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摘 要:随着人工智能技术高速发展,电网智能化程度也在逐步提高。人工智能技术在智能电网的各个应用环节已经发挥了重要作用,例如:电网规划、电网建设、日常巡检、故障诊断等。各类人工智能技术进一步推动了智能电网的建设,但是也存在一定的风险,这就要求我们在不同的应用场景下科学准确地选择针对性的技术来帮助我们开展相关工作。
关键词:人工智能;智能电网
智能电网也称之为“电网2.0”,它是在世界性电力工业发展的新形势下提出的一种新概念。智能电网包括:智能电表、智能变电站、智能电网建设、智能发输电系统等,国家电网公司提出的“坚强智能电网”战略是为了更好地满足用户的需要及电网安全提出的,其中“坚强”是根基,“智能”是核心,两者的高度融合是我国现代电网建设的发展趋势。我国目前处于智能电网建设的起步价段,在建设初期达到可靠、经济、高效、安全、环保等目标是实现智能电网持续健康发展的关键。
1人工智能简述
人工智能即artificial intelligence,简称AI。AI是研究与开发用于模拟和扩展人的理论技术及应用的科学技术,AI技术在很多领域得到重要应用:如无人驾驶、无人机、智能手机、医学研究、数学逻辑等,对整个社会的发展进步产生着深刻的影响,同时它的出现也为电网智能化发展提供了不可替代的技术助力。AI在长期的发展过程中主要产生了三种模拟方法:功能模拟法、结构模拟法、行为模拟法,其理论和技术体系复杂,在各科学领域均有待进一步深入研究和探索,将人工智能更好地融入智能电网建设也仍是一个复杂而且重要的研究课题。
2人工智能在智能电网中的应用
2.1智能调度系统
我国幅员辽阔,东西部跨距大,能源分布和主要负荷分布严重不平衡:东部用电需求大;西部由于身处内陆腹地,发展较东部慢,但化石能源及风力、太阳能、水能储量丰富。建设西部向东部的电力输送网能够极大解决源荷不匹配问题,但远距离输电规模大、距离远、损耗大等矛盾也不可避免。与此同时,可再生能源近年来快速发展,水电、风电以及光伏发电给我国能源结构带来了有力的补充。在我国偏远农村和荒漠地区,地形条件复杂、经济发展相对滞后,远距离输电成本高、可靠性差,通过建立并网光伏电站、风力发电、小水电等形式的微电网能够解决当地的居民问题,且可以将多余电量接入大电网,进而带来当地经济的发展。
因此,如何保障电力远距离传输和可再生能源接入并网的安全性和稳定性,就需要对于电能的转换及各种发电种类进行合理的调度。如因信息传输不及时易出现电力供需失衡的情况,进而损伤设备,采用智能调度能实现对整个电力系统运行的自动优化管理。例如A公司在人工智能领域大胆创新,启动领跑世界的配网人工智能指挥体系建设,让“人工智能(AI)配网调控员”代替员工“坐上”调度坐席,24小时不间断监视配网数据、处理特定工作,实现了配网调度信息“零漏判”、“零错判”。
2.2智能机器人和无人机在巡检过程中的大规模应用
机器人作为人类得力的助手,在各行各业都得到了深入应用,极大地提高了生产力。将机器人技术与电力技术融合,通过电力巡检机器人对输电环节、变电环节、配电环节实现全面的无人化运维检修已经成为当前运检业务的发展方向。很多电力设备都安装在高山深谷里,以往通过人力对这些电力设备进行巡检都特别耗时耗力,而电力巡检机器人可以将一线人员从恶劣的环境中解放出来,并且降低了漏检率、误判率,进一步提高自动维护水平。同时,无人机在输电巡检、电力测绘、事故勘察以及特种作业等方面存在显著优势,促使国内各级电网公司投入大量的人力、物力、财力对关键技术进行研究。如:B省电网在变电站应用巡检机器人后,巡检频度提高3倍,人工巡视工作量下降31.4%,节约人力成本1.7亿元,累计发现设备缺陷隐患2000余处。C公司生产的469台电力特种机器人,已经在国内30个省上岗,成为名副其实的守护电网安全的"智能卫士"。
