电力系统中人工智能及神经网络的应用范文

摘要：随着科学技术的不断创新，许多行业为了能够占领高端技术前沿，大都引进人工智能和神经网络技术和自己的领域相结合，来进一步提高产品的质量和管理的效率，从而为智能化社会的建构奠定良好的物质基础。本文通过人工智能与神经网络技术在电力系统中的应用研究作进一步的分析，目的在于唤醒人们加大在这一领域的投入，建设强大的国家智能电网。

关键词：人工智能；神经网络；智能电网；应用研究

随着人工智能与神经网络技术的兴起，在电力系统的运行、控制、管理等领域的应用不断深入，不仅拓宽了人工智能与神经网络技术的应用范围，而且凭借自动化、信息化和智能化的高度集成，提升了电力产业的升级换代，人工智能与神经网络技术使电力系统真正实现了决策智能和管理智能。我国的经济在近十几年来进入到了一个飞速发展的阶段，城市化的进程不断加快，完善的、强有力的电力网在城市建设中显得越来越重要。十几年前的美加大停电和俄罗斯大停电时刻在为我们敲响警钟，电力网的安全运行离不开先进的控制技术。而人工智能与神经网络技术则是对电力网控制技术关键环节的完善，同时也是电力系统技术上的升级，就目前来说，我国人工智能与神经网络技术的研发还处于初级阶段，还有很多技术问题需要不断的实践和探索。

1人工智能与神经网络技术理论基础

1.1基本概念

人工智能（AI）是利用计算机模型模拟思维功能的科学，是计算机科学的一个重要分支，是跨学科的前沿科学，涉及到心理学、脑生理学、计算机科学和哲学等学科。人工智能与神经网络均是研究人脑、人的思维和认知的科学技术，它们之间存在着千丝万缕的联系，但在认模型上又有许多不同之处，人工智能建立的是由符号表示顺序处理的认知模型；而神经网络则是并行分布处理模型，这种模型认为通过大量神经元的作用产生信息处理，每一个神经元在网络中将兴奋或抑制信号传送给其它神经元。可以将神经网络的适应性、鲁棒性和一致性与从符号人工智能中继承的表示、推理和普遍性结合起来产生期望特性。人工智能与神经网络技术的应用范围相比于其他技术来说应用更广泛，一方面体现在性能上，比如可进一深入到计算机技术，精密电子仪表传感器技术以及导航系统的定位技术等；另一方面则是体现在智能上，而智能技术就是在最大程度上帮助人发挥潜能，实现人机合一，使得人类能够在熟练掌握生产技术的基础上最大程度提升工作效率和使经济效益最大化。

1.2理论基础

1.2.1较高的准确性在过去的电力系统中，我们可以看见的是对机器的控制，往往会存在比较高的变更性，这就意味着自动化控制的相关工作会变得更加具有难度。但是智能技术却可以将这个问题恰当地解决，对这些问题展开客观的，科学的以及比以往更加精准的评估。如果说面向的数据是我们平时使用频率不高的，或者说不是经常处理的，也能够对工作的高效率性进行保障。另外，虽然电气设备正朝着多方向发展，但只要在现有理论基础上进行深入研究，对一些常规问题解决之后，人工智能与神经网络技术就能够实现突破。

2人工智能与神经网络技术在电力系统中的应用现状

2.1专家系统的应用

应用知识获取的多层流式模型，可以自动获取变电站的拓扑结构和保护配置等方面的知识，用于产生变电站停电后的恢复方案；用于以启发式优化方法确定配电系统中对地电容器和电压调节器的地点；达到损耗最小和投资费用最少；采用面向对象技术开发用于保护系统设计的专家系统，考虑系统设计与电力网络本身设计的协调；用于开发实现电厂内部电力设备系统的管理与运行状态监视的智能系统；以数字故障录波器的信息为基础的自动分析故障和实践的方法；实现电力系统的稳定控制等。

2.2人工神经元网络的应用

采用多个人工神经元网络，实现故障诊断；用人工神经元网络进行设想事故的自动选择和评估静态安全性；用非线性优化方法训练多层前馈神经网络，并估计受扰动的电压和电流的正弦波形；用人工神经网络识别高压电气设备局部放电现象；用人工神经元网络监视高压充油电缆系统工作状况，检测泄露；用人工神经元网络整定数字距离保护，自动适应网络运行条件变化；用并行自组织分层人工神经元网络股及电力系统不安全程度；用不安全运行点和最近的安全运行点距离作为刻画不安全程度的指标；评估电力系统暂态稳定；采用多层前馈神经元网络识别配电系统中的多个谐波源位置等。

2.3模糊进化优化方法的应用

采用遗传算法，求解火力发电系统经济调度问题；解决发电规则、输电系统扩展规划；实现发电机励磁系统参数协调的确定；求解无功和电压控制问题；求解燃料合同约束下的多时段经济调度问题等。

2.4优化电气工程领域自动化设计

每一项电气工程从开始到结束都是一个非常复杂的过程，其中涉及到的学科知识也非常的丰富，比如说电子电路、主接线、继电保护等。如果让没有基础知识和经验的工作人员来参与，那么一定会很难胜任这些工作。智能技术则可以在CAD的支持下，实现对电气工程的自动化设计，从而将经验积累和学习、培训的环节大为大缩短，而设计出来的方案确更加合理，其中遗传算法就是智能化技术优化设计的具体方式之一，具有极强的实用性。

2.5细化对电力系统运行的故障诊断

过去的实际操作中，必须要依靠相关的技术人员来对电气设备进行检查才可以发现这些设备当中到底出现了什么样的问题，另外即便是知道了什么样的问题，但是由于很多的机器都是密封起来的，维修人员对与设备的内部情况都不是非常的了解，那么维修起来就变得非常的困难，要么是随便维修一下走一个形式，要么就是不维修。这样就对机器日后产生的事故埋下了隐患，机器的使用寿命也会随之降低。智能技术则可以解决这个问题，他的加入可以使得设备的运行情况时时刻刻处于监控之下，故障的根源一旦出现之后可以迅速的找到，并且定位清楚，跟人工来进行维修相比较，智能技术会是一个更好的帮手，并且不会出现较大的安全隐患。此外，智能技术还可以在输配电网络故障诊断中进行应用，效果也甚佳。

3结束语

在“智能电网”和传统电网最大的区别，在于懂得更“智慧”地获取和分配电能，以物理电网为基础，将现代先进的传感器测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术和先进控制技术高度集成，实现电力负荷需求和各种资源的优化配置来确保电力供应的安全性、可靠性和经济性，优化电能质量，同时还能为用户提供各种增值服务。虽然我国的人工智能与神经网络技术还处在研究初级阶段，但是在很多方面的研究已经在进行电气工程细分领域中广泛应用，并且成果斐然；智能技术是未来技术发展的一个大趋势，因此对其在电力系统中的应用要更加广泛，进一步深化、细化；进一步提高国家电网的运行效率和质量，建设强大智能电网。

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作者：王邦林 沙桐 单位：云南能源职业技术学院