電網(wǎng)調(diào)控領(lǐng)域人工智能技術(shù)框架與應(yīng)用展望 張紅光

電網(wǎng)調(diào)控領(lǐng)域人工智能技術(shù)框架與應(yīng)用展望張紅光摘要：近年來，國(guó)內(nèi)電網(wǎng)的規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。采用人工智能技術(shù)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行管理，有利于電網(wǎng)大幅度提高管理效率。人工智能技術(shù)與電力網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)了電力企業(yè)的發(fā)展，同時(shí)對(duì)推動(dòng)國(guó)家智能電網(wǎng)戰(zhàn)略的發(fā)展具有重要意義。因此，通過研究智能化電網(wǎng)的特征，結(jié)合人工智能技術(shù)的特點(diǎn)，在電網(wǎng)設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的各環(huán)節(jié)中加強(qiáng)人工智能技術(shù)的深度融合，以發(fā)揮其最大優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞：人工智能；智能電網(wǎng)；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)1引言近年來，電網(wǎng)公司按照南方電網(wǎng)調(diào)配控服一體化的建設(shè)要求整合調(diào)度、監(jiān)控職能，和服務(wù)調(diào)度成立調(diào)配控服運(yùn)行專業(yè)，納入調(diào)度集中監(jiān)控的無人值守變電站逐步增多，調(diào)控人員通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程遙控，調(diào)度操作量急劇增大，調(diào)控員承載壓力持續(xù)增強(qiáng)，迫切需要利用人工智能與電網(wǎng)調(diào)控業(yè)務(wù)變更發(fā)展需求相結(jié)合，推進(jìn)深度學(xué)習(xí)在電網(wǎng)調(diào)控全業(yè)務(wù)鏈路中研究與應(yīng)用，提出適應(yīng)大電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的智能調(diào)度機(jī)器人功能架構(gòu)，推進(jìn)調(diào)控系統(tǒng)軟件的交互方式的變革，提高調(diào)控人員工作效率及便捷性。2人工智能技術(shù)的基本概況人工智能是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來仿照人類的思維模式，然后將人的思考方式與解決問題的思路延伸到機(jī)器中，進(jìn)而用這種智能機(jī)器代替人類工作，以提高工作的精準(zhǔn)度、質(zhì)量和工作效率，同時(shí)減少?gòu)?fù)雜工作的人工成本投入和一些操作的危險(xiǎn)性，對(duì)提高企業(yè)生產(chǎn)能力具有重要意義。從廣義的角度來講，可以使用數(shù)學(xué)和邏輯計(jì)算的方式，給生產(chǎn)生活提供服務(wù)和工具的技術(shù)稱為人工智能技術(shù)；從狹義的角度來講，通常指制造出機(jī)器人來代替人類手工操作進(jìn)行生產(chǎn)工作的技術(shù)，稱為人工智能技術(shù)。社會(huì)對(duì)人工智能技術(shù)的定義在不斷變化，當(dāng)今的人工智能技術(shù)不僅由計(jì)算機(jī)技術(shù)組成，還融合了人文社科、藝術(shù)等諸多領(lǐng)域的內(nèi)容，綜合性較強(qiáng)，且涉及的技術(shù)領(lǐng)域較為復(fù)雜。未來電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)以國(guó)家電網(wǎng)設(shè)施為基礎(chǔ)，將人工智能信息化技術(shù)與電網(wǎng)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來，從而構(gòu)建新型的智能化電網(wǎng)。人工智能主要通過內(nèi)部計(jì)算平臺(tái)得到的龐大數(shù)據(jù)和比較前沿的智能管理算法技術(shù)，有效管理電力網(wǎng)絡(luò)。