智能化技术在电力系统电气工程自动化中应用分析

摘要：人工智能技术是现代智能化技术快速发展中具有显著应用优势的技术之一，其在社会生产的各个领域逐步应用的过程中，也应当与电力系统相结合，从而促使电力工程自动化形成更加良好的运行状态。本文基于此，对智能化技术应用于电力系统电气工程自动化的价值进行分析，随后结合某电力企业的电力系统改造项目实际，对智能化技术在电网智能调度、设备运行检测与维护以及故障诊断中的应用加以阐述，旨在为电力人员提供一定参考，促进电力系统稳定运行。

关键词：智能化技术；电力系统；电气工程自动化

引言：随着全球能源结构转型与“双碳”目标的持续推进，电力系统正经历着从传统集中式供电模式向智能化、分布式、高弹性方向的深刻变革。电力系统运行复杂度呈现指数级增长，传统基于物理模型的自动化技术已难以满足新型电力系统对实时性、可靠性和经济性的严苛要求。以人工智能、大数据、物联网和数字孪生为代表的智能化技术快速发展，为破解电力系统自动化领域的核心难题提供了全新范式。

1 智能化技术在电力系统电气工程自动化中的价值

通过对智能化技术的运用，在电力系统电气工程自动化运行时，可代替传统的人力干预方式，使用智能终端以及主控终端等，形成更加先进的自动化与集成化应用表现。技术人员通过编程方式提前将有关电气工程各项程序的智能编码输入到电力运行系统中，进而在联合互联网以及通信技术的应用下对各项数据参数等进行采集分析，在经过系统化的处理之后，对电力数据信息进行整合并向电力系统提交反馈，根据电力指令自动调整系统与设备等。

1.1保障系统运行安全

在电力系统电气工程自动化中应用智能化技术，对于保障系统运行安全具有重要作用。通过在电力运维管理中应用智能化技术，可自动采集设备信息，经过数据分析对比监测设备状态。在深入分析设备运行参数的基础上，可根据异常节点或是潜在异常风险等及时找出设备故障隐患，并及时向电力人员进行反馈，确保电力人员根据数据定位及时精准处理故障问题，提高系统安全保障性。基于智能化技术辅助电气工程自动化运行，促使设备处理效率显著提升，通过提前创建风险预警模型的方式，降低故障发生概率，维持电力系统安全运行。

1.2提升系统运行效率

应用智能化技术优化电力系统电气工程自动化应用，可选择在控制终端中融入智能化技术，进而在电力系统运行过程中对各类电力数据自动采集的同时进行系统化分析处理。在不断发展现代前沿科学技术的过程中，促使电力系统建设规模逐渐扩大，面对更加复杂的供电需求，衍生了多种全新的专业技术设备，其具有多样化、高精密特征。应用智能技术辅助管理电力系统电气工程自动化，可优化电力设备使用状况，维持系统稳定，提高电力系统运行效率。

1.3优化系统运行质量

应用智能化技术在电力系统中提前对运行程序进行设置，则可按照既定程序控制电力系统运行决策，可有效规避重大事故发生。这样的智能化运行控制，改变了以往系统操作过程中依赖人工以及技术水平限制对系统运行质量产生制约的问题，有助于全面提升电力系统运行质量。

2 电力系统电气工程自动化中的智能化技术应用

2.1电网智能调度

以某电力企业为例，该企业由于近年来的业务规模逐渐扩大，为应对更加复杂的电力系统建设需求以及更高质量的电力供应需求，在电力系统电气自动化工程中逐步引进前沿智能化技术，从而辅助开展系统管理工作。如电力企业在2024年需对某片区的电力线路工程进行改造，工程项目涉及的10kV电力线路，以单辐射线路为主，若线路检修或是发生故障跳闸将到时大面积停电，且在恶劣天气中容易出现绝缘子击穿以及断线等故障问题，供电可靠性较差。在本次改造作业中，以优化电力线路运行效果为目标，广泛引进智能化技术辅助建设，从而打造智能化调度模式，自动监测电路运行状态并进行故障预测，通过引入分布式能源管理机制的方式，打造更具安全性且运行灵活的电力系统。

该电力企业在充分意识到智能调度控制对于优化电力线路负荷分配的重要作用之后，根据该电力线路的实际运行环境以及以往容易发生的通信故障问题等，创建多维度智能调度控制模型，对包括电力线路预测负荷、线路容量以及实时负荷在内的多项关键指标展开动态监测。通过创建自动数据采集路径，以统一口径储存数据并智能分析，从而优化电路电力分配状态，避免线路负荷不均导致发生故障或资源浪费等问题，为合理利用线路容量与保障供电稳定性等均奠定了良好基础。

在实际改造作业中，由于该线路为当地承载重要供电任务的关键线路，则创建智能化调度系统时需要对运行负荷进行实时监测，根据数据变化及时做出调整，从而妥善应对紧急突发情况。如在处于早晚高峰用电的时间段中，此时电力线路的负荷偏差较为明显，选择引入修正系数计算公式的方式在现有线路负荷峰值的基础上自动调节，恢复正常电力负荷分配状态，位置稳定供电。公式表示为：

在公式（1）中的NLD表示为经过修正系数处理后的全新电力线路负荷分配参数，单位为MW；α代表智能调度决策中平均负荷分配系数，通常选择设定为0.85，用于展现负荷预测在负荷调配中所占据的权重；PL代表对电力线路负荷的预测值，单位为MW；β表示为负荷修正次数，通常为0.15，代表当前容量调整下对电路线路新负荷所产生的影响；CC代表电力线路实际容量，单位为MW；γ代表负荷偏差调整系数，本次工程选定为0.05；LD代表电力线路的实际负荷偏差，单位为MW。

