人工智能在智能電網(wǎng)中的應用探析

聶元弘　滕越　劉成君

摘 要：隨著人工智能技術(shù)高速發(fā)展，電網(wǎng)智能化程度也在逐步提高。人工智能技術(shù)在智能電網(wǎng)的各個應用環(huán)節(jié)已經(jīng)發(fā)揮了重要作用，例如：電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)建設(shè)、日常巡檢、故障診斷等。各類人工智能技術(shù)進一步推動了智能電網(wǎng)的建設(shè)，但是也存在一定的風險，這就要求我們在不同的應用場景下科學準確地選擇針對性的技術(shù)來幫助我們開展相關(guān)工作。

關(guān)鍵詞：人工智能;智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)也稱之為“電網(wǎng)2.0”，它是在世界性電力工業(yè)發(fā)展的新形勢下提出的一種新概念。智能電網(wǎng)包括：智能電表、智能變電站、智能電網(wǎng)建設(shè)、智能發(fā)輸電系統(tǒng)等，國家電網(wǎng)公司提出的“堅強智能電網(wǎng)”戰(zhàn)略是為了更好地滿足用戶的需要及電網(wǎng)安全提出的，其中“堅強”是根基，“智能”是核心，兩者的高度融合是我國現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展趨勢。我國目前處于智能電網(wǎng)建設(shè)的起步價段，在建設(shè)初期達到可靠、經(jīng)濟、高效、安全、環(huán)保等目標是實現(xiàn)智能電網(wǎng)持續(xù)健康發(fā)展的關(guān)鍵。

1人工智能簡述

人工智能即artificial intelligence，簡稱AI。AI是研究與開發(fā)用于模擬和擴展人的理論技術(shù)及應用的科學技術(shù)，AI技術(shù)在很多領(lǐng)域得到重要應用：如無人駕駛、無人機、智能手機、醫(yī)學研究、數(shù)學邏輯等，對整個社會的發(fā)展進步產(chǎn)生著深刻的影響，同時它的出現(xiàn)也為電網(wǎng)智能化發(fā)展提供了不可替代的技術(shù)助力。AI在長期的發(fā)展過程中主要產(chǎn)生了三種模擬方法：功能模擬法、結(jié)構(gòu)模擬法、行為模擬法，其理論和技術(shù)體系復雜，在各科學領(lǐng)域均有待進一步深入研究和探索，將人工智能更好地融入智能電網(wǎng)建設(shè)也仍是一個復雜而且重要的研究課題。

2人工智能在智能電網(wǎng)中的應用

2.1智能調(diào)度系統(tǒng)

我國幅員遼闊，東西部跨距大，能源分布和主要負荷分布嚴重不平衡：東部用電需求大;西部由于身處內(nèi)陸腹地，發(fā)展較東部慢，但化石能源及風力、太陽能、水能儲量豐富。建設(shè)西部向東部的電力輸送網(wǎng)能夠極大解決源荷不匹配問題，但遠距離輸電規(guī)模大、距離遠、損耗大等矛盾也不可避免。與此同時，可再生能源近年來快速發(fā)展，水電、風電以及光伏發(fā)電給我國能源結(jié)構(gòu)帶來了有力的補充。在我國偏遠農(nóng)村和荒漠地區(qū)，地形條件復雜、經(jīng)濟發(fā)展相對滯后，遠距離輸電成本高、可靠性差，通過建立并網(wǎng)光伏電站、風力發(fā)電、小水電等形式的微電網(wǎng)能夠解決當?shù)氐木用駟栴}，且可以將多余電量接入大電網(wǎng)，進而帶來當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展。

