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人工智能技术在电力调度自动化系统中的应用探析

2022-11-25陆佳虹

科学与信息化 2022年17期
关键词:用电调度故障

陆佳虹

国网上海市电力公司市北供电公司 上海 200072

引言

在电力工程中,注重电力电气自动化技术的引进,是社会高速发展下的必然趋势。在电力工程当中,电力自动化技术能够极大提高工作效率,减少人力成本的投入,从而产生更大的经济效益。随着更多的新技术的到来,在自动化技术的基础上,其兼容性会更强,能够较好地融合这些新技术。除此以外电力电气系统的自动化,将会带动着其他的系统与设备也逐渐过渡到自动化当中来。通过对电力自动化元件技术进行深入地了解,有助于企业更加合理地运用自动化技术。

1 人工智能技术的研究发展状况

在当前的技术研究中,人工智能是最热门的研究领域之一,人工智能的研究进展正受到社会的广泛关注。人工智能的构成表明,技术研究是科学跨学科的,在信息技术、神经病学和技术相关应用领域。人工智能是模仿人类大脑活动的机器的应用,以自动检测问题,识别问题,分析和解决各种生产和社会其他领域的问题。检测、分析和解决问题不需要人工干预。虽然人工智能在所有生产领域的应用在今天的发展中更加成熟,但仍有更多的增长空间。这需要结合人工智能的具体应用,关注技术的影响,并需要应用开发进行精细化研究。信息技术的进一步发展,特别是网络技术的发展,如提高信号传输的速度,也有助于人工智能的应用和研究。例如,对于电力系统,数据处理要求很高,人工智能与自动化系统一起工作,以满足数据处理要求,提高电力效率,增加运行可靠性。为此,技术研究可以适应电力系统的需要,技术的应用可以改进。

2 电力调度自动化系统的功能介绍

自动化供电系统的功能主要包括四个部分:首先,自动化规划系统可以自动调度电网,以控制关于电网状态和调度的数据收集。在电力管理系统中,由于系统功能的独特多样性而需要对内部设备进行多级控制,电厂的运行数据可以被有效地记录和应用,在操作终端对数据获取、分析和实现的控制经由电力规划系统来执行,并且基于分析结果来执行。其次,自动化系统的自动控制和监控功能非常强大。安全系统的数据收集和控制能够有效地检测系统运行中的安全问题,并及时执行控制策略。此外,自动化系统配备有报警功能,允许在每个执行周期中提前分析数据,以便根据电路计划运行向操作员提供分析结果。安全运行不仅提高了系统运行的稳定性,而且在许多情况下还降低了系统运行的成本消耗。最后,电力线自动化系统可以通过从电网获得全面的信息收集、完成信息处理和分析需求来考虑用户的电力需求。通过应用这种分析,各方可以缔结供应协议以促进决策。

3 电力调度自动化系统的应用现状

3.1 应用范围进一步扩大

国家电网注重建设具有中国特色国际领先的能源互联网,在绿色发展方面推动新型电力的构建和转型;在强化安全保障上,构建能源互联网安全防御体系,提升信息安全态势感知能力和智能化、动态化网络安全防护水平;在统筹调度上,全面提升信息采集、传输、处理、应用等能力,推动传统电网基础设施和新型数字化基础设施融合,促进电网调度运行智能化和运营管理智慧化,实现以数字化转型为主线的智慧赋能。由于国家电网等大型电力传输企业牵头应用电力调度自动化系统,其应用范围在进一步扩大,通过几次电力改革,已经从城市延伸到了广阔的农村区域,智能电表的缴费、断电、查询等功能已经实现了自动化,为电力企业和用户提供了极大的方便,节省了大量的人力资源成本,促进了电力自动化系统和设备的完善。

3.2 核心技术进一步成熟

电力调度自动化系统的应用主要在于其中的几项关键技术的成熟和发展。一是电力数据的记录与提取。电力调度自动化系统无论是对区域内用电情况还是个体的用电情况数据都可以实现实时的监测和数据的提取。例如在电力生产紧张时期,通过对不同区域内用电数据的对比,可以合理分配居民用电、农业用电和工业用电,优先保障居民正常生活用电。在数据监测上还有一个应用就是提取数据,通过数据分析决定区域内是否需要进行电力设施的更新换代,而非人工检测线路和变压器等设施的方式。数据记录提供了准确而有效的第一手数据资料。二是电力故障分析与修复。传统的电力故障需要采取人工的方式,通过仪器手动监测,效率和安全性都极低。电力调度自动化系统通过对反馈回来的数据进行分析,可以准确定位出故障的部位和发生故障的原因,在超过负荷电压的情况下,对区域内用电自动切断,对于部分因为系统原因造成的问题或者漏洞,可以实现自我修复,电力调度自动化系统还通过安装审计系统和入侵检测装置来保证整个用电系统和网络的安全性,避免黑客等不法分子的恶意攻击,全面减轻了管理人员的压力。三是电力系统运行与管理。借助先进的计算机技术和通信技术,开发不同的系统快速地对供电系统进行控制,实现全自动化的监管和远程控制。例如SD-6000系统就能通过模块化处理的方式,借助通信网络的优势,确保电力调度中心能对系统的具体功能环节进行有效的控制;SCADA系统进行自动化调度,可通过与上下级调度构成广域网,实现网络数据的传递,实现系统的远程调试功能。自动化系统的应用保障了电力资源的利用和分配更加合理与高效.