國(guó)家已經(jīng)出臺(tái)了一系列與智能電網(wǎng)相關(guān)的法律法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范現(xiàn)有的以及未來的智能電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)作，以保證智能電網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用具有一套完整的規(guī)章制度來衡量模范化，增強(qiáng)了智能電網(wǎng)的可實(shí)施性與專業(yè)性。3電網(wǎng)調(diào)度控制面臨的挑戰(zhàn)一是大電網(wǎng)安全管控難度加大。國(guó)家電網(wǎng)已發(fā)展成為以跨區(qū)直流大規(guī)模送電為典型特征的交直流混聯(lián)電網(wǎng)。跨區(qū)大規(guī)模送電成為影響電力平衡的重要因素，電力平衡協(xié)調(diào)難度增加。系統(tǒng)故障形態(tài)復(fù)雜，大功率直流沖擊下導(dǎo)致的新能源大規(guī)模脫網(wǎng)、大范圍潮流轉(zhuǎn)移、同送同受多回直流同時(shí)換相失敗等連鎖反應(yīng)成為新特征，影響范圍擴(kuò)大，事故處置與恢復(fù)難度加大。交直流故障引發(fā)大范圍連鎖反應(yīng)、密集輸電通道遭受嚴(yán)重災(zāi)害、安控裝置拒/誤動(dòng)等事件均可誘發(fā)大面積停電事故，安全風(fēng)險(xiǎn)管控難度增大。二是電力市場(chǎng)化改革任務(wù)重。市場(chǎng)化改革需要妥善處理市場(chǎng)電與計(jì)劃電銜接、中長(zhǎng)期與現(xiàn)貨市場(chǎng)銜接、省間與省內(nèi)市場(chǎng)協(xié)調(diào)、市場(chǎng)化生產(chǎn)組織與一體化安全管控相協(xié)調(diào)的難題，需要優(yōu)化重構(gòu)年度、月度、日前、日內(nèi)調(diào)度業(yè)務(wù)流程以及國(guó)分省地四級(jí)調(diào)度縱向協(xié)同流程，需要全面提升調(diào)度計(jì)劃和現(xiàn)貨市場(chǎng)業(yè)務(wù)支撐能力。4電網(wǎng)調(diào)控領(lǐng)域人工智能應(yīng)用基礎(chǔ)4.1調(diào)控全業(yè)務(wù)鏈路場(chǎng)景的調(diào)度值長(zhǎng)、正值、副值三崗機(jī)器人架構(gòu)調(diào)控機(jī)器人按照崗位分為調(diào)度值長(zhǎng)、調(diào)度正值、調(diào)度副值機(jī)器人，各崗機(jī)器人各司其職，依托其“眼看”、“耳聽”、“腦思”、“手動(dòng)〃能力輔助其崗位用戶完成電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視、流程待辦訂閱、倒閘任務(wù)編排、安全防誤校核、代理調(diào)用操作、管理信息維護(hù)等工作。調(diào)度長(zhǎng)，主要負(fù)責(zé)倒閘操作過程監(jiān)護(hù)、事故異常決策、交接班值班日志編撰。機(jī)器人調(diào)用操作票系統(tǒng)進(jìn)行倒閘操作監(jiān)護(hù)；調(diào)用OMS系統(tǒng)完成交接班值班日志的編撰；調(diào)用OCS系統(tǒng)完成電網(wǎng)電壓、負(fù)荷、頻率、在線潮流計(jì)算等分析決策。正值調(diào)度員，主要承擔(dān)檢修計(jì)劃擬票及負(fù)荷監(jiān)視調(diào)整，由OMS系統(tǒng)及時(shí)捕獲已審核檢修單，調(diào)用操作票系統(tǒng)輔助經(jīng)濟(jì)崗調(diào)度員完成擬票及送審。通過OCS實(shí)時(shí)監(jiān)視電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)荷曲線，確證負(fù)荷異常類型，推送提醒及最優(yōu)調(diào)整方案。副值調(diào)度員，主要參與倒閘操作審核確認(rèn)、執(zhí)行確認(rèn)，由操作票系統(tǒng)跟蹤獲取指令票流轉(zhuǎn)信息，及時(shí)配合完成審核、下令、檢修拆掛牌等工作。與此同時(shí)，電網(wǎng)崗機(jī)器人還需要通過OCS時(shí)刻關(guān)注電壓情況，及時(shí)察覺電壓異常，智能推送調(diào)優(yōu)方案。4.2電網(wǎng)智能輔助決策當(dāng)前電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)在決策環(huán)節(jié)仍大量依賴于調(diào)度人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際調(diào)度環(huán)境下，調(diào)度人員需要依從各類文本形式的穩(wěn)定、保護(hù)及操作規(guī)定以及其他文本形式預(yù)案中的規(guī)程進(jìn)行決策。