一种电力系统安全稳定计算分析的机器智能实现方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电力系统安全稳定计算分析的机器智能实现方法。针对人工智能在计算分析领域几乎不能实用问题，基于数据

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统安全稳定计算分析的机器智能实现方法


[0001]本专利技术涉及能源与动力工程领域，并且更具体地，涉及一种电力系统安全稳定计算分析的机器智能实现方法。

技术介绍

[0002]现代电力系统是最庞大、最复杂的人造系统。电力系统安全稳定运行依靠地理上广域分布一次和二次设备静态和动态过程数字仿真分析手段来认知复杂动力学系统。我国间歇式新能源集中式快速开发、负荷中心分散式新能源接入以及电动汽车柔性负荷的增加普及，使得传统电力系统扰动冲击以转动惯量为主导、电气特性承接和二次设备调整配合的特性面临着考验，电力系统运行控制和保护需要应对越来越严苛的开放性、脆弱性和不确定性所带来的严峻挑战。一方面，电力系统安全稳定计算分析人员习惯于采用偏严重或偏轻的倾向化运行方式安排处理方式，来应对电力系统运行方式安排的复杂性，据此制定预案式三道防线。另外一方面，电力系统调度自动化习惯于运行状态保持不变假定条件，大量新能源接入后，电力系统控制保护特性发生了较大变化，调度人员校核预案式三道防线适应性、校核调度应急解列预案的压力也将增大。
[0003]机器学习和大数据高级分析被用于设计复杂模型和算法并以此实现预测功能，能够基于对现有结构化数据的观察，自行识别结构化数据中的模型，并以此来输出对未来结果的预测。机器人流程自动化(Robotic Process Automation，RPA)通过特定的、可模拟人在计算机界面操作的技术，按规则自动执行相应的流程任务，代替或辅助人类完成相关的计算机操作任务，本质上是一种能按特定指令完成工作的软件，安装在个人计算机或大型服务器，通过模拟键盘、鼠标等人工操作来实现计算操作的自动化。RPA能综合运用大数据、人工智能、云计算等技术，通过操纵用户图形界面，模拟并增强人与计算机的交互过程，从而能够辅助执行以往只有人类才能完成的工作，或者作为人类高强度工作的劳动力补充。将机器学习等人工智能(artificial intelligence,AI)技术运用到RPA中，将人工智能功能集成到产品套件中，以提供更多类型的自动化功能，已经成为未来RPA发展的主流趋势。计算分析人员在仿真计算分析阶段的数据组织、计算分析的反复试探确认都会形成数据
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结果
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特征知识，在编制形成运行方式报告阶段会进一步形成和提炼为对电力系统运行特性更高级的知识。数据
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结果
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特征知识的形成，与电力系统网架、规模发展有关联的，计算分析人员是在不断探索、试算中逐步形成规律；局部的电力系统条件变化也是发现和寻找电力系统运行特性的重要特征。在数据
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结果
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特征知识过程中，计算分析人员是根据问题导向，把电力系统复杂的运行条件通过简化条件模拟实现。因此，电力系统安全稳定仿真计算分析过程适合于综合性的机器学习、大数据和RPA相结合电力系统计算分析人工智能技术，具有优异的人在回路可介入性、电力系统仿真计算分析物理意义可解释性等重要特征。这种用于电力系统安全稳定计算分析的人工智能技术，称之为算题机器智能。由于能够介入电力系统仿真计算分析数据
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结果
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特征知识人机合作全过程，能够更好地适应于复杂系统开放性、脆弱性和不确定性，算题机器智能具有较好的发展和应用前景。
