人工智能技术在电力系统无功电压控制中的应用

张耀 刘鑫

摘要：如今，人们不断提高的物质生活水平以及不断改变的生产方式都使得用电需求在不断增加，对电能供应的可靠性和电能质量提出了更高的要求。同时，我国的各项科学技术也在快速进步，主要表现出人工智能技术应用范围的不断扩大以及应用程度的不断深入，实现对非确定性问题的快速处理，而且还表现出较强的自学能力。在目前的电力系统中，也将人工智能技术应用于无功电压控制中来实现电力系统运行成本的降低和经济效益的提高。

关键词：人工智能技术;电力系统;无功电压控制

1电压无功控制系统的构成分析

电压无功控制系统通常需要包含三个功能模块，分别为电压无功优化、遥控和报警。电力系统会通过命令的方式对系统当中的遥控模块进行指令传达，遥控模块则通过数据采集与监控装置SCADA进行自动化的数据采集，再接触通讯通道将所采集到的遥测遥信信息数据实时传输到电压无功优化模块之中。管理人员再借助网络建模的方式，对无功优化所获得的信息进行分析，一旦出现信息数值超出标准，则会形成告警信息传递到报警模块当中，进行警报。

2人工智能技术的特点与优势

人工智能的发展其实就是建立在计算机水平的基础上，也可以说人工智能技术其实就是计算机其中的一部分。而人工智能技术的研究范围也十分广泛，覆盖了生产中的各个方面，其中最典型的就是对智能机器人的研究。智能机器人可以对语言与图像进行准确的识别等，其最大的特点就是可以替代人类的大脑进行一系列较为复杂的思维活动，还可以对产品设计、信息的收集与处理等各方面进行识别。现如今，我国对于人工智能所能涉及到的领域有电子计算机产业、电力电子技术等各个领域。人工智能技术具有非常大的优势，尤其是对信息数据的搜集和处理方面速度特别的快，且十分准确，其他方面所存在的优势也非常明显，比人类更具有很大的优势。因此我国对于人工智能技术的应用范围还在不断地扩大。在电气自动化技术中应用人工智能技术，其主要就是应用在人工智能控制器上。而人工智能技术在自动化控制中的应用，不仅可以增加机械运算的正确率，还提高了生产效率，为企业节约了大量的生产成本，还可以为企业节约大量的人力，从而为企业的经济效益得到进一步的改善。

3人工智能技术在电力系统无功控制中的应用

在电力系统无功控制中应用人工智能技术中的专家系统，此系统主要有知识库和推理机构两部分组成，其主要的原理就是模拟人的思维过程，通过某个专业领域中的知识来进行合理的推理并作出相应的决策，实现对问题的解决。针对开展无功控制中应用传统控制方式时表现出的缺乏独立分析能力、无法对知识进行积累以及无法对复杂信息获取的问题，通过人工智能技术中的专家系统的应用，可以通过一定的规则来表现无功电压控制的专业知识并进行知识库的组建，然后通过上述规则来对电压数值进行计算。在对此专家系统中的母线电压上线、下线、母线电压、控制潮流以及控制器控制量等知识内容的应用下，可以实现在上述规则下对最合理的电压偏差控制器的选择，而且确保将母线电压控制在规定的范围之内。在实际的应用中主要是对PV节点电压、变压器接头、电容器等方法进行合理选择来对电压异常问题进行改变，而且还可以辅助工作人员对电压进行控制，主要是通过对电力系统变量的控制来实现损耗的降低，实现无功电压控制。除此之外，针对大型的变电站来说，则需要专门的系统通过分层的思想进行控制，这需要将专业知识分层的同时，也通过应用不同模块的知识库来实现在数据库中对不同层次的分层储存。当前，专家系统的应用和建设中也表现出以下问题需要解答：首先就是针对具有较大规模以及结构较为复杂的电力系统，容易出现其推理机构的运行速度受到限制的问题，同时还需要在离线状态下应用此技术，需要进一步进行考究和完善。其次就是表现出自主学习能力比较弱以及应对能力比较差的问题，难以快速解决新出现的问题，容易在电力系统故障时给出不合理的结石和回答。最后就是需要通过较长时间来进行专业控制系统的建设，因此也增加了对新知识和技能获取的难度以及增加了建立知识库的难度。

4人工神经网在无功控制中的应用分析

人工神经网就是对人的思维进行模拟来实现对信息传递的人工智能技术，在此神经网中的神经元就是通过人工模拟的方式来制造并且通过专业的方式来连接的。通过人工神经网的应用，表现出其具有庞大的信息储存量和较强的信息处理能力、具有较强的自主学习能力能够实现对知识的自动阻止以及形成新的知识库、对不同信息进行处理、相互独立、执行能力强等优点。在目前人工智能技术快速发展的同时，在电力系统无功电压控制中可以通过两级人工神经网来进行控制，其中一级可以对无功电压中节点的数量进行检测，另一级则可以提供校对策略，表现出较大的应用潜力。但是在此技术的应用中，也表现出具有较慢的数据计算速度以及训练时间长、不容易收敛等问题，需要对其进行不断调整和完善。

5模糊理论在电力系统无功控制中的应用分析

模糊理论控制方法同样是模拟人的思维，属于比较实用的控制技术。模拟理论包括以下几个部分：一是模糊化，二是模糊推理，三是模糊判决。模糊理论具有以下优势：一是可以处理不确定性问题，二是可以处理不精准性问题，三是可以处理噪音问题，通过模糊的方式来表述专业人士的经验和分析，接近人类的表述方式，便于知识的提取。当前，国家已经加大了模糊系统的研究和开发力度，显示出模糊理论的重要性。电力系统系统运行的稳定性对无功电压的稳定性有很大影响，模糊控制方法的应用可以更好的保证电力系统无功电压的稳定性。相比传统的控制方法，模拟控制方法更适用于单片机无功电压系统，不仅可以把无功电压控制在合理的范围内，也可以发现并解决无功电压系统中存在的故障。模拟控制技术的发展目标为：一是降低无功损耗，二是提高电压运行质量，三是减少控制的次数，以上三个目标需要平衡，合理的制定研究方案。在目前人工智能技术的应用中，也表现出会使得无功电压系统的精准度降低的问题、设计方法不够合理而导致控制目标不够明确的问题、通过试凑法来应用模拟控制方法时容易无法控制复杂系统的问题。为此还需要继续研究将此技术与其他技术结合来实现其自主学习能力和解决问题能力提高的解决策略。

6结语

总之，现在人工智能方法在电力系统无功控制中的地位越来越重要，随着人工智能技术不断发展和成熟，应用于电力系统规模也会越来越大，而其中存在的问题则需要迫切解决，但可以预见未来人工智能技术将为电网的安全稳定运行保驾护航。

参考文献

[1]石慧，赵巧娥.模糊神經网络在电力系统中的应用[J].电工材料，2017，（6）.

[2]郭鑫.人工智能技术在电力系统继电保护中的应用分析[J].祖国，2019，（5）.

[3]杜虎.人工智能技术在电力系统中的应用[J].电子技术与软件工程，2019，（11）.

作者介绍：

张耀（1987.02.10-）;男;山东省滕州市;汉族;本科;工程师;专责;无功电压供电可靠性;国网新疆电力有限公司哈密供电公司。

刘鑫（1986.08.23-）;男;四川省江津市;汉族;本科;中级工程师;技术监督管理专责;电网设备状态量智能识别;国网新疆电力有限公司哈密供电公司。