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人工智能在智能电网中的应用

分布时间：2023-12-04 发布人：admin

随着时代的进步，人工智能迅速发展，越来越受到人们的关注。与此同时，针对电力系统在新时代面临的种种挑战，智能电网应运而生。

由于各国和地区的能源结构、地理环境及经济发展状况不同，所需的智能电网类型也有所不同，因此，迄今为止智能电网没有世界通用的定义。

总体上看,智能电网是以通信为特色，包含传统电网中的发电、输电、配电、用电等基础过程，且可实现清洁、高效、友好互动的高度信息化综合性电网。

人工智能（Artificial Intelligence），简称AI，是基于人类行为和思维方式给予机器智能思维的未来技术。人工智能不仅仅局限在计算机科学这一范畴内，事实上，它几乎广泛地出现在每一个无论是自然或社会的学科或领域中。

目前，AI已广泛应用于各个领域，显示出智能化、高效的优势。因此，如果能将AI应用于电网，可以提高电网的智能性和高效性，电网系统也将更好地应对我国复杂的电网分布和电力配置工作，降低了电网操作的复杂性，消除了许多潜在的隐患，减少了设备投资和运行成本。

通过科研人员的努力，AI技术已在发电、输电、变电、配电、用电和电力调度等多个环节得到初步应用，体现了AI技术在智能电网中的多元化应用方向。

智能调度与管控

智能电网依托结构化的语义知识库、可实现人与计算机之间用自然语言进行有效通信的相关技术和语音识别等AI相关技术产物，能够较为综合地应对电网运行日常任务，制定检修与发电计划，处理电网系统中各个设备的状态以及设备之间通信、收发数据量等信息，完成自主识别设备故障、智能计算停电影响区域和精准估算负荷等功能，保障调度的顺畅及高效稳定运行。

其次，AI智能模糊决策模型可以利用大数据调度技术，基于现有样本数据，对电网的运行走向进行一定的预测，排查可能遇到的问题与困难，进而优化了智能电网的运营，有效规避各种潜在风险，保证了运行状态的稳定。

此外，为响应双碳目标，清洁能源的开发与利用成了时代潮流，微电网应运而生，它是攻克多种电源并网的难关的利器。在这种大背景下，由分布式电源、能量转换装置等组成的小型配电系统成了智能电网的最新选择方向，通过结合AI技术构建的深度递归神经网络，人们得以了解微电网运行的实时情况，并对微电网各分布式发电单元发出相应的控制命令，改进了对智能微电网的调度。

此外，该调度模式与微电网的适配性也是它的一大优势。综上，AI智能调度系统不但可以在传统智能电网领域大放异彩，而且能于微电网模型的智能电网调度中发挥着重要作用。

智能巡检与监测

传统的人工巡回检查工作方式具有劳动强度大、安全风险高、工作环境恶劣、容易受到气象环境干扰等特点，难以实现设备和线路的实时监测,导致故障和缺陷不能及时发现等诸多问题。

智能电网通过现代化的巡检机器人、无人机和固定监控摄像头等多种方式收集巡检影像数据，搭建了较为典型且全面的故障样本库，通过视频处理分析、图像识别、深度学习等AI技术可以实现自主识别存在问题、故障诊断、维修一体化的智能服务系统。目前，部分电力公司已将该技术投入使用，AI技术识别的速度是人工识别的60倍以上，且大幅度降低了后期工作量。

同时，运用高清摄像机、巡检机器人及各种传感器、在线监控装置，通过图像识别、声音识别及结构化的语义知识库等技术，全面监控变电站的主辅设备，使变电站运营维护管理精益求精。

例如，“BIM+物联网+AI”技术可以随时监控变电站的运行状况，如有异常可以及时发出警报，方便工作人员及时介入，大幅度提高效率。与此同时，利用AI技术可以合理规划设备分布位置，方便跟踪设备运行情况并预警潜在风险。

结合自动获取的设备相关信息，设备的整个生命周期都能得到更加精确的动态化分析，设备性能和风险源都能得到更加及时与有效的评估，尽可能地规避随之而来的电网故障。

故障诊断与修复

电网系统中一般都会使用大量的电力设备，对这些电力设备进行检查和维护时，往往都需要带电工作，否则，停电造成的经济损失会很大。按照以往的人工检修方式，带电作业不仅危险，最后效果也常常差强人意。

通过引进人工智能技术，电网设备可以实现智能化自检，检查数据也可以与指挥中心共享，通过大数据分析，可准确判断并及时排除电网设备故障。配电网带电作业机器人运用三维环境重建、视觉识别、运动控制等技术，已经实现了机器人自主识别引线位置、抓取引线、剥线、穿线、搭火等操作，可以胜任大部分故障诊断和修复工作。

配电网带电机器人的出现真正实现了全天候、全地域作业，有效地消除了传统人工带电作业的人身安全风险，在大大降低了劳动强度的同时提高了工作质量。而当故障无法处理时，该机器人可以及时报警，避免造成更大的损失。