人工智能在电力监控中的应用

前言 
  出于保障电力系统正常运行的需要,应当加强对于电力系统的监控,根据电力监控排除故障隐患,确保电力系统运行的安全性与高效性,就需要不断完善电力监控系统。随着人工智能技术应用的逐步推广,也使得电力监控逐步向着智能化与自动化的方向发展,大大提高了电力监控的有效性,同时也减少了电力能源的不必要损耗。 
  1 人工智能电力监控系统结构 
  人工智能电力监控系统可以分为3个结构层,即间隔层、中间层与站控层,如图1。 
  第一,间隔层是利用监控现场的测控单元对每一个变电站与配电所的回路进行实时监控,收集实时数据并加以分析,具体包括计算机综合保护、直流监测单元、变压器温度控制箱、智能化网络仪表等。在电力监控系统中,间隔层可以对电力参数的变化进行实时测量,具体参数包括三相电压、电流、功率、功率因数、电度与谐波含量等。同时,可以对监测反馈导线回路的断路器运行状态进行实时监测,并利用计算机综合保护系统收集设备或线路故障信息,利用变压器温度控制仪获取变压器运行状态。 
  第二,中间层是为间隔层与站控层提供数据交换通讯设施与线路的结构层,也是实现其他两个结构层之间相互连接的纽带。中间层具体包含以太网关、光电转换装置、路由用光纤以及通讯线缆等。 
  第三,站控层是智能电力监控系统的核心与调度中心,是由主要监控设备、显示设备、打印机、不间断电源以及电力监控软件等,而电力监控软件是其运转的核心环节,也是实现智能化电力监控的有效装置,只有利用电力监控软件才能够实现对电力系统的智能监控。 
  2 人工智能在电力监控中的应用 
  2.1 人工智能技术的应用 
  (1)数据采集与处理 
  人工智能技术在电力监控系统中的应用,监控数据的采集与处理是其基础性功能之一,运用智能电力监控系统可以对现场监控装置的模拟量与开关量加以采集,并对所采集到的数据进行处理,生成直观的监控数据并显示到监控计算机屏幕上,由监控系统对其中的重要数据存储到数据库当中,并进行实时更新[1]。在收集实时数据之后,系统可以根据数据的变化与波动,自动生成电力参数曲线并加以显示,可以更加直观地明确三相电压、电流等具体信息,并对其加以比较,以便于准确掌握当前电力设备的运行情况,包括实时数据曲线与历史趋势曲线两种,通过调取相关回路的实时曲线分析界面,就可以对当前该回路的电力负荷与运行情况进行分析并加以显示,譬如,调取某配出回路的实时数据曲线,可以对其电力装置所引起的信号波动情况进行分析。而历史趋势曲线是根据数据库中所存储的历史数据进行综合处理与分析,查看其数据的波动趋势,以便于分析配电网络的性能与质量。 
  (2)自动生成报表 
  在收集并处理完实时监控数据之后,利用人工智能的电力监控系统还可以进行实时报表的管理,以XPMS-3000系统为例,该系统具备电力能源报表的标准化格式,可以依据用户的实际需求由系统自行设计出相应的报表形式,包括各种类型的实时数据报表、历史数据报表、电力系统运行故障记录、故障告警记录、系统操作记录等,可以对报表进行自由查询与检索,打印系统数据值,自动生成日报、周报、月报与年报等,并生成电能费率报表,自由查询报表打印时间的起点与间隔等具体参数并加以设置。 
  (3)监控报警功能 
  人工智能电力监控系统还具备事件监控与故障告警功能,能够对用户的具体操作、开关变位、参量越限以及其他各种与用户需求直接相关的事件与情况加以记录,包括事件的发生时间、具体位置、事件情况是否经过确认等,以作为后续处理的参考性因素。同时,针对开关变位、参量越限等故障信息,可以进行声音告警,根据故障的具体情况,系统可以自行发送控制与处理指令进行故障排除,或者通过告警由检修人员进行故障排除。全部的事件记录、告警信息、处理时长以及处理方法等,均以数据的形式存储于数据库当中。
 (4)五遥功能 
