基于人工智能技术的智能电网调度技术探讨

何 健

（广东电网有限责任公司河源供电局，广东 河源 517000）

0 引 言

我国的电网建设结构复杂、工程庞大，是我国国民经济发展的命脉所在，也是人们生产生活的重要保障。随着我国经济的发展和人们生活水平的提高，人们对电力的需求越来越多，电力工业转型将成为电力系统发展的必然。有效借助互联网、大数据、区块链以及物联网等现代信息技术进行电力系统的有机整合、更新和发展，成为目前电网智能化运作的重要方向。电网智能化发展能够极大地提高电力输送、配送以及调配等各个环节的效率，从而保障整个电网的高效运作[1]。本文将结合理论知识和工作经验研究智能电网调度的核心技术，并进一步分析基于人工智能技术的智能电网调度技术的应用。

1 人工智能技术的基本概况

人工智能指的是合理利用计算机技术模拟人类思维，并借助计算机高速运算模拟计算得到的人类思考方式和解决问题的思路。科学地将人工智能应用到各领域的计算和分析中，可进一步提高测算与分析的准确性和工作效率。尤其在一些高危行业和复杂的工作领域，合理应用人工智能能够有效降低人工成本和工作危险程度，实现企业的产业化和智能化发展。通俗而言，人工智能就是利用机器模拟人类行为的科学应用技术[2]。

目前，人工智能的主要研究方法有功能模拟法、结构模拟法以及行为模拟法，在生活的多个领域得到了应用和推广，尤其在无人驾驶、智能手机、科学测算以及工业信息化等方面取得了显著成效。就电网建设和发展而言，人工智能的发展和应用为智能电网的开拓发展提供了理论依据和技术保障。

随着人工智能的发展和推广，它在神经网络技术方面、智能语音搜索和机器博弈等领域的仿真模拟应用以及基于人类行为模拟的智能机器人研究等方面获得了深入研究和拓展。人工智能技术的应用梗概如图1所示。

广义而言，人工智能技术指的是科学利用数学计算和逻辑处理为人类生产生活等各项活动提供工具的技术。狭义而言，人工智能技术指的是合理利用智能机器人代替人类完成生产生活中各种操作的技术。随着社会发展，智能化成为社会各项生产活动的发展一大趋势。依托于计算机技术、人文以及社会等诸多领域内容，人工智能技术逐渐发展成为综合性强且涉及范围广的现代技术[3]。

图1 人工智能技术应用梗概

电网发展作为国家基础建设的重要组成部分，其未来的发展将与人工智能信息化有机结合，促使新型信息化且智能化的电网建设成为未来发展的重要方向。人工智能可综合运用大数据技术和前沿智能管理技术，实现对庞大数据的快速准确处理。目前，一系列国家电网建设法律法规和行业标准规范的出台，为智能电网系统的建设和发展指明了方向，保证了智能电网的可实施性和专业性。

2 人工智能在智能电网的应用思路

人工智能发展的初期阶段主要应用于基本的故障诊断和负荷预测。随着智能控制领域的逐渐开拓和发展，人们逐渐深入了对人工智能应用的研究。

国内和国际在深入研究智能电网时，无论是互联网建设还是现代电网的应用发展，都应该结合人工智能，为电网发展探寻一条坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放以及友好互动的道路。结合智能电网的发展现状和需求，合理应用人工智能技术，并给出人工智能技术的应用思路，如图2所示。

图2 人工智能技术应用思路

智能电网的应用中并非全部需要引入人工智能技术，但是合理应用人工智能技术能够提高电网的智能化水平和运作效率。基于此，电网发展要深入研究电网应用的各种场景和人工智能在电网应用中的特点及适用环境，分析应用过程中可能面临的各项问题和挑战。

目前，电网建设发展已经初具规模并取得了一定成绩，人工智能技术应用也逐渐趋于完善，成为现代应用和建设的重要技术，其与电网的综合应用也将成为领域发展的必然趋势。在人工智能的应用过程中，应该注意人工智能可能出现的问题。无论是传统遗留问题，还是智能电网现代发展中出现的新问题，都应该合理综合应用，并寻求更加全面、更加安全的解决方案，从而保证其在未来开拓中可以取得更好的发展。