2.3远程集抄应用
随着近两年主配网架结构的改善及城农网改造工作的逐渐深入,“一户一表,管电到户”政策的贯彻实施及相关技术的进一步发展,原来的抄表方式工作效率低下、查询困难及后续服务难以解决。这些问题迫使电网公司投入大量资金进行电能表的改造,通过利用先进网络技术和传感器技术进行远程集抄,实时采集电表数据,并通过智能方式对获得的电表信息进行分类整理。同时,对用户用电信息进行采集、存储、传输,为建立智能化小区提供有效的解决方案。例如:D公司自2010年推广使用智能电能表以来,已累计安装智能电能表4200万台,在全国率先实现智能电能表和用电信息采集系统全覆盖。通過持续提升产品质量和智能化水平,远程集抄能够为终端用户提供更加优质、精准的电能计量服务。
3结语
我国智能电网经过多年建设已取得一定的成绩,并向着更高层次发展,这离不开人工智能技术的辅助,但在成绩背后我们也要看到,人工智能技术在智能电网建设中的应用尚处于开始阶段,它还有很长的路要走。随着数字化信息化的快速发展,泛在物联时代的加速到来,各类数据总量也在持续增加,随之而来的管理复杂程度也在加剧,同时各类新能源发电技术的加快应用,都为人工智能技术在智能电网建设中提供了更广阔的应用空间。只有不断地加强人工智能科学在电网中的深化应用,才能保障电网的持续平稳安全运行,更好的服务经济社会发展。
参考文献:
[1] 肖世杰. 构建中国智能电网技术思考[J]. 电力系统自动化, 2009, 33(9):1-4.
[2] 戴彦, 王刘旺, 李媛, et al. 新一代人工智能在智能电网中的应用研究综述[J]. 电力建设, 2018, 39(10):10-20.
[3] 李博, 高志远. 人工智能技术在智能电网中的应用分析和展望[J]. 中国电力, 50(12).
[4] 张文亮, 刘壮志, 王明俊, et al. 智能电网的研究进展及发展趋势[J]. 电网技术, 2009, 33(13):1-11.
关键词:人工智能;智能电网
智能电网也称之为“电网2.0”,它是在世界性电力工业发展的新形势下提出的一种新概念。智能电网包括:智能电表、智能变电站、智能电网建设、智能发输电系统等,国家电网公司提出的“坚强智能电网”战略是为了更好地满足用户的需要及电网安全提出的,其中“坚强”是根基,“智能”是核心,两者的高度融合是我国现代电网建设的发展趋势。我国目前处于智能电网建设的起步价段,在建设初期达到可靠、经济、高效、安全、环保等目标是实现智能电网持续健康发展的关键。
1人工智能简述
人工智能即artificial intelligence,简称AI。AI是研究与开发用于模拟和扩展人的理论技术及应用的科学技术,AI技术在很多领域得到重要应用:如无人驾驶、无人机、智能手机、医学研究、数学逻辑等,对整个社会的发展进步产生着深刻的影响,同时它的出现也为电网智能化发展提供了不可替代的技术助力。AI在长期的发展过程中主要产生了三种模拟方法:功能模拟法、结构模拟法、行为模拟法,其理论和技术体系复杂,在各科学领域均有待进一步深入研究和探索,将人工智能更好地融入智能电网建设也仍是一个复杂而且重要的研究课题。
2人工智能在智能电网中的应用
2.1智能调度系统
我国幅员辽阔,东西部跨距大,能源分布和主要负荷分布严重不平衡:东部用电需求大;西部由于身处内陆腹地,发展较东部慢,但化石能源及风力、太阳能、水能储量丰富。建设西部向东部的电力输送网能够极大解决源荷不匹配问题,但远距离输电规模大、距离远、损耗大等矛盾也不可避免。与此同时,可再生能源近年来快速发展,水电、风电以及光伏发电给我国能源结构带来了有力的补充。在我国偏远农村和荒漠地区,地形条件复杂、经济发展相对滞后,远距离输电成本高、可靠性差,通过建立并网光伏电站、风力发电、小水电等形式的微电网能够解决当地的居民问题,且可以将多余电量接入大电网,进而带来当地经济的发展。