  人工智能电力监控系统不仅仅是对电力系统运行情况以及电力故障等进行实时监控,同时也具备“遥信”“遥控”“遥测”“遥调”与“遥设”五种功能,其中,“遥信”功能是对開关的运行情况与开关保护等开关量进行实时监控,由计算机设备显示信息,并具备事件监控与自动告警功能;“遥控”是利用计算机技术与信息技术进行站号、开关号与分合闸等具体信息的选择,实时反馈开关状态,进行遥控执行并实时记录相关信息;“遥测”利用智能及时对电力系统的电压、电流、功率、超限告警与频率等各种信息进行实时数据采集与分析处理,加以存储与记录,以曲线或图表等形式显示出来,并自动生成系统报表;“遥调”是对有载变压器进行压力调整;“调设”对继电保护器的定制与控制字进行遥控修改,并调整监控仪表的工作状态[2]。 
  2.2 在配电系统中的应用 
  电力系统的快速发展,使得电力运维与检修工作愈发繁重,电力设备的增加也给电力负荷配置的优化提出了新的难点。而在配电系统中运用人工智能进行实时监控,可以实现对电力网络实时运行的具体状况加以记录与保存,同时可以产生当前与历史数据图表,以便于运维与检修人员更加直观地掌握配电系统运行的具体情况,并依据具体的数据信息制定出更加具有合理性与经济型的电力配送方案,依据实际情况与用电规律,对电力生产进行合理安排,实现对线路与电气设备的错峰使用,减少电力配送过程中所产生的能源消耗与浪费。利用人工智能电力监控系统对重点电力设备的电能损耗情况进行实时监控,可以为减少电力能源的不必要损耗与节能系统改造提供参考数据。人工智能在配电系统监控中的应用可以实现更加精准而高效地数据收集,且具有远程抄表与自动生成报表的功能,可以提供个性化定制表格形式的功能,用户可以依据其数据与表格进行准确的预算分析,根据用电效率与用电成本等信息进行有效的成本考核与管理工作。 
  另外,在配电系统监控中应用人工智能技术可以提高电力供应与配送的安全性与可靠性。对于大型供电企业而言,在电力配送的过程中会应用到大量的整流与变频设备,这些设备所产生的谐波具有一定的危害,会降低电力网络的容量并对电力测量的精准性产生不利影响,而采用人工智能的电力监控系统可以对电力品质进行分析与检测,帮助电力企业明确谐波的实际情况,有助于规避潜在的安全风险。因而电力企业可以通过对大功率的整流与变频装置以及电站中,增加就地滤波装置,减少谐波的产生,降低谐波带来的不利影响[3]。 
  3 结束语 
  人工智能技术在电力监控中的应用,除了以上优势之外,还可以通过建立能源监控管理系统来实现对各配电与输变电系统的智能化管理,统一收集各电站的实时运行状况,并实现智能化的统一管理,因而就需要电力企业大力引进更加先进的技术型人才,以确保人工智能技术在电力监控中充分发挥其高效性。 
  参考文献: 
  [1]王惠.智能电力监控系统发展现状及趋势[J].城市建设理论研究:电子版,2017(17). 
  [2]崔智婕,陈姗姗,张子兵.智能电力监控系统在配电系统中的应用[J].节能,2017,36(5):28-31. 
  [3]朱令杰.智能化技术在输变电设备状态监测中的应用[J].工程技术:全文版,2016(11):00228. 
  [4]李超然.浅议人工智能技术在电气自动化中的有效应用[J].科技创新与应用,2015(30):111. 
  [5]罗立华.电气自动化控制中的人工智能应用[J].科技创新与应用,2012(26):40. 
  [6]郭步阳.试论人工智能技术在电力系统故障诊断中的应用[J].科技创新与应用,2015(34):206. 
  [7]孙伟.电气自动化控制中人工智能技术的应用研究[J].科技创新与应用,2014(07):70.
浏览次数:  更新时间:2018-01-27 10:00:32
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