3 基于人工智能技术的智能电网调度技术分析

3.1 高性能计算技术

神经网络理论早在20世纪已被提出，但其应用和推广的难度很大。近些年，随着研究的深入，深度神经网络推动发展的作用逐渐显现，为电网发展提供了强大的数据计算能力和完备的样本数据。依靠现代计算机技术发展和大数据技术的深度学习能力，人工智能的计算性能也得到了全新的提升和阶段性发展。

智能电网新发展将会产生庞大的数据量，且需要完成数据的计算。因此，在电网调度领域的发展过程中，应该结合智能电网建设需求深入推进深度学习应用，以提高计算力。综合应用计算机中央处理器和图像处理器等现代信息技术，充分利用服务器、网络资源和存储计算深入开发软硬件，在降低电网调度成本的同时，提高运行效率，满足智能电网调度的不同学习算法需求，进行硬件资源配备、软件资源整合、分布式框架确定以及算法功能更新[4]。

3.2 调度大数据技术

人工智能技术的基础是大数据技术。实现人工智能的算法应用，需要依靠样本数据。基于大数据技术应用数据的完整性，对智能电网调度具有重要意义。这要求在建设智能电网调度平台时要整合各类大数据信息，从而为平台建设的业务场景提供参考。

纵观智能电网调度，除了要进行广域时间上的协调控制，还要进行空间上的调整调度。智能电网的数据属于时空数据，其中不仅包括模型参数和监控采集数据，而且包括地理位置和故障信息。既有非结构化数据，又有结构化数据。

3.3 电网预测与辨识技术

智能电网调度中综合运用大数据技术、深度学习和机器学习等人工智能进行学习和智能预测，可科学规划电网的运行趋势和状况。

就电源侧而言，应该借助集成学习和深度学习等多种方式，实现智能电网调度的分类决策和网络训练等，整合多种模型。在多样化自主学习的基础上，分析不同因素的关联性和数据的内部规律，预测和规划未来可再生能源的发电情况，并保证预测的精度。

就用户侧而言，需要将负荷侧的风能和光伏等合理接入电源，但在温度影响下会导致负荷和双重特性设备的增加，大大增加了负荷预测难度。基于此，应该深入研究混合模型聚类算法和神经网络算法等各种算法，并分析各种算法对电负荷预测的应用效果。

就电网侧而言，气象环境和气象设备等发生变化，将会引发设备故障及跳闸等问题。因此，可以分析利用故障事件详情和设计参数等数据信息，将电网调度的具体运行状态设计建立成设备状态评估模型。通过训练和学习设备历史故障，保证设备发生跳闸等故障时能够被及时发现[5]，总结规律，确定影响因素，进一步提高设备故障风险识别的效率和准确率。

3.4 基于知识谱图的辅助决策技术

在智能电网调度的应用和发展中，应该注重实践与经验的结合。对设备检修操作等明确流程的标准化，可实现故障预案编制，明确处理机制。另外，借助人工智能技术训练和学习机制，可在计算机技术的辅助下完成固定化工作和重复性工作[6]。近年来，知识图谱技术广泛应用于治疗辅助诊断和金融风险防控，其应用拓展可以结合智能电网调度，实现信息的提取、存储以及计算。

3.5 基于语音交互的调度智能助手技术

要实现智能电网调度的智能化发展，就要注重人机交互，优化人机互动。目前，充分利用触屏、语音以及人脸识别等可实现控制，分析并处理调度人员输入的内容，得到需要的结果。此外，可以实时查询电力设备运行的原始数据和计算结果，并借助智能搜索检索和抽取需要的数据信息。

3.6 电网运行安全风险

智能电网的实时监控和预警借助互联网技术实现对在线防控电网运行安全风险的全面防控。不仅要实现对电网发生故障概率的评估和安全风险在线评估，而且要通过在线控制风险实现辅助决策。实时监控和预警类应用如图3所示。

图3 实时预警和监控类应用

4 结 论

近年来，我国智能电网的建设和发展取得了长足进步。在人工智能和大数据技术支持下，智能电网得到了进一步发展。但是，目前我国智能电网建设依然处于起步阶段。随着电网建设的复杂程度越来越高，各类新能源发电技术层出不穷，对智能电网和智能电网调度提出了新要求。只有不断加强人工智能在智能电网调度中的研究和应用推广，才能保障电网的平稳运行，推动社会经济安全发展。