4 电力控制系统中的自动化元件应用

4.1 变换器电路

在生产电气设备元件的过程中,变换器电路运用频率比较高。我国不断创新电力电子产品,也在不断创新变频器。传统的变频器比较简单,主要是利用晶闸管,在实际工作中可以利用整流电路。在运行的过程中高次谐波会产生较强的作用力,而在电力电气自动化元件技术的加持下可以对其极性产生改进效果,可以解决高次谐波等一系列的问题。通过对电流的直接改变,进而使得高次谐波带来的运行压力进一步减轻,使得整个电网的运行步入到更为稳健的状态之中。由于电压和电力压力相对是较大的,呈现出高压的典型态势,将会弱化整体控制效果。为了保障电网运行的稳定性,需要对相位差余弦值加以调节处理。

4.2 交流调速控制技术

当前很多电力元件选择利用交流调速控制技术,这一技术根据矢量控制原理建立多变量的控制系统,各个变量具有非线性特征,达到对直流电动机的较好的控制。在这一控制过程中,需要通过固定磁场来实现对其加装直流励磁,让电刷等可以达到对外电路的连接效果。利用直流电机开展控制工作,根据矢量控制原理,可以事先控制交流调速。控制交流调速的过程中,因为这项工作比较复杂,电流呈现出综合性走向。利用交流调速控制理论,假设分析和实际结果之间存在较大的差异性,因此在利用控制理论的过程中,需要加强检测旋转中心周边磁链的方向,保障整体控制效果

4.3 变频器和单片机

新型元件防干扰频带是变频器的典型元件,当前我国主要是利用八位机,功能指令比较简单,因此适合在大批量生产中利用,因为单片机具有较大的优势,可以在智能型仪器控制中直接利用单片机,同时在复杂的工业控制中也可以利用单片机。在社会发展过程中,在开发单片机的过程中可以利用C语言技术。通过对自动化控制系统的充分利用,主要集中在对集成模拟乘法器的充分利用,因此形成环路,提高整体自动化水平。在数控工作中,通过脉冲宽度调制控制信号,因此快速发展这一技术可以进一步完善单片机,通过利用PL语言和C语言,可以优化传统汇编型语言的操作性,因此完善元件技术,使我国电力电气自动化元件技术水平因此提高。

5 电力电气系统自动化的意义

5.1 提高生产效率

电力电气系统的自动化的实现与运作,有效提高了生产效率。因为,在传统的电力系统当中,需要涉及大量的人力成本的支出,且工作非常复杂,无法有效提高生产效率。特别是日常的监控检修工作,在监控电力系统,检查是否存在故障的时候,需要耗费到大量的人力,且对于技术人员有非常高的要求,如果技术人员的能力与经验不足,就会存在无法检测出故障,影响到了电力系统的正常运作,埋下了安全隐患。直到电力电气自动化系统的出现,才实现了电气设备自信对自身采取全天候的监控,以及故障的排查,还能准确找出故障所在位置。且就算工作人员不在现场,也能实现自动化的运作。这种自动化的故障排查方式,其全过程几乎不用工作人员的过多参与,优化了工作的流程,节省了大量的人力支出,有效防止了因为技术人员经验不够而导致的故障无法及时排查出来的情况[1]。

5.2 促进技术模式的优化

电力电气系统自动化对于技术模式有着一定的优化作用,因为电力电气系统的自动化运作,能够让整个传统的技术模式也都逐渐向自动化转变。因此,大力发展电力电气自动化系统,就是在促进整个电气设备的转型[2]。

5.3 利于实现配电自动化

配电的重要性体现在,其一旦出了问题就会导致人们的生产活动受到极大的影响,对社会的稳定发展造成一定的困扰。随着电力电气自动化系统的应用普及,配电系统也逐渐升级为了自动化配电系统,从而实现了高效运转,节省了大量的人力成本,降低了技术人员的工作量[3]。

6 电力调度自动化系统的发展趋势

6.1 可视化

自动化系统的应用,由于目前技术相对复杂,对使用人员的综合技能和素质要求较高,需要专业的人员才能进行操作和分析。未来自动化系统的推广应用必将面临各种各样的用户,大多非专业人员,电力调度自动化系统要在市场上推广应用,必定朝着简单化的方向发展,也就是经常提到的可视化,系统能将采集到的数据自动转化为通俗易懂的图表或者简单的结论。结合定位技术和大数据技术等,进而可以将故障定位和产生故障的原因以动态图的形式展示出来,提供科学的调度和修复方案。可视化的目的主要是推动电力调度自动化系统在一般客户群体中的广泛应用,在小范围内实现对电力的自我调度和管理,避免了因临时问题等求助电力专业技术人员,减轻用户群体的维修压力和电力公司的人员调度压力[4]。

6.2 市场化

当前,电力调度自动化系统主要在国家电力生产和管理运营企业中应用,主要是适应大范围电力调度应用的需求。随着计算机技术的不断进步和系统的完善,电力调度自动化系统必将推广到企用和民用的领域,比如大型的工业企业,一年用电费用数额比较大,通过智能化的自动调度系统对全企业的用电进行合理的分配和控制,能够在保证企业正常用电的情况下大量节约用电量。当前在美国等西方发达国家,智能化的办公楼已经投入了使用,能通过自动控制和识别技术,当办公区域无人办公时,自动切断不需要的电源等,智能化的电力调度自动化系统可以与之结合,对用电进行精准控制,建立节约型和安全型的办公环境。其他在大型农场、商场、医院等行业都可以推广应用,为整个国家建立节约型的电力网络系统。

7 结束语

在电力规划中,自动化技术的应用提高了调度效率,保证了供电和运行的整体可靠性。人工智能的应用提高了电力管理系统的自动化水平,使系统更高效,并使自动化技术适应更复杂的操作要求。因此,重要的是考虑在自动化节能系统中应用人工智能,以促进技术的整合。如今,专家系统、可视化技术和新的网络化智能平台得到了广泛应用。他们通过结合具体的应用要求,优化自动化技术在不同领域的应用,以实现更深入的研究和更高的应用性能。

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