人工智能技術(shù)在配電自動(dòng)化中的應(yīng)用

2019-01-16 01:05:36張煦晨袁文山

通信電源技術(shù) 2019年8期

張煦晨，袁文山

（1.河北工程大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，河北邯鄲 056038；2.河北工程大學(xué)，河北邯鄲 056038）

0 引言

目前，我國(guó)對(duì)電力的需求不斷增加，供電質(zhì)量卻達(dá)不到需求。因此，面對(duì)復(fù)雜的電網(wǎng)狀況要有更加清晰的認(rèn)識(shí)，要求員工能夠面對(duì)復(fù)雜的狀況有針對(duì)性地做出迅速處理。如果調(diào)度員仍是采用原來的方法進(jìn)行處理，不僅效率低下，而且可能產(chǎn)生較高的錯(cuò)誤率。信息化時(shí)代下，要求對(duì)配電設(shè)備做出整改，要求配電設(shè)備更加自動(dòng)化、更加智能化。配電自動(dòng)化是基于通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的，能夠在故障產(chǎn)生時(shí)及時(shí)進(jìn)行解決。隨著對(duì)計(jì)算機(jī)研究的深入，在配電設(shè)備上增加了智能化功能，讓配電設(shè)備能夠根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜狀況迅速做出反饋。人工智能技術(shù)是目前的熱門，而將人工智能技術(shù)與配電自動(dòng)化相結(jié)合是電力發(fā)展的必然態(tài)勢(shì)。

1 人工智能技術(shù)及配電自動(dòng)化的概述

配電自動(dòng)化最早由美國(guó)提出，基本概念為一種可以使配電企業(yè)在較遠(yuǎn)地方進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視、協(xié)調(diào)以及操作配電設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)[1]。

電力系統(tǒng)發(fā)展至今，使用配電自動(dòng)化是必然的發(fā)展趨勢(shì)，其好處在于可以遠(yuǎn)程對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而做出相應(yīng)調(diào)整。運(yùn)用該系統(tǒng)能夠提高運(yùn)行的可靠性，并極大地提高用戶的使用感，保證用戶對(duì)電量的實(shí)時(shí)要求，能夠有效避免電壓、高峰以及低谷等其他問題對(duì)用戶帶來不良影響。同時(shí)，配電自動(dòng)化系統(tǒng)還能夠在一定程度上降低電網(wǎng)電量的損耗，使電網(wǎng)能夠在一定程度上保證持續(xù)不斷的供電能力，避免產(chǎn)生突然的停電事件。由于配電自動(dòng)化設(shè)備的采用，因此一旦發(fā)現(xiàn)故障，配電網(wǎng)能夠?qū)收蠀^(qū)域進(jìn)行及時(shí)隔離，防止故障擴(kuò)散，及時(shí)為非故障區(qū)域的用戶提供電量。因?yàn)殒i定了故障發(fā)生區(qū)域，因此配電網(wǎng)也能夠提供一定條件便于工作人員對(duì)故障線路進(jìn)行相關(guān)的復(fù)原操作，使電網(wǎng)系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用降低[2]。由于配電自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，相關(guān)從業(yè)人員能夠?qū)﹄娯?fù)荷進(jìn)行重新分配，將設(shè)備的利用率發(fā)揮到最佳。配變負(fù)荷監(jiān)測(cè)終端能夠?qū)ω?fù)荷進(jìn)行相關(guān)調(diào)配，也能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來一定經(jīng)濟(jì)效益。目前，計(jì)算機(jī)及通信技術(shù)在不斷提高，將其與配電自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，能使配電自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的越來越成熟[3]。

KDD是隨著人工智能技術(shù)發(fā)展以及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的不斷興起而產(chǎn)生的。目前，KDD的普遍定義是從海量數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行篩選、提取的一個(gè)過程。一般，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的知識(shí)進(jìn)行規(guī)劃處理離不開一個(gè)重要的環(huán)節(jié)——數(shù)據(jù)挖掘。

數(shù)據(jù)的定義是有關(guān)事實(shí)的一種集合，數(shù)據(jù)的作用是對(duì)信息更好地存儲(chǔ)和記錄。因此常常把數(shù)據(jù)庫(kù)稱為組織、存儲(chǔ)及管理數(shù)據(jù)的倉(cāng)庫(kù)。對(duì)于配電自動(dòng)化系統(tǒng)，通常應(yīng)用較為廣泛的是時(shí)序數(shù)據(jù)和序列數(shù)據(jù)的挖掘。

2 人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析及其工作流程

配電自動(dòng)化技術(shù)在不斷發(fā)展的過程中已形成了一定的結(jié)構(gòu)，大致可分為配電線路自動(dòng)化、用戶自動(dòng)化及變電站自動(dòng)化。配電自動(dòng)化的建設(shè)使工人工作的強(qiáng)度大大降低，也減少了停電的時(shí)間，增加了用戶的使用感。配電系統(tǒng)的收益主要由兩部分構(gòu)成，一部分是直接收益，出色的故障處理能力使停電時(shí)間大大減少，保障了配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同時(shí)也能使電力的分配更加合理；另一部分是間接效益，體現(xiàn)在對(duì)配電系統(tǒng)的采用中。不斷查找故障以及相關(guān)設(shè)備的維護(hù)花費(fèi)了大量成本，使用配電自動(dòng)化能降低運(yùn)行成本，減少人力、物力的浪費(fèi)。

