人工智能在智能電網(wǎng)中的應用

分布時(shí)間：2023-12-04 發(fā)布人：admin

隨著(zhù)時(shí)代的進(jìn)步，人工智能迅速發(fā)展，越來(lái)越受到人們的關(guān)注。與此同時(shí)，針對電力系統在新時(shí)代面臨的種種挑戰，智能電網(wǎng)應運而生。

由于各國和地區的能源結構、地理環(huán)境及經(jīng)濟發(fā)展狀況不同，所需的智能電網(wǎng)類(lèi)型也有所不同，因此，迄今為止智能電網(wǎng)沒(méi)有世界通用的定義。

總體上看,智能電網(wǎng)是以通信為特色，包含傳統電網(wǎng)中的發(fā)電、輸電、配電、用電等基礎過(guò)程，且可實(shí)現清潔、高效、友好互動(dòng)的高度信息化綜合性電網(wǎng)。

人工智能（Artificial Intelligence），簡(jiǎn)稱(chēng)AI，是基于人類(lèi)行為和思維方式給予機器智能思維的未來(lái)技術(shù)。人工智能不僅僅局限在計算機科學(xué)這一范疇內，事實(shí)上，它幾乎廣泛地出現在每一個(gè)無(wú)論是自然或社會(huì )的學(xué)科或領(lǐng)域中。

目前，AI已廣泛應用于各個(gè)領(lǐng)域，顯示出智能化、高效的優(yōu)勢。因此，如果能將AI應用于電網(wǎng)，可以提高電網(wǎng)的智能性和高效性，電網(wǎng)系統也將更好地應對我國復雜的電網(wǎng)分布和電力配置工作，降低了電網(wǎng)操作的復雜性，消除了許多潛在的隱患，減少了設備投資和運行成本。

通過(guò)科研人員的努力，AI技術(shù)已在發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和電力調度等多個(gè)環(huán)節得到初步應用，體現了AI技術(shù)在智能電網(wǎng)中的多元化應用方向。

智能調度與管控

智能電網(wǎng)依托結構化的語(yǔ)義知識庫、可實(shí)現人與計算機之間用自然語(yǔ)言進(jìn)行有效通信的相關(guān)技術(shù)和語(yǔ)音識別等AI相關(guān)技術(shù)產(chǎn)物，能夠較為綜合地應對電網(wǎng)運行日常任務(wù)，制定檢修與發(fā)電計劃，處理電網(wǎng)系統中各個(gè)設備的狀態(tài)以及設備之間通信、收發(fā)數據量等信息，完成自主識別設備故障、智能計算停電影響區域和精準估算負荷等功能，保障調度的順暢及高效穩定運行。

其次，AI智能模糊決策模型可以利用大數據調度技術(shù)，基于現有樣本數據，對電網(wǎng)的運行走向進(jìn)行一定的預測，排查可能遇到的問(wèn)題與困難，進(jìn)而優(yōu)化了智能電網(wǎng)的運營(yíng)，有效規避各種潛在風(fēng)險，保證了運行狀態(tài)的穩定。

此外，為響應雙碳目標，清潔能源的開(kāi)發(fā)與利用成了時(shí)代潮流，微電網(wǎng)應運而生，它是攻克多種電源并網(wǎng)的難關(guān)的利器。在這種大背景下，由分布式電源、能量轉換裝置等組成的小型配電系統成了智能電網(wǎng)的最新選擇方向，通過(guò)結合AI技術(shù)構建的深度遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，人們得以了解微電網(wǎng)運行的實(shí)時(shí)情況，并對微電網(wǎng)各分布式發(fā)電單元發(fā)出相應的控制命令，改進(jìn)了對智能微電網(wǎng)的調度。

此外，該調度模式與微電網(wǎng)的適配性也是它的一大優(yōu)勢。綜上，AI智能調度系統不但可以在傳統智能電網(wǎng)領(lǐng)域大放異彩，而且能于微電網(wǎng)模型的智能電網(wǎng)調度中發(fā)揮著(zhù)重要作用。

智能巡檢與監測

傳統的人工巡回檢查工作方式具有勞動(dòng)強度大、安全風(fēng)險高、工作環(huán)境惡劣、容易受到氣象環(huán)境干擾等特點(diǎn)，難以實(shí)現設備和線(xiàn)路的實(shí)時(shí)監測,導致故障和缺陷不能及時(shí)發(fā)現等諸多問(wèn)題。

智能電網(wǎng)通過(guò)現代化的巡檢機器人、無(wú)人機和固定監控攝像頭等多種方式收集巡檢影像數據，搭建了較為典型且全面的故障樣本庫，通過(guò)視頻處理分析、圖像識別、深度學(xué)習等AI技術(shù)可以實(shí)現自主識別存在問(wèn)題、故障診斷、維修一體化的智能服務(wù)系統。目前，部分電力公司已將該技術(shù)投入使用，AI技術(shù)識別的速度是人工識別的60倍以上，且大幅度降低了后期工作量。

同時(shí)，運用高清攝像機、巡檢機器人及各種傳感器、在線(xiàn)監控裝置，通過(guò)圖像識別、聲音識別及結構化的語(yǔ)義知識庫等技術(shù)，全面監控變電站的主輔設備，使變電站運營(yíng)維護管理精益求精。

例如，“BIM+物聯(lián)網(wǎng)+AI”技術(shù)可以隨時(shí)監控變電站的運行狀況，如有異?？梢约皶r(shí)發(fā)出警報，方便工作人員及時(shí)介入，大幅度提高效率。與此同時(shí)，利用AI技術(shù)可以合理規劃設備分布位置，方便跟蹤設備運行情況并預警潛在風(fēng)險。

結合自動(dòng)獲取的設備相關(guān)信息，設備的整個(gè)生命周期都能得到更加精確的動(dòng)態(tài)化分析，設備性能和風(fēng)險源都能得到更加及時(shí)與有效的評估，盡可能地規避隨之而來(lái)的電網(wǎng)故障。

故障診斷與修復

電網(wǎng)系統中一般都會(huì )使用大量的電力設備，對這些電力設備進(jìn)行檢查和維護時(shí)，往往都需要帶電工作，否則，停電造成的經(jīng)濟損失會(huì )很大。按照以往的人工檢修方式，帶電作業(yè)不僅危險，最后效果也常常差強人意。

通過(guò)引進(jìn)人工智能技術(shù)，電網(wǎng)設備可以實(shí)現智能化自檢，檢查數據也可以與指揮中心共享，通過(guò)大數據分析，可準確判斷并及時(shí)排除電網(wǎng)設備故障。配電網(wǎng)帶電作業(yè)機器人運用三維環(huán)境重建、視覺(jué)識別、運動(dòng)控制等技術(shù)，已經(jīng)實(shí)現了機器人自主識別引線(xiàn)位置、抓取引線(xiàn)、剝線(xiàn)、穿線(xiàn)、搭火等操作，可以勝任大部分故障診斷和修復工作。

配電網(wǎng)帶電機器人的出現真正實(shí)現了全天候、全地域作業(yè)，有效地消除了傳統人工帶電作業(yè)的人身安全風(fēng)險，在大大降低了勞動(dòng)強度的同時(shí)提高了工作質(zhì)量。而當故障無(wú)法處理時(shí)，該機器人可以及時(shí)報警，避免造成更大的損失。