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发布时间：2023-12-03 09:08:26
论智能变电站中人工智能技术的应用摘要：我国电力系统网络的发展，逐渐向着智能化的方向进行转变。尤其是在远距离输送电的过程中，变电站承担的任务也越来越多，对其进行维护的成本也增大，其耗费的人力物力财力也呈现出越来越高的趋势。在此背景下，人工智能技术的应用，很好的帮助变电站实现了智能化的发展，并大大提升了其工作效率。本文将以智能变电站中的只能红外报警系统为例，对变电站中存在的人工智能技术的应用进行论述，主要从传统的人工到电子传感器检测，再到现在的控制算法进行2个梯度的分析，阐述人工智能在智能变电站中的具体实践。关键词：变电站控制系统自动化控制算法中图分类号：TM76ABSRTACT:Thedevelopmentofpowersystemnetworkinourcountryischangingtothedirectionofintelligentization.Especiallyintheprocessoflong-distanceTransmission,thetaskofsubstationismoreandmore,thecostofmaintenanceisalsoincreased,andthecostofhumanandmaterialresourcesisalsohigherandhigher.Inthiscontext,theapplicationofartificialintelligencetechnology,agoodhelpsubstationtoachievethedevelopmentofintelligence,andgreatlyimproveitsefficiency.Thispaperwilltaketheinfraredalarmsysteminintelligentsubstationasanexampletodiscusstheapplicationofartificialintelligencetechnologyinsubstation,mainlyfromtraditionalartificialtoelectronicsensordetection,thentothecurrentcontrolalgorithmforthreegradientanalysis,artificialintelligenceintheintelligentsubstationofthespecificpractice.KeyWords:SubstationControlSystemAutomationControlAlgorithm
正文：0背景论述人工智能无疑是当下最为热门的话题，现阶段各行各业所衍生出来的自动化，智慧城市等概念，无一不是通过人工智能而实现的。相较传统生产，工业生产效率大大大提高。在现代的实际社会生产需要中，需要海量的数据支持我们日常生活的需求，这就对处理数据的要求又提升了一个层次，而人工智能在新的发展阶段所衍生的控制算法成为了解决这一时期的关键。1智能化变电站的特点优势1.1自动化程度高智能变电站的最大特点就是其自动化程度高，即在很大程度上是不需要人工干预的，它可以自动的完成索要完成的任务。智能化最直接的体现就是——无人工干预。在计算机的控制下，变电站可以实现全自动的运行，包括对其中存在的故障诊断，数据架构分析，行为模式预测等多方面的信息探索。我们将具有这样特征的变电站称为智能变电站，因为其具有智能机器人的特点。1.2可智能处理故障诊断变电站最大的特点就是要实现电压的转换，集中和分配电能、控制电能的流向和调整电压的作用。由于发电机中实际输出的电压比较高，用户所用的电压比较低，且考虑中间电能通过输电线路时会产生损耗。在整个过程当中，任何一个环节的故障都会导致该区域整个系统的崩溃。传统的检修方式就是依靠人工定时定点的去检修，但即便如此，仍然有诸多的故障出现。相对的，应用人工智能技术诊断电气自动化控制系统出现的故障，对于电气自动化控制故障诊断效率与维修质量的提高有着积极的促进作用。若变电站在电力传输过程中出现了故障，会及时有相关的传感器发出报警信号，周围的断路器在接收到故障信号后可以及时断开周围线路，以减少故障造成的损失。1.3远距离输电线的传输效率大大增强[1]