然而，隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大以及伴隨而來的電網(wǎng)運(yùn)行特性變化，電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行控制也變得日趨復(fù)雜，進(jìn)而導(dǎo)致調(diào)度人員對(duì)于電網(wǎng)的感知能力弱化，以經(jīng)驗(yàn)和人工分析為主的調(diào)控手段在故障處置等方面越發(fā)不足。在上述背景下，若能借助當(dāng)前成熟的人工智能技術(shù)學(xué)習(xí)文本等形式的調(diào)度業(yè)務(wù)相關(guān)知識(shí)，在較短的時(shí)間內(nèi)給出輔助性決策信息，協(xié)助調(diào)度人員進(jìn)行故障處置工作，則可有效降低大電網(wǎng)調(diào)控決策和系統(tǒng)失控風(fēng)險(xiǎn)。4.3智能操作模型智能監(jiān)視技術(shù)，包括智能應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)視和智能環(huán)境監(jiān)視。其中智能應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)視主要是通過掃描云平臺(tái)的數(shù)據(jù)資源中心和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的各模塊，捕捉事件，提交大腦思維決策對(duì)電網(wǎng)事件進(jìn)行分析、分解。智能環(huán)境監(jiān)視借助視頻監(jiān)控系統(tǒng)感知現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息，捕捉事件，最后提交大腦思維決策進(jìn)行分析、分解。智能交互技術(shù)，通過智能搜索系統(tǒng)、綜合展示平臺(tái)，以及智能語音系統(tǒng)、智能信息推送系統(tǒng)、智能任務(wù)提醒系統(tǒng)等人機(jī)交互技術(shù)將業(yè)務(wù)中的相關(guān)數(shù)據(jù)及時(shí)、高效、形象的展現(xiàn)給調(diào)控人員，并通過智能決策系統(tǒng)輔助調(diào)控人員在最短的時(shí)間內(nèi)，判斷網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，制定合理的調(diào)度方案。智能代理技術(shù)，電網(wǎng)事件的處理往往涉及到不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)、不同模塊的有序協(xié)作。電網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)有的這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)往往存在異構(gòu)性，這種異構(gòu)性往往表現(xiàn)在平臺(tái)異構(gòu)性、數(shù)據(jù)模型的異構(gòu)性等。業(yè)務(wù)系統(tǒng)的融合關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)信息的匹配、轉(zhuǎn)譯。語義信息是解決數(shù)據(jù)信息匹配、轉(zhuǎn)譯的有效手段，利用信息的語義信息實(shí)現(xiàn)信息的匹配、利用語義的推理規(guī)則實(shí)現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)譯。5結(jié)束語AI技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)各大行業(yè)及企業(yè)積極追求的一種生產(chǎn)和管理技術(shù)。通過這種技術(shù)可以有效提高人們生活的便利性和企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的效率，改變企業(yè)的商業(yè)模式和盈利模式，不斷培育智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈下的各種業(yè)務(wù)機(jī)遇，深度挖掘用電者的需求，給企業(yè)帶來更多的盈利機(jī)會(huì)。此外，學(xué)校應(yīng)該開設(shè)人工智能電網(wǎng)的相關(guān)專業(yè)，為智能電網(wǎng)領(lǐng)域提供充足的人才。參考文獻(xiàn)：張偉鵬.淺析物聯(lián)網(wǎng)+人工智能技術(shù)[J].數(shù)字通信世界,2018(12):59.付盼麗，王娟.試論人工智能控制技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2018(33):44-45.郭健，王