基于人工智能技术的电网调控技术分析

基于人工智能技术的电网调控技术分析

张丽凤

玉溪供电局   云南省 玉溪市   653100

摘要：当前，我国的人工智能技术已经得到了一定发展，在包括电力行业在内的各个行业中都有相关应用实例。同时，现代社会发展需要巨大的电能消耗，为了更好地解决当前出现的供电系统失衡现象，需要进一步增强电网调控能力，在完善管理架构的基础上，对各地区出现的电能负荷进行严格控制，提高我国各个地区的用电水平，实现强化工作水平的目标。

关键词：人工智能技术；电网调控；技术

1电网调控系统的框架

基于人工智能技术的电网调控系统包括数据汇集和管理、高性能计算架构、业务场景和算法引擎。根据计算机设备、存储设备、网络设备构成高性能计算架构，通过CPU、TPU、GPU等混合架构构成计算机集群，解决多层次网络参数下训练时间过长的问题得到解决。数据汇聚层能够汇集外部环境数据、运行数据、管理数据，实现调度大数据平台的创建，为上层分析提供全维度数据支撑。数据管理是基于数据汇集存储数据，针对不同采样频率、结构，使用的数据存储方式各有不同。算法引擎层利用各种算法，包括随机森林、知识图谱、自然语言处理、聚类分析等算法封装，提供给上层统一算法引擎支撑。根据现有调度规程、操作规范、运行经验实现知识库的学习与理解，利用自然语言处理技术对日志、文本进行理解和学习，构成知识化表达规则库。

2电网调控系统的设计

2.1硬件体系结构设计

2.1.1前置采集服务器

调控一体化系统要承载电网所有变电站设备信息接入，前置采集服务器具有较大的接入压力，要保证系统运行的安全性和稳定性，利用4台HPrx6600双核服务器作为服务器。在某台交换机存在故障时，其他的服务器都能够满足系统的运行需求。其中的组柜硬件系统能够满足数据采集传输需求，通过调制解调器、终端服务器、数字隔离板、网络通信隔离器构成硬件，实现系统的在线扩充。

2.1.2SCADA服务器

SCADA数据处理服务器为调控一体化系统，还是设备运行监视与监控操作核心设备。系统要求SCADA服务器的处理能力与安全可靠性具备强大支撑作用，SCADA服务器的集控功能设计了加强自动电压控制功能应用软件，主要包括综合防误功能软件、责任区划分软件等。系统使用4台8核高速服务器使高端服务器要求得到满足，为了对CPU低负载率得到满足，使所有SCADA服务器作为对方的备用，有效实现均分。

2.1.3PAA服务器

为了对应用功能进行扩充，利用rx6600的JP服务器实现PAS服务器的设计，具有强大的服务功能，大部分和集控相关的高级应用都有关系，包括状态估计、潮流计算、负荷预警等。

2.1.4 web服务器

Web服务器功能也比较强大，通过调控一体化系统实现实时数据和画面浏览，提供给用户，还能够对主系统运行的安全稳定性进行保证。Web服务器数据存储性能和容量具有严格的要求，并且用户量与数据量在不断增加。其次，还要满足实际需求，利用两台HP双核服务器。为了同步数据，主系统和web服务器通过正反方向连接装置，使web服务器中的信息使客户机随机调用。

2.1.5DTS子系统

DTS子系统也称之为调度培训仿真系统，DTS服务器系统为HPrs6600服务，使调度人员进行仿真学习。不影响系统运行，DTS系统通过直观图形化操作进行实战演习，进一步提高学员的事故处理能力。