因此,如何保障电力远距离传输和可再生能源接入并网的安全性和稳定性,就需要对于电能的转换及各种发电种类进行合理的调度。如因信息传输不及时易出现电力供需失衡的情况,进而损伤设备,采用智能调度能实现对整个电力系统运行的自动优化管理。例如A公司在人工智能领域大胆创新,启动领跑世界的配网人工智能指挥体系建设,让“人工智能(AI)配网调控员”代替员工“坐上”调度坐席,24小时不间断监视配网数据、处理特定工作,实现了配网调度信息“零漏判”、“零错判”。
2.2智能机器人和无人机在巡检过程中的大规模应用
机器人作为人类得力的助手,在各行各业都得到了深入应用,极大地提高了生产力。将机器人技术与电力技术融合,通过电力巡检机器人对输电环节、变电环节、配电环节实现全面的无人化运维检修已经成为当前运检业务的发展方向。很多电力设备都安装在高山深谷里,以往通过人力对这些电力设备进行巡检都特别耗时耗力,而电力巡检机器人可以将一线人员从恶劣的环境中解放出来,并且降低了漏检率、误判率,进一步提高自动维护水平。同时,无人机在输电巡检、电力测绘、事故勘察以及特种作业等方面存在显著优势,促使国内各级电网公司投入大量的人力、物力、财力对关键技术进行研究。如:B省电网在变电站应用巡检机器人后,巡检频度提高3倍,人工巡视工作量下降31.4%,节约人力成本1.7亿元,累计发现设备缺陷隐患2000余处。C公司生产的469台电力特种机器人,已经在国内30个省上岗,成为名副其实的守护电网安全的"智能卫士"。
2.3远程集抄应用
随着近两年主配网架结构的改善及城农网改造工作的逐渐深入,“一户一表,管电到户”政策的贯彻实施及相关技术的进一步发展,原来的抄表方式工作效率低下、查询困难及后续服务难以解决。这些问题迫使电网公司投入大量资金进行电能表的改造,通过利用先进网络技术和传感器技术进行远程集抄,实时采集电表数据,并通过智能方式对获得的电表信息进行分类整理。同时,对用户用电信息进行采集、存储、传输,为建立智能化小区提供有效的解决方案。例如:D公司自2010年推广使用智能电能表以来,已累计安装智能电能表4200万台,在全国率先实现智能电能表和用电信息采集系统全覆盖。通過持续提升产品质量和智能化水平,远程集抄能够为终端用户提供更加优质、精准的电能计量服务。
3结语
我国智能电网经过多年建设已取得一定的成绩,并向着更高层次发展,这离不开人工智能技术的辅助,但在成绩背后我们也要看到,人工智能技术在智能电网建设中的应用尚处于开始阶段,它还有很长的路要走。随着数字化信息化的快速发展,泛在物联时代的加速到来,各类数据总量也在持续增加,随之而来的管理复杂程度也在加剧,同时各类新能源发电技术的加快应用,都为人工智能技术在智能电网建设中提供了更广阔的应用空间。只有不断地加强人工智能科学在电网中的深化应用,才能保障电网的持续平稳安全运行,更好的服务经济社会发展。
参考文献:
[1] 肖世杰. 构建中国智能电网技术思考[J]. 电力系统自动化, 2009, 33(9):1-4.
[2] 戴彦, 王刘旺, 李媛, et al. 新一代人工智能在智能电网中的应用研究综述[J]. 电力建设, 2018, 39(10):10-20.
[3] 李博, 高志远. 人工智能技术在智能电网中的应用分析和展望[J]. 中国电力, 50(12).
[4] 张文亮, 刘壮志, 王明俊, et al. 智能电网的研究进展及发展趋势[J]. 电网技术, 2009, 33(13):1-11.