因此，如何保障電力遠距離傳輸和可再生能源接入并網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性，就需要對于電能的轉(zhuǎn)換及各種發(fā)電種類進行合理的調(diào)度。如因信息傳輸不及時易出現(xiàn)電力供需失衡的情況，進而損傷設(shè)備，采用智能調(diào)度能實現(xiàn)對整個電力系統(tǒng)運行的自動優(yōu)化管理。例如A公司在人工智能領(lǐng)域大膽創(chuàng)新，啟動領(lǐng)跑世界的配網(wǎng)人工智能指揮體系建設(shè)，讓“人工智能（AI）配網(wǎng)調(diào)控員”代替員工“坐上”調(diào)度坐席，24小時不間斷監(jiān)視配網(wǎng)數(shù)據(jù)、處理特定工作，實現(xiàn)了配網(wǎng)調(diào)度信息“零漏判”、“零錯判”。

2.2智能機器人和無人機在巡檢過程中的大規(guī)模應用

機器人作為人類得力的助手，在各行各業(yè)都得到了深入應用，極大地提高了生產(chǎn)力。將機器人技術(shù)與電力技術(shù)融合，通過電力巡檢機器人對輸電環(huán)節(jié)、變電環(huán)節(jié)、配電環(huán)節(jié)實現(xiàn)全面的無人化運維檢修已經(jīng)成為當前運檢業(yè)務的發(fā)展方向。很多電力設(shè)備都安裝在高山深谷里，以往通過人力對這些電力設(shè)備進行巡檢都特別耗時耗力，而電力巡檢機器人可以將一線人員從惡劣的環(huán)境中解放出來，并且降低了漏檢率、誤判率，進一步提高自動維護水平。同時，無人機在輸電巡檢、電力測繪、事故勘察以及特種作業(yè)等方面存在顯著優(yōu)勢，促使國內(nèi)各級電網(wǎng)公司投入大量的人力、物力、財力對關(guān)鍵技術(shù)進行研究。如：B省電網(wǎng)在變電站應用巡檢機器人后，巡檢頻度提高3倍，人工巡視工作量下降31.4%，節(jié)約人力成本1.7億元，累計發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷隱患2000余處。C公司生產(chǎn)的469臺電力特種機器人，已經(jīng)在國內(nèi)30個省上崗，成為名副其實的守護電網(wǎng)安全的"智能衛(wèi)士"。

2.3遠程集抄應用

隨著近兩年主配網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的改善及城農(nóng)網(wǎng)改造工作的逐漸深入，“一戶一表，管電到戶”政策的貫徹實施及相關(guān)技術(shù)的進一步發(fā)展，原來的抄表方式工作效率低下、查詢困難及后續(xù)服務難以解決。這些問題迫使電網(wǎng)公司投入大量資金進行電能表的改造，通過利用先進網(wǎng)絡技術(shù)和傳感器技術(shù)進行遠程集抄，實時采集電表數(shù)據(jù)，并通過智能方式對獲得的電表信息進行分類整理。同時，對用戶用電信息進行采集、存儲、傳輸，為建立智能化小區(qū)提供有效的解決方案。例如：D公司自2010年推廣使用智能電能表以來，已累計安裝智能電能表4200萬臺，在全國率先實現(xiàn)智能電能表和用電信息采集系統(tǒng)全覆蓋。通過持續(xù)提升產(chǎn)品質(zhì)量和智能化水平，遠程集抄能夠為終端用戶提供更加優(yōu)質(zhì)、精準的電能計量服務。

3結(jié)語

我國智能電網(wǎng)經(jīng)過多年建設(shè)已取得一定的成績，并向著更高層次發(fā)展，這離不開人工智能技術(shù)的輔助，但在成績背后我們也要看到，人工智能技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應用尚處于開始階段，它還有很長的路要走。隨著數(shù)字化信息化的快速發(fā)展，泛在物聯(lián)時代的加速到來，各類數(shù)據(jù)總量也在持續(xù)增加，隨之而來的管理復雜程度也在加劇，同時各類新能源發(fā)電技術(shù)的加快應用，都為人工智能技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中提供了更廣闊的應用空間。只有不斷地加強人工智能科學在電網(wǎng)中的深化應用，才能保障電網(wǎng)的持續(xù)平穩(wěn)安全運行，更好的服務經(jīng)濟社會發(fā)展。

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