2.2软件结构的设计

2.2.1系统软件的结构

电网调度系统主要由网络通信、变电站继电保护信息管理、维护子系统、综合数据平台和网络通信子系统构成：（1）网络通信子系统。实现网络连接、数据流传输和网络管理，满足标准化网络传输协议；（2）变电器继电保护信息管理。实现和故障相关的录波、保护等二次装置动作信息的监视、收集、报表统计与分析，为故障诊断、恢复、操作指导软件提供基础；（3）高级应用软件。实现电网运行分析、优化、计算等功能，使电力系统运行安全性得到提高；（4）综合数据平台。为决策平台系统数据基础，还是全部高级应用支撑平台，包括系统全部稳态数据，还包括变电站继电保护信息管理系统的故障信息，结合故障信息和稳态信息，提供给高级应用软件精准、全面的信息；（4）维护子系统。实现决策支持系统日常管理和维护等工作，使系统能够正常的运行；（5）高级应用软件子系统。实现电网运行分析、优化和计算，使电力系统运行经济性、安全性得到提高。

2.2.2实时监测和预警

实时监测预警可以提供可视化的手段和工具，使调度人员能够直观地掌握电网的实时运行信息，及时发现电网运行状态的变化并做出决策。可视化结合分析功能，可动态显示分析结果。实时监测预警是电网实时调度业务的技术支撑，通过安全的调整、分析和控制，实现对电网运行的全景监测和智能化、前瞻性。通过业务、空间、时间等多维度，对电网运行进行全方位的实时监测、智能报警和在线故障诊断；实时跟踪分析电网运行变化，也可实现闭环优化调整与控制；对电网运行风险进行在线分析评估，及时发布预警和报警信息，提出应急控制策略。实时控制与预警的应用包括电网自动控制、实时监测与智能报警、调度运行辅助决策、在线稳定性分析、调度员培训模拟、网络分析等。

2.2.3调度计划应用

调度程序主要包括申报、预测分析、水库调度、维护计划、评价和沉降分析与评估，调度计划可以提供多种自动化决策，将调度计划可视化于信息中查看寿命，分析影响调度计划的因素，调度计划和运行人员掌握电网经济运行规律，提高大电网的驱动能力，充分发挥大电网资源优化配置的潜力。调度计划类可以为调度计划编制提供技术支持，实现多约束、多目标、多时段调度计划的自动编译、分析和优化。为满足不同的调度需求提供了大量的智能决策工具，实现了年、月、日实时调度计划的对接。制定多约束、多目标的调度方案，与国家电网协调。

2.2.4智能web发布

智能web发布能够主动开启浏览器告诉电网运行情况，针对故障严重程度分类，在相应负责级别客户端中反映出来。比如，在出现严重故障的时候，发布系统强制打开领导客户端浏览器，利用声光等多媒体技术对领导提醒。在出现平常故障的时候，不会主动反映到高级别客户端，要不然频繁的故障报警会影响到日常工作。智能web发布模块能够提高从调度员到各个职能部门对于突发事件协调和响应的能力。

2.2.5指挥系统协调

指挥系统协调能够实现各网络分析软件调用逻辑和执行顺序，在复杂电网状态变化的时候，对不同应用软件进行协调，使其通过合作方式实现复杂任务。在本系统中，此层协调合作性地表现为：作为故障诊断设置最高优先级别，也就是启动故障诊断的时候要将其他高级应用停止；设置自动和手动两种调用高级应用优先级，使手工设置到高一级；在程序设计过程中添加互斥量、信号量等线程同步的技术，从而使各个高级应用能够合理调用共享数据资源。

3结语

人工智能为电网调控领域高新技术，根据数据与模型联合驱动优化调控系统效率和质量，将电网调控智能化与现代化的特点充分展现出来。所以，分析电网调控领域人工智能技术框架，通过故障分析、高速计算等技术对系统建设目标与思路进行明确，实现智能决策优化，使电网调控需求得到满足。

参考文献

[1]秦亮，孙喆.人工智能应用于电网调控的关键技术分析[J].无线互联科技，2020，17（17）：146-147.

[2]卢君波，李小敏.基于人工智能的电网调控技术研究与分析[J].粘接，2019，40（11）：178-181.