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人工智能AI技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的應(yīng)用論文
摘要：隨著人工智能技術(shù)的興起，人工智能技術(shù)應(yīng)用在電力系統(tǒng)的運(yùn)行、控制、管理等領(lǐng)域。人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用不僅拓展了人工智能技術(shù)的應(yīng)用范圍，而且擴(kuò)展了人工智能技術(shù)憑借自動(dòng)化和智能化程度高等優(yōu)勢(shì)，提升了電力產(chǎn)業(yè)的智能化升級(jí)。人工智能技術(shù)使電力系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)決策智能和管理智能。通過(guò)分析和總結(jié)人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)電力系統(tǒng)中人工智能的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；人工智能；AI。
1引言
近年來(lái),隨著人工智能技術(shù)在生活中的普及，人工智能技術(shù)被人們熟知。國(guó)家發(fā)改委將這項(xiàng)技術(shù)納入發(fā)展規(guī)劃與戰(zhàn)略，并強(qiáng)調(diào)要將人工智能技術(shù)應(yīng)用到各行業(yè)。在“電力發(fā)展十三五規(guī)劃”中著重強(qiáng)調(diào)，必須將人工智能技術(shù)與電力系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)建“智能電網(wǎng)”造福人民。為響應(yīng)國(guó)家政策，國(guó)內(nèi)一些科研單位首當(dāng)其沖，嘗試將人工智能技術(shù)與電力系統(tǒng)結(jié)合，2015年谷歌將AI技術(shù)引入數(shù)據(jù)中心，依托AI技術(shù)谷歌探索出了有效的管理設(shè)備和平衡電力供應(yīng)的方法，節(jié)省了公司巨大的能源開(kāi)支。緊隨其后2016年百度公司建立了人工智能樓宇來(lái)節(jié)省電力資源，而百度未來(lái)將聚焦于以人工智能核心技術(shù)為基礎(chǔ)，將涉足電力系統(tǒng)的每個(gè)環(huán)節(jié)。作為人工智能在電力行業(yè)中應(yīng)用的領(lǐng)軍者，美國(guó)通用電氣公司（GE）在電力系統(tǒng)的客戶(hù)服務(wù)、信息化建設(shè)、能源服務(wù)、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、電力調(diào)度和科學(xué)研究領(lǐng)域運(yùn)用人工智能技術(shù)。因此，AI技術(shù)在電力系統(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用前景。
2人工智能技術(shù)
AI（ArticialIntelligence）是人工智能技術(shù)的縮寫(xiě)，AI是一門(mén)新科技，它是研究用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論和方法的技術(shù)。AI技術(shù)的發(fā)展包括三個(gè)重要階段：技術(shù)驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和情境驅(qū)動(dòng)。AI技術(shù)在技術(shù)驅(qū)動(dòng)階段取得了最大的動(dòng)力。特別是在達(dá)特茅斯會(huì)議召開(kāi)之后，算法程序語(yǔ)言逐漸被人們所熟知，越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)人員對(duì)其投入了極大熱情，第一波人工智能開(kāi)發(fā)已經(jīng)掀起。AI技術(shù)三個(gè)發(fā)展階段如圖1所示。目前AI技術(shù)也取得了顯著的成就。如：1997年IBM“深藍(lán)”擊敗了國(guó)際象棋冠軍，2011年蘋(píng)果公司發(fā)布了手機(jī)語(yǔ)音助手Siri，2016年AlphaGo戰(zhàn)勝?lài)迨澜绻谲娎钍朗�。此外在基于AI的模式識(shí)別方面：人臉識(shí)別、文本識(shí)別、車(chē)牌識(shí)別和指紋識(shí)別等功能也逐漸成熟。在自動(dòng)工程方面的成就主要有自動(dòng)駕駛技術(shù)、印鈔工廠流水線生產(chǎn)和獵鷹系統(tǒng)的自動(dòng)繪圖。從功能結(jié)構(gòu)上來(lái)分析，AI產(chǎn)業(yè)布局可以分為三個(gè)層面：第一是基礎(chǔ)層面，在這個(gè)層面上主要有事視頻內(nèi)容識(shí)別、情景感知計(jì)算、語(yǔ)音識(shí)別和自然語(yǔ)言處理等操作，這些操作作為人工智能技術(shù)的底層支撐。二是理論層面，以機(jī)器學(xué)習(xí)算法為主，它為AI技術(shù)應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。第三個(gè)是應(yīng)用層面，主要以人工智能技術(shù)應(yīng)用的方面為主，如機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用，計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用，手勢(shì)控制應(yīng)用、語(yǔ)音翻譯應(yīng)用、智能機(jī)器人應(yīng)用。人工智能技術(shù)產(chǎn)品布局如圖2所示。人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在我們的工作、生活、學(xué)習(xí)等各個(gè)方面，在工作方面它可以幫助我們提高生產(chǎn)效率，幫助我們擺脫沉重，重復(fù)的任務(wù)，幫助我們擺脫復(fù)雜的數(shù)據(jù)整理，統(tǒng)計(jì)和應(yīng)用程序。隨著技術(shù)的發(fā)展，人工智能技術(shù)也將取得重大突破，徹底改變我們的生活。
3電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀
中國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷艱難的67年，它的成長(zhǎng)分為五個(gè)階段分別是：萌芽期、成長(zhǎng)期、發(fā)展期、上升期。具體每個(gè)發(fā)展階段如表1所示。電力工業(yè)的快速發(fā)展使得國(guó)家對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的需求不斷增加。同時(shí)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化和智能化也是電力系統(tǒng)的發(fā)展方向。隨著我國(guó)全社會(huì)用電量的不斷增長(zhǎng)，國(guó)家電網(wǎng)在2009年7月制定了智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃，全面建成統(tǒng)一的智能化電網(wǎng)，屆時(shí)電網(wǎng)優(yōu)化配置資源將大幅提升，如表2所示為2009年至今我國(guó)在智能電網(wǎng)方面投資情況。我們可以由數(shù)據(jù)看出，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，我國(guó)在智能化電網(wǎng)投資占比也越來(lái)越大，這也表明我國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展正在朝著智能化方向發(fā)展。我國(guó)電力發(fā)展的基本方針是：提高能源效率，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，大力開(kāi)發(fā)水電，優(yōu)化發(fā)展煤電，積極推進(jìn)核電建設(shè)，鼓勵(lì)新能源發(fā)電，深化體制改革。在此方針的指導(dǎo)下，未來(lái)我國(guó)電力發(fā)展將呈現(xiàn)自動(dòng)化水平高、經(jīng)濟(jì)高效和環(huán)保、技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)步伐加快的顯著特點(diǎn)。
4人工智能AI在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著電力行業(yè)和AI技術(shù)的發(fā)展，將AI技術(shù)應(yīng)用到電力行業(yè)中，不僅是電力行業(yè)發(fā)展的必然選擇，也是能源電力轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略支撐。人工智能技術(shù)有助于解決非線性的電力系統(tǒng)問(wèn)題，如：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用、人工智能算法在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用、模糊理論在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用和專(zhuān)家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)的學(xué)者也將AI技術(shù)同電力相結(jié)合并應(yīng)用，如章熙、黃育松[1]等人，開(kāi)展了對(duì)人工智能技術(shù)應(yīng)用到電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)研究，研究結(jié)果表明AI技術(shù)可以穩(wěn)定和科學(xué)的完成電力調(diào)度。趙啟純[2]將基于AI技術(shù)的電力系統(tǒng)故障診斷同常規(guī)的電路系統(tǒng)診斷方法進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)AI技術(shù)可以精準(zhǔn)的定位電路故障位置，并給出最優(yōu)的診斷方案。孫秋野[3]等人對(duì)AI技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)人工智能技術(shù)是解決復(fù)雜系統(tǒng)決策和控制的必要手段。梁純[4]等人針對(duì)船舶電力系統(tǒng)故障診斷的復(fù)雜問(wèn)題，為達(dá)到快速診斷的目的，基于AI技術(shù)設(shè)計(jì)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，給出了推理機(jī)的故障診斷流程。陶玉波等人[5]利用人工智能技術(shù)提出了對(duì)短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的模型和方法�？傊�，人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)很普遍。因此，人工智能在能源和電力領(lǐng)域的應(yīng)用可歸納如下：傳統(tǒng)方法的智能化，關(guān)鍵技術(shù)的延伸和創(chuàng)新，以及多種因素的智能化融合。
5電力系統(tǒng)發(fā)展展望
新一代電力系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)伴隨著人工智能技術(shù)的穩(wěn)定性，同步性和長(zhǎng)期發(fā)展�；跓o(wú)處不在的傳感技術(shù)為基礎(chǔ)，以深度學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈等新興技術(shù)為依托，人工智能技術(shù)正在不斷成熟。在新一代的電力系統(tǒng)未來(lái)終將是智能化的電力系統(tǒng)，AI技術(shù)將會(huì)遍布于電力系統(tǒng)設(shè)備管理和系統(tǒng)控制、能量管理和交易等領(lǐng)域。全新的電力系統(tǒng)具備自動(dòng)、自主的新模式，以電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定運(yùn)行為基礎(chǔ)，提供電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，減少運(yùn)行成本。所以快速發(fā)展的人工智能技術(shù)，對(duì)未來(lái)能源電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)發(fā)展形態(tài)，系統(tǒng)整體效率，運(yùn)行控制方式和運(yùn)營(yíng)模式帶來(lái)革命性、顛覆性影響，也是針對(duì)新一代電力系統(tǒng)前瞻性研究的重要方向。
6結(jié)語(yǔ)
隨著AI技術(shù)的不斷發(fā)展，將人工智能技術(shù)與電力系統(tǒng)相結(jié)合的應(yīng)用也越來(lái)越多，在應(yīng)用中取得了良好的效果。目前電能已經(jīng)成為人類(lèi)生活不可或缺的一部分，伴隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，其產(chǎn)生了海量的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)。面對(duì)這些海量的數(shù)據(jù)，人工管理復(fù)雜程度呈指數(shù)上漲。在這些背景下，人工智能技術(shù)以其高度自動(dòng)和智能化脫穎而出，因此人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景十分廣闊。將人工智能技術(shù)和電力系統(tǒng)相結(jié)合不但加強(qiáng)了智能科學(xué)在電網(wǎng)中的科研和應(yīng)用，而且能更加確保電網(wǎng)系統(tǒng)持續(xù)、穩(wěn)定、安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]章熙,姬源,黃育松.人工智能技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].信息與電腦(理論版),2017(22):132-133.
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