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人工智能在智能電網中的應用

分布時間：2023-12-04 發布人：admin

隨著時代的進步，人工智能迅速發展，越來越受到人們的關注。與此同時，針對電力系統在新時代面臨的種種挑戰，智能電網應運而生。

由于各國和地區的能源結構、地理環境及經濟發展狀況不同，所需的智能電網類型也有所不同，因此，迄今為止智能電網沒有世界通用的定義。

總體上看,智能電網是以通信為特色，包含傳統電網中的發電、輸電、配電、用電等基礎過程，且可實現清潔、高效、友好互動的高度信息化綜合性電網。

人工智能（Artificial Intelligence），簡稱AI，是基于人類行為和思維方式給予機器智能思維的未來技術。人工智能不僅僅局限在計算機科學這一范疇內，事實上，它幾乎廣泛地出現在每一個無論是自然或社會的學科或領域中。

目前，AI已廣泛應用于各個領域，顯示出智能化、高效的優勢。因此，如果能將AI應用于電網，可以提高電網的智能性和高效性，電網系統也將更好地應對我國復雜的電網分布和電力配置工作，降低了電網操作的復雜性，消除了許多潛在的隱患，減少了設備投資和運行成本。

通過科研人員的努力，AI技術已在發電、輸電、變電、配電、用電和電力調度等多個環節得到初步應用，體現了AI技術在智能電網中的多元化應用方向。

智能調度與管控

智能電網依托結構化的語義知識庫、可實現人與計算機之間用自然語言進行有效通信的相關技術和語音識別等AI相關技術產物，能夠較為綜合地應對電網運行日常任務，制定檢修與發電計劃，處理電網系統中各個設備的狀態以及設備之間通信、收發數據量等信息，完成自主識別設備故障、智能計算停電影響區域和精準估算負荷等功能，保障調度的順暢及高效穩定運行。

其次，AI智能模糊決策模型可以利用大數據調度技術，基于現有樣本數據，對電網的運行走向進行一定的預測，排查可能遇到的問題與困難，進而優化了智能電網的運營，有效規避各種潛在風險，保證了運行狀態的穩定。

此外，為響應雙碳目標，清潔能源的開發與利用成了時代潮流，微電網應運而生，它是攻克多種電源并網的難關的利器。在這種大背景下，由分布式電源、能量轉換裝置等組成的小型配電系統成了智能電網的最新選擇方向，通過結合AI技術構建的深度遞歸神經網絡，人們得以了解微電網運行的實時情況，并對微電網各分布式發電單元發出相應的控制命令，改進了對智能微電網的調度。

此外，該調度模式與微電網的適配性也是它的一大優勢。綜上，AI智能調度系統不但可以在傳統智能電網領域大放異彩，而且能于微電網模型的智能電網調度中發揮著重要作用。

智能巡檢與監測

傳統的人工巡回檢查工作方式具有勞動強度大、安全風險高、工作環境惡劣、容易受到氣象環境干擾等特點，難以實現設備和線路的實時監測,導致故障和缺陷不能及時發現等諸多問題。

智能電網通過現代化的巡檢機器人、無人機和固定監控攝像頭等多種方式收集巡檢影像數據，搭建了較為典型且全面的故障樣本庫，通過視頻處理分析、圖像識別、深度學習等AI技術可以實現自主識別存在問題、故障診斷、維修一體化的智能服務系統。目前，部分電力公司已將該技術投入使用，AI技術識別的速度是人工識別的60倍以上，且大幅度降低了后期工作量。

同時，運用高清攝像機、巡檢機器人及各種傳感器、在線監控裝置，通過圖像識別、聲音識別及結構化的語義知識庫等技術，全面監控變電站的主輔設備，使變電站運營維護管理精益求精。

例如，“BIM+物聯網+AI”技術可以隨時監控變電站的運行狀況，如有異常可以及時發出警報，方便工作人員及時介入，大幅度提高效率。與此同時，利用AI技術可以合理規劃設備分布位置，方便跟蹤設備運行情況并預警潛在風險。

結合自動獲取的設備相關信息，設備的整個生命周期都能得到更加精確的動態化分析，設備性能和風險源都能得到更加及時與有效的評估，盡可能地規避隨之而來的電網故障。

故障診斷與修復

電網系統中一般都會使用大量的電力設備，對這些電力設備進行檢查和維護時，往往都需要帶電工作，否則，停電造成的經濟損失會很大。按照以往的人工檢修方式，帶電作業不僅危險，最后效果也常常差強人意。

通過引進人工智能技術，電網設備可以實現智能化自檢，檢查數據也可以與指揮中心共享，通過大數據分析，可準確判斷并及時排除電網設備故障。配電網帶電作業機器人運用三維環境重建、視覺識別、運動控制等技術，已經實現了機器人自主識別引線位置、抓取引線、剝線、穿線、搭火等操作，可以勝任大部分故障診斷和修復工作。

配電網帶電機器人的出現真正實現了全天候、全地域作業，有效地消除了傳統人工帶電作業的人身安全風險，在大大降低了勞動強度的同時提高了工作質量。而當故障無法處理時，該機器人可以及時報警，避免造成更大的損失。