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摘要:隨著科學技術的不斷創新,許多行業為了能夠占領高端技術前沿,大都引進人工智能和神經網絡技術和自己的領域相結合,來進一步提高產品的質量和管理的效率,從而為智能化社會的建構奠定良好的物質基礎。本文通過人工智能與神經網絡技術在電力系統中的應用研究作進一步的分析,目的在于喚醒人們加大在這一領域的投入,建設強大的國家智能電網。
關鍵詞:人工智能;神經網絡;智能電網;應用研究
隨著人工智能與神經網絡技術的興起,在電力系統的運行、控制、管理等領域的應用不斷深入,不僅拓寬了人工智能與神經網絡技術的應用范圍,而且憑借自動化、信息化和智能化的高度集成,提升了電力產業的升級換代,人工智能與神經網絡技術使電力系統真正實現了決策智能和管理智能。我國的經濟在近十幾年來進入到了一個飛速發展的階段,城市化的進程不斷加快,完善的、強有力的電力網在城市建設中顯得越來越重要。十幾年前的美加大停電和俄羅斯大停電時刻在為我們敲響警鐘,電力網的安全運行離不開先進的控制技術。而人工智能與神經網絡技術則是對電力網控制技術關鍵環節的完善,同時也是電力系統技術上的升級,就目前來說,我國人工智能與神經網絡技術的研發還處于初級階段,還有很多技術問題需要不斷的實踐和探索。
1人工智能與神經網絡技術理論基礎
1.1基本概念
人工智能(AI)是利用計算機模型模擬思維功能的科學,是計算機科學的一個重要分支,是跨學科的前沿科學,涉及到心理學、腦生理學、計算機科學和哲學等學科。人工智能與神經網絡均是研究人腦、人的思維和認知的科學技術,它們之間存在著千絲萬縷的聯系,但在認模型上又有許多不同之處,人工智能建立的是由符號表示順序處理的認知模型;而神經網絡則是并行分布處理模型,這種模型認為通過大量神經元的作用產生信息處理,每一個神經元在網絡中將興奮或抑制信號傳送給其它神經元。可以將神經網絡的適應性、魯棒性和一致性與從符號人工智能中繼承的表示、推理和普遍性結合起來產生期望特性。人工智能與神經網絡技術的應用范圍相比于其他技術來說應用更廣泛,一方面體現在性能上,比如可進一深入到計算機技術,精密電子儀表傳感器技術以及導航系統的定位技術等;另一方面則是體現在智能上,而智能技術就是在最大程度上幫助人發揮潛能,實現人機合一,使得人類能夠在熟練掌握生產技術的基礎上最大程度提升工作效率和使經濟效益最大化。
1.2理論基礎
1.2.1較高的準確性在過去的電力系統中,我們可以看見的是對機器的控制,往往會存在比較高的變更性,這就意味著自動化控制的相關工作會變得更加具有難度。但是智能技術卻可以將這個問題恰當地解決,對這些問題展開客觀的,科學的以及比以往更加精準的評估。如果說面向的數據是我們平時使用頻率不高的,或者說不是經常處理的,也能夠對工作的高效率性進行保障。另外,雖然電氣設備正朝著多方向發展,但只要在現有理論基礎上進行深入研究,對一些常規問題解決之后,人工智能與神經網絡技術就能夠實現突破。
2人工智能與神經網絡技術在電力系統中的應用現狀
2.1專家系統的應用
應用知識獲取的多層流式模型,可以自動獲取變電站的拓撲結構和保護配置等方面的知識,用于產生變電站停電后的恢復方案;用于以啟發式優化方法確定配電系統中對地電容器和電壓調節器的地點;達到損耗最小和投資費用最少;采用面向對象技術開發用于保護系統設計的專家系統,考慮系統設計與電力網絡本身設計的協調;用于開發實現電廠內部電力設備系統的管理與運行狀態監視的智能系統;以數字故障錄波器的信息為基礎的自動分析故障和實踐的方法;實現電力系統的穩定控制等。
2.2人工神經元網絡的應用
采用多個人工神經元網絡,實現故障診斷;用人工神經元網絡進行設想事故的自動選擇和評估靜態安全性;用非線性優化方法訓練多層前饋神經網絡,并估計受擾動的電壓和電流的正弦波形;用人工神經網絡識別高壓電氣設備局部放電現象;用人工神經元網絡監視高壓充油電纜系統工作狀況,檢測泄露;用人工神經元網絡整定數字距離保護,自動適應網絡運行條件變化;用并行自組織分層人工神經元網絡股及電力系統不安全程度;用不安全運行點和最近的安全運行點距離作為刻畫不安全程度的指標;評估電力系統暫態穩定;采用多層前饋神經元網絡識別配電系統中的多個諧波源位置等。
2.3模糊進化優化方法的應用
采用遺傳算法,求解火力發電系統經濟調度問題;解決發電規則、輸電系統擴展規劃;實現發電機勵磁系統參數協調的確定;求解無功和電壓控制問題;求解燃料合同約束下的多時段經濟調度問題等。
2.4優化電氣工程領域自動化設計
每一項電氣工程從開始到結束都是一個非常復雜的過程,其中涉及到的學科知識也非常的豐富,比如說電子電路、主接線、繼電保護等。如果讓沒有基礎知識和經驗的工作人員來參與,那么一定會很難勝任這些工作。智能技術則可以在CAD的支持下,實現對電氣工程的自動化設計,從而將經驗積累和學習、培訓的環節大為大縮短,而設計出來的方案確更加合理,其中遺傳算法就是智能化技術優化設計的具體方式之一,具有極強的實用性。
2.5細化對電力系統運行的故障診斷
過去的實際操作中,必須要依靠相關的技術人員來對電氣設備進行檢查才可以發現這些設備當中到底出現了什么樣的問題,另外即便是知道了什么樣的問題,但是由于很多的機器都是密封起來的,維修人員對與設備的內部情況都不是非常的了解,那么維修起來就變得非常的困難,要么是隨便維修一下走一個形式,要么就是不維修。這樣就對機器日后產生的事故埋下了隱患,機器的使用壽命也會隨之降低。智能技術則可以解決這個問題,他的加入可以使得設備的運行情況時時刻刻處于監控之下,故障的根源一旦出現之后可以迅速的找到,并且定位清楚,跟人工來進行維修相比較,智能技術會是一個更好的幫手,并且不會出現較大的安全隱患。此外,智能技術還可以在輸配電網絡故障診斷中進行應用,效果也甚佳。
3結束語
在“智能電網”和傳統電網最大的區別,在于懂得更“智慧”地獲取和分配電能,以物理電網為基礎,將現代先進的傳感器測量技術、通信技術、信息技術、計算機技術和先進控制技術高度集成,實現電力負荷需求和各種資源的優化配置來確保電力供應的安全性、可靠性和經濟性,優化電能質量,同時還能為用戶提供各種增值服務。雖然我國的人工智能與神經網絡技術還處在研究初級階段,但是在很多方面的研究已經在進行電氣工程細分領域中廣泛應用,并且成果斐然;智能技術是未來技術發展的一個大趨勢,因此對其在電力系統中的應用要更加廣泛,進一步深化、細化;進一步提高國家電網的運行效率和質量,建設強大智能電網。
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作者:王邦林 沙桐 單位:云南能源職業技術學院