远距离输电线是智能变电站中的关键部分，但同时也是出现故障最多的一个部分。尤其是在有强电干扰的环境下，线路的运行会受到极大的影响。随着我们智能化水平的提升，通过保护装置中内嵌的信息处理器，可以实现信息在极端环境下的交互，再采用外用启动元件控制继电保护器的启动速度与启动方式，根据不同种类故障数据进行相应的故障识别操作，精准控制继电保护器启动电源，防止非常规故障对继电保护原始故障数据造成冲击而引起保护误动。[2]图1输电线路2电子通信阶段的改进2.1控制器设计与传感器数据采集随着我们通信技术的进步，各种类型的传感器原件与控制芯片应用而生，它们掀起了人工智能的第一次浪潮。其中最典型的就是集成化的传感器模块，其虽具有较小的体积，但其采集数据的性能却更加灵敏，精确度更高，与控制器的搭配也更为协调。另一方面，我们的核心控制器也在不断的更新，除了体积小以外，还具有功耗低、性能高的特点，还可以作为内存使用。2.1.1红外报警系统的整体设计在红外报警系统中，通过选用ARM单片机作为控制核心，与其连接的传感器主要包括，可编程温度传感器、声光报警电路和电信号放大处理电路等，其工作原理为当红外传感器无触发时，等待传感器信号；在单片机识别到传感器信号后，启动温度传感器，并等待温度传感器释放信号；当单片机接收到温度传感器的异常信号后，通过信号放大电路模块，对应向声光报警器发送指令，写入报警电路内置单元，触发报警器，报警器运行，发出声音报警。[3]
2.1.2软硬件结合硬件的电路搭建完成，可要使其可以正常工作，需要有一个服务器终端接收它们所传递的信号，甚至在改变硬件的工作状态的时候，需要软件代码的调整，这就是人工智能在计算机中的应用。2.2电路仿真另一重大突破就是计算机仿真，我们可以在计算机当中对我们设计的电路或传感器进行模拟测试，让我们可以在软件当中实现现实状况中红外报警系统中的各种状态的模拟。如我们在2.1.1中所描述的智能系统，可在计算机仿真软件当中进行模拟测试，观察其在不同工作状态下做出的响应。3现代控制算法的进一步优化如我们在第一节中所说的，当下的社会是一个大数据时代，人工智能在第一阶段中推动的微型传感器推动了对数据的收集，现代控制算法促进了计算机系统对数据的处理。从严格意义上来说，控制算法才是我们所说的现代真正意义上的人工智能，在本文中，我们将其定义为人工智能的第二阶段。3.1K-means均值数据处理智能变电站工作的最大一个特点是需要处理海量的数据，有来自发电厂的，也有变电站中经过降压或者升压后的实际电压值，甚至有相关电气设备的运转参数等。对这些数据的处理，单纯的依靠传感器的数据传输是远远不能满足的，甚至在软件运行过程中很可能会出现系统崩溃的可能。出于对这种环境的需求，数据处理分析的算法便应用而生。K-means算法是一种动态聚类方法，这种方法先选择若干样本作为聚类的中心，在按某种聚类准则（通常采用最小距离原则）使各种样本向各个中心积聚，从而得到初始的分类，然后，判断分类的合理性，如果不合理，就修改分类，如此反复的修改聚类的迭代运算，直到合理为止。该算法通过其原理在软件中对数据进行处理，可以将变电站中得到的多种无分类数据进行拟合聚类，实现分类。
3.2神经网络算法的优化它是模仿我们人体神经细胞的传输特点而设计的一种人工智能算法。在实际的社会生产中也有着重要应用，在我们智能变电站中，由于是负责上下联系的中枢环节，变电站会受到来自各个区域的影响，神经网络中将各个部分转化为一个特殊结点，相互之间存在着权系数的连接，通过前向通道的传递函数与激发函数Sigmoid的共同作用，使得我们的参数取值不断进行逼近，达到最优化。同理的，使用相同的原理也可使得我们红外报警系统的灵敏度进一步提高。4未来展望智能化的进程度将会不断加快，尤其是在我们正处于“泛在物联网，坚强智能电网”的重要转型阶段，智能变电站的出现成功链接了传统变电站与人工智能的过渡，并将其推向了一个全自动化的领域。这些新技术在降低变电站运维成本和运维人员劳动强度,提高运维管理的智能化水平上发挥了重要作用,不仅为智能站提供了更新颖有效的技术检测方法,而且全方面保证了智能站的安全。未来的智能变电站会更加智能化，人工智能技术的应用也会越来越普及，最大的特点便是效率化，随着我们算法工程的进一步发展，现阶段所用的控制算法也会发生改进或替代。本文将人工智能的发展历程分为两个阶段，一为硬件传感器的出现，第二阶段便是控制器算法的更新，并对他们在变电站中报警系统的应用做了详细论述，相信在今后，人工智能在变电站中会有更广泛的应用，也是我们国家建设智慧电网中的重要一环。参考文献：[1]李永男,高任,金松林.人工智能技术在电气自动化中的应用[J].集成电路应用,2019,36(11:74-75.[2]俞炜平,李振海,范定志,吴竞.强电干扰下输电线路继电保护内部故障检测系统设计[J].电子设计工程,2021,29(21:103-107.[3] 