论人工智能在电力系统中的应用

刘晓湘1，李思韬1，王一佳1，郑晓辉，庄大海

(1.国网福建省电力有限公司福州供电公司，福建 福州 350009；2.国网信通亿力科技有限责任公司，福建 福州 350003)

0 引言

电力系统是由发电设备、变压器、输配电线路和用电设备等很多单元组成的复杂的非线性动态系统。在电力系统的各种非线性问题求解和处理中，常常广泛应用人工智能技术。相比较传统方法而言，人工智能技术拥有许多不可替代的良好优点[1]。现如今，在国内外科技发展中已产生了诸多的人工智能系统，常见的主要有人工神经网络、专家系统(ES)、模糊集(FS)和启发式搜索 (HS)等。这些人工智能技术已被应用于电力系统中，对电力系统的运行、维护、故障检修等产生关键性意义。

1 人工智能基本的内涵

人工智能(artificial intelligence，简称AI)是研究、开发和模拟人类智能、智能行为及其规律的一门学科，人工智能属于计算机学科，人工智能的核心目标为通过对智能信息相关理论的处理及应用，设计出一些与人类智能思维、行为等比较相似的计算系统和程序。随着人工智能的不断发展，在人工智能领域中产生诸多技术，且这些技术正在不断成熟与完善。

2 人工智能的优点

2.1 并行性

人工智能技术具有很强的并行性。这是因为在人工智能系统内部中存在着许多相对比较简单的处理单元，

尽管这些小单元很简单，但其处理能力却非常高。另外，这些小单元通过相互组合的方法，能够参与或完成并行活动，其信息处理效率及能力异常惊人[2]。

2.2 记忆性

人工智能技术存在着高度的记忆性，是因为人工智能技术可以很好地记忆各种信息，并将这些记忆信息进行存储，让记忆信息存在于权值中。而通过对权值中相关信息的观察可以窥见出电力系统的运行信息。不仅如此，通过人工智能技术还可以广泛提取信息的特征并进行特殊处理，为电力系统相关工作带来极大的便利性。

2.3 非线性全局作用

人工智能技术中存在着诸多简单的神经元，这些神经元可以接收其他的神经元信息，且在并行网络条件下完成输出，从而影响到其他神经元的运行状态及工作效果。将人工智能技术应用于电力系统中，其可以制约或影响电力系统的运行功能及状态，从而产生非线性映射的效果，呈现出很强的集体性效应。

3 人工智能在电力系统运行中的应用分析

在电力系统发展及运行中存在着一些比较明显的非线性问题，而电力系统中的相关方程式也比较复杂，其系统性尤为突出。但在实际发展中积极应用各种人工智能技术，可以非常巧妙地解决类似问题。

3.1 人工神经网络在继电保护中的应用

保护继电器并维护电力系统运行性功能，一直以来都是电力系统发展中比较关键的问题。在社会科学技术的日益成熟和不断助推下，大众对电力系统的运行要求与过去相比呈现出越来越高的特征。而保护继电器的相关工作也在不断发展和进步，从最初的保护普通计算机到应用人工神经网络，高度体现出了电力系统相关工作人员对继电器的保护。将人工神经网络广泛应用于电力系统的继电器保护中，可以更好地完善继电器运行功能，降低继电器不良事故的发生率。人工神经网络与人类的思维与行为比较相似，其在电力系统的继电器保护中可产生非常良好的效果，对整个继电器系统的运行过程起到一种动态监控的作用，可以及时发现各种继电器运行问题。在当下的许多电力系统运作中都应用了人工神经网络，其具有良好的价值[3]。

3.2 人工智能算法在电力系统运行中的应用

人工智能算法的基本原理为无功优化，在电力系统的运行和发展中应用无功优化可促进运行效率的提升，让提升电力传输达到效果，将电力传输维持在一个相对良好的状态中。而人工智能算法在应用中也应用了记忆指导搜索功能，通过该过程提升信息搜索速度，让电力系统的全局处于最优状态下。另外，在人工智能算法的应用中其搜索方法也存在着许多禁忌，对于局部跳出产生积极的影响。将人工智能算法应用于电力系统发展中，可以有效解决各种多变量和非线性问题，对电力离散性问题的优化产生良好效果。通常情况下，人工智能算法的手法相对比较简单，在使用中也比较容易。在传统环境下对电力系统中的非线性问题进行处理时，往往需要采取大量复杂的算法，而在人工智能算法的应用下许多流程和程序都得到了优化，这对于电力系统的正常运行和发展尤为重要。

3.3 模糊理论在电力系统运行中的应用

众所周知，模糊理论不同于一般的人工智能技术，在应用模糊理论的过程中，其有效突破经典集合内部的部分特殊概念。在应用模糊理论的环节中主要采取了模糊搜索基本原理，对电力系统中一些相对不明确、不科学、不精准的现象实施分析和整合。首先，在模糊理论中引进一些与推理非常相似的模糊逻辑与诸多语言变量，从而对电力系统中的各种事情与现象完成准确地描述与分析。现如今，模糊理论的技术与过去相比较，已经比较成熟，其应用范围也非常的广泛，常常涉及到许多行业及其领域。电力系统中存在着明显的非线性，而当线路在穿过非线性时会形成一些分量，这些分量通过重叠操作可以呈现在故障上，且不容易被消除。而通过应用模糊理论的相关技术可以有效消除电力系统中的各种输电线路故障因素，降低互相影响效应，让各个因素处于相互独立状态，从而提升电力系统运作和发展的稳定性、安全性。

3.4 专家系统在电力系统运行中的应用

专家系统作为人工智能技术的重要内容，也是人工智能系统的关键性构成元素。早在许多年前，我国学者就在电力系统中引进了专家系统。近年来，专家系统更是得到了广泛应用[4]。应用专家系统可以有效解决诸多电力系统问题，且对于电力系统中的故障产生很强的处理作用，对电力系统的可持续发展提供了优质条件。通过对专家系统的应用还可以提升电力系统运作的基本效率，对优化电力系统中的线路运行计划产生重要意义。关于专家系统在电力系统中的应用主要是体现在故障的诊断与检修方面。许多人都知道，在电力系统的日常运作中偶尔会出现一些故障问题，而如果通过传统人工排查与检修的方法，很难在短时间内迅速检查出故障。所以可充分应用专家系统，来辅助电力系统的故障检查，发现电力系统运行中的一些不良问题，从而迅速地处理各种故障。

4 结语

应用人工智能技术已成为当下社会各个行业及领域发展中面临着的重要课题。通过本文研究对人工智能的认识也比较清晰，而在电力系统运行及发展中积极引进各种人工智能技术，可以促进电力系统的安全与稳定发展。通过应用人工智能技术可以解决电力系统运行中存在着的许多问题，为促进电力系统的优良发展提供突破性思路。因此，在电力系统中应用人工智能技术时，我国相关部门及机构可以出台一系列政策与法律引导人工智能技术的科学发展[5]。