该电力企业将电力线路处于不同时间段内的容量以及预测负荷等参数导入到公式（1）中后，获得的实际结果如表1数据所示[1]。

根据上表中的数据进行分析，由于处于用电高峰时间段中，导致预测负荷参数在不断上升的过程中，经过优化后的电力线路新负荷分配也呈现出正比增长趋势。以1h与2h间隔为例进行研究，此时的负荷偏差相对较大，在经过智能调度技术展开必要的调整处理之后，进一步修正了电力线路负荷，从而促使新负荷分配与电力线路的实际容量更加接近。在3h时间间隔的测量记录中，电力线路容量与预测负荷二者相同，则经过修正优化后的负荷分配也始终保持较为稳定的状态，证明在无明显偏差的情况下通过智能调度系统对电力线路运行负荷的分配能够形成更加精准的效果[2]。

2.2设备运行监测与维护

面对更加复杂且先进的电力设备应用，为保障电力系统电气工程自动化始终保持良好功能状态，对于设备运行的监测与维护至关重要。在本次电力线路改造工程中，该电力企业通过引进多层数据分析以及预测算法同步处理的方式，可在自动采集电力设备数据的过程中即时分析检测设备是否存在异常问题。从而采取预防性的防护措施，尽可能消除设备故障问题，降低运维成本。为精准监测设备状态并展开风险预测，该电力企业应用加权指数结合神经网络创建预测模型，可对电力设备状态变化趋势进行预测，与电力设备的非线性波动状态特征相适配，预测模型表示为：

在该预测模型中，t+1代表在t+1时刻下电力设备运行状态的实际预测值；α为平滑因子，在0～1之间取值；Yt代表在t时刻下的设备状态实际观测值；W代表输出层权重矩阵参数；wij代表连接输入层与隐藏层之间的权重参数；Xt-j表示为输入特征，包括电力设备温度、电流以及电压等常规状态参数；m表示为多个不同时刻；j为隐藏层；bi代表偏置顶[3]。

通过对5个不同时间间隔下的电力设备参数进行收集整合，平滑因子取值为0.7，整合了电压、电流以及温度数据之后，输出层权重矩阵参数设定为0.5，wij为0.2。进而联合上述公式展开计算，经过数据汇总，形成了如表2所示的数据[1]。

经过进一步分析发现，在时间推移之下，使用该模型对电力设备状态数据进行预测，与实际观测值之间的吻合度相对较高，尤其是在处于4h时间间隔下电流与电压参数出现加大波动状态时，该模型仍旧能够对电力设备运行状态进行精准预测，进一步证明监测数据的准确性，可为电力设备维护提供良好参考作用。同时基于电力设备状态数据变化趋势也进一步证明经过多层数据分析模型展开平滑处理后，对于突发性的波动可形成有效抑制作用，促使预测结果的准确性全面提升。基于智能化技术在电力设备运行状态中的精准预测，促使电力企业可在电力设备维护中精准预判故障风险，从而降低维护周期，保障设备运行安全[4]。

2.3智能化故障诊断

根据该电力企业改造工程的历史运行数据进行分析，由于电力线路整体较长，导致在输电传输过程中发生故障后面临响应延迟以及设备维护成本过高的问题。基于此，该电力公司在改造工程中引进模糊逻辑理论与贝叶斯网络算法创建智能故障诊断模型，从而可快速定位复杂电网故障问题并快速恢复正常运行状态，缩短停电维护时间。动态检测电力线路设备温度、电压变化以及电流波动等故障参数，对各类故障发生可能性进行计算，加速故障响应速度，并能够以最为精准的数据异常诊断定位故障。

智能诊断工作中，利用贝叶斯网路对多个故障观测数据的后验概率进行计算，在模型中给入包括电压波动、电流波动以及设备温度在内的多个事件信息，计算其对应故障发生概率，解释在不同事件下故障的后验概率，从而分析故障与其发生条件之间所存在的相关性。通过模型验证，以电流、电压波动以及温度为主的事件若发生异常则导致故障发生概率较高，观察在模型中处于较高温度且电流波动较大时，电力系统故障后验概率约为0.945，证明当前系统发生故障概率较高。因此可根据电力监测过程中所获取的异常数据点位及时对故障发生可能区域进行精准定位，从而通知电力人员及时加以处理[5]。

结束语：在电力系统不断创新优化中引进智能化技术，不仅能够保障系统安全运行，提升系统运行效率，同时也能够优化系统运行质量。结合实际而言，智能化技术在电网智能调度、设备运行检测与维护以及故障诊断中均能够形成良好的应用效果，从而为电力系统电气工程自动化提供更加强劲的技术保障，为电力行业健康发展奠定基础。

参考文献：

[1]董方晨.电力系统电气工程自动化中智能化技术运用[J].电力设备管理，2024，（22）：231-233.

[2]巩冬梅，马源，张祎玮.智能化技术在电力系统电气工程自动化中的应用研究[J].科技创新与生产力，2023，44（11）：111-114.

[3]刘奇中.智能化技术在电力系统电气工程自动化中的应用分析[J].现代工业经济和信息化，2023，13（04）：124-126.

[4]姚钊.智能化技术在电力系统电气工程自动化的应用分析[J].电力设备管理，2021，（05）：29-31.