统运行整体效果存在积极影响。由此，有必要对相关研究提起高度重视，积极探寻和应用多种可靠的方式，促使人工智能在电力自动化控制中的实效性充分发挥出来，进而实现推动我国电力事业发展的目的。

参考文献：

[1]孙传鹤.试论人工智能在电气工程自动化中的应用[J].中国设备工程,2023(18):41-43.

[2]刘文昌.智能建筑电气自动化技术应用探析[J].城市建筑空间,2023,30(S1):290-291.

[3]刘军强.人工智能在电气设备故障诊断中的应用[J].自动化应用,2023,64(07):1-3+6.