將電氣自動(dòng)化應(yīng)用與人工智能相融合，不僅能夠保障數(shù)據(jù)操作中的精度，還能在操作中使數(shù)據(jù)與估計(jì)保持一致，使數(shù)據(jù)評(píng)估更加準(zhǔn)確。驅(qū)動(dòng)器中如果加入了一些未知數(shù)據(jù)，按照人工方式來進(jìn)行判斷和區(qū)分是十分復(fù)雜的，但人工智能可以優(yōu)化這點(diǎn)。即使是對(duì)工作還不夠熟練的員工，也能夠輕松操作人工控制器，并能夠根據(jù)實(shí)際情況做出快速調(diào)整。對(duì)于控制對(duì)象，人工智能也極具優(yōu)勢(shì)，能夠根據(jù)系統(tǒng)反饋的參數(shù)做出動(dòng)態(tài)化的調(diào)整，以便更加精確地把控控制對(duì)象。實(shí)際操作過程中，只需要使用人工智能技術(shù)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行精確處理，就能節(jié)省成本，減少人力投入[4]。

KDD主要靠三個(gè)部分來完成運(yùn)行。首先是數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段，其次是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，最后是結(jié)合產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行有效評(píng)估。因此，要求相關(guān)工作者擁有一定知識(shí)儲(chǔ)備，面向?qū)ο?，鎖定目標(biāo)，并基于此創(chuàng)建一種數(shù)據(jù)的形式，能夠通過現(xiàn)有的樣本做出某種發(fā)現(xiàn)。如果操縱過程中出現(xiàn)無關(guān)數(shù)據(jù)則要及時(shí)進(jìn)行清除，對(duì)于必要的數(shù)據(jù)進(jìn)行保留，還要求有一定決策力，并給出一定決策策略。數(shù)據(jù)處理時(shí)還要找出其中的的特征數(shù)據(jù)，并通過對(duì)特征數(shù)據(jù)的研究，明確使用挖掘的方法。挖掘過程中，要不斷優(yōu)化算法，擴(kuò)充知識(shí)儲(chǔ)備量[5]。

3 人工智能技術(shù)在配電自動(dòng)化中的應(yīng)用評(píng)價(jià)

設(shè)計(jì)電氣設(shè)備時(shí)，需要經(jīng)過不斷地對(duì)比參考，借鑒原有的知識(shí)，便于設(shè)備的科學(xué)使用?？茖W(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展，將電器產(chǎn)品與人工智能技術(shù)進(jìn)行融合是目前探索的新領(lǐng)域，在計(jì)算機(jī)的前提下，電氣設(shè)備設(shè)計(jì)也改變了原先的設(shè)計(jì)方法，優(yōu)化了算法，減少了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，同時(shí)提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

電氣設(shè)備由于經(jīng)常使用而產(chǎn)生故障，產(chǎn)生故障時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一些問題很難找到突破口去查找和解決。但人工智能技術(shù)可以針對(duì)性地解決此類問題，完美地解決了傳統(tǒng)電氣設(shè)備的維護(hù)問題。傳統(tǒng)的電氣設(shè)備故障解決方法通常較為復(fù)雜，且效率低下，而運(yùn)用人工智能技術(shù)則可以大大提高故障檢測(cè)的效率，提高診斷的精度。

目前，人工智能技術(shù)是極具前景的，且設(shè)備朝著自動(dòng)化方向發(fā)展已經(jīng)成為一種必然的態(tài)勢(shì)，但要將其運(yùn)用到電氣自動(dòng)化領(lǐng)域仍需要大量的專業(yè)知識(shí)，并且實(shí)際操作十分復(fù)雜、十分困難。為做到精確控制，需要大量的數(shù)據(jù)計(jì)算和專業(yè)的結(jié)果分析。人工智能技術(shù)相比傳統(tǒng)人工速度更快，精度更高，且能節(jié)省大量的人力和物力。

配電自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)€路現(xiàn)有狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給配電中心，從而形成了有一定數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)庫(kù)。這些數(shù)據(jù)庫(kù)有大量的故障數(shù)據(jù)，可以通過案例的推理技術(shù)來進(jìn)行故障的排查，并可以通過改進(jìn)算法來建立故障預(yù)測(cè)案例庫(kù)，便于故障產(chǎn)生前期對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)預(yù)警，從而方便后續(xù)處理過程。

CBR技術(shù)在目前人工智能領(lǐng)域還處于初步探索階段。該技術(shù)能基于知識(shí)問題進(jìn)行有效解決，并在遇到較難問題時(shí)，能夠不斷積累經(jīng)驗(yàn)，從而使其處理和解決問題的能力逐步加強(qiáng)?，F(xiàn)有的人工智能系統(tǒng)正是缺乏對(duì)該領(lǐng)域的探索。人們解決問題的方法往往是參考前人的經(jīng)驗(yàn)，而人工智能系統(tǒng)在已有經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上不斷加強(qiáng)探索，勢(shì)必能夠更加高效地解決問題。CBR能夠通過數(shù)據(jù)庫(kù)中已經(jīng)發(fā)生過的事件進(jìn)行不斷對(duì)比，然后篩選排查出與當(dāng)前事件相近的案例，并針對(duì)性地對(duì)其進(jìn)行逐一調(diào)整，最終得到在已有基礎(chǔ)上經(jīng)過改進(jìn)后的案例模型，同時(shí)將新產(chǎn)生的案例模型儲(chǔ)存于案例庫(kù)。將CBR技術(shù)應(yīng)用到配電自動(dòng)化領(lǐng)域，將有效解決配電自動(dòng)化中的故障問題，使操作變得更加智能化[6]。

4 結(jié) 論