[0004]以往，电力系统安全稳定计算分析开展了大量的与人工智能结合应用技术实践，基本原理是借鉴人脸识别的样本生成、机器学习等技术，基于给定的方式计算基础典型数据，通过变化机组出力范围、负荷水平范围，生成大量的数据，利用传统的人工智能技术，判断系统是否稳定，甚至研究安全稳定控制措施。本申请后续文本称为传统人工智能。传统人工智能需要解决的重大问题，需要关注计算生成样本质量是否符合安全稳定计算规范的深度要求，还需解决样本生成是否能够覆盖人所关心的电力系统薄弱点(问题)，以及计算数据
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结果对应关系的可解释性等重大问题。
[0005]传统的电力系统安全稳定问题，由人使用计算机的分析决策依赖于利用算题工具的知识经验，而且从正常方式到检修方式边界条件变化是有限的，多数情况人来负责处理时，基本上是知识经验的套用和重复性计算，适合于算题机器智能独立学习和完成重复性计算。目前，电力系统的计算分析已实现了从数据原始参数到入库的源头管理，但对人利用仿真计算分析工具形成的知识，少部分转化为规范标准和方式报告，大部分存在于算题的人脑中，使得人工智能应用于电力系统安全稳定计算分析时计算数据与结果对应的可解释性较难实现。
[0006]针对人工智能应用于电力系统安全稳定计算分析时计算数据与结果对应的可解释性较难实现的缺陷，亟需一种解决方案。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本申请提出了一种电力系统安全稳定计算分析的机器智能实现方法，以解决上述提出的技术问题。
[0008]根据本申请的第一个方面，提出了一种电力系统安全稳定计算分析的机器智能实现方法，包括：
[0009]基于模拟人利用仿真计算分析软件渐次获取认知电力系统的知识空间，作为人机合作的简化轨迹空间而知识表征性能突出，有助于解决人工智能应用存在的可解释性难点和应用瓶颈难题；
[0010]基于模拟人从事安全稳定计算分析的迭代式求解电力系统运行特性原理，人机合作简化轨迹空间的基础是一种电力系统安全稳定计算分析的数据
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结果/知识双向驱动架构；
[0011]人机合作简化轨迹空间的实质内容，通过人的行为轨迹特征和计算分析软件的配合获取所关注信息，电力系统运行特性的获取是特定有规律的计算软件使用操作和特定有规律的数据驱动、特定有规律的响应结果观测而获取的，即用机器智能运行域来模拟获取和利用人使用计算分析软件的简化知识轨迹空间内容；
[0012]机器智能运行域是一种人机都能够理解的问题
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数据
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结果
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特性多次循环求解的轨迹特征的描述，是一种驱动机器智能能够独立工作的动力源，机器智能能够提取算题的目标、知道如何完成以及如何与人交流；
[0013]机器智能运行域由具有多次迭代和时刻属性的电力系统运行特性的描述、运行数据域和运行结果域三部分构成。
[0014]可选地，还包括：
[0015]让一个计算目的能够用诸多的仿真计算分析软件使用步骤经过多次计算完成，在
简化的人机合作知识空间的基础条件下，以及电力系统的运行特性具有关联性及边界条件变化具有N
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1特征的边界条件下，具有可表征性的输入数据量能够趋向于逼近电力系统的运行特性、具有可代表性输出结果量能够用于表征和观测所求得电力系统的运行特性，仿真计算分析软件天然能够提供使用的任务和动作信息，而结合眼动注意力机制情况下就能够建立起电力系统的运行特性与仿真计算分析软件使用的任务和动作之间的关联关系；
[0016]利用人关注计算机屏幕的注意力使得机器智能能够自行感知人机合作简化知识空间的实际内容，基于关注的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力系统安全稳定计算分析的机器智能实现方法，其特征在于，包括：获取认知电力系统的知识空间，作为人机合作的简化轨迹空间而知识表征性能突出，有助于解决人工智能应用存在的可解释性难点和应用瓶颈难题；基于模拟人从事仿真计算分析的迭代式求解电力系统运行特性原理，人机合作简化轨迹空间的基础是一种电力系统仿真计算分析的数据
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结果/知识双向驱动架构；人机合作简化轨迹空间的实质内容，通过人的行为轨迹特征和计算分析软件的配合获取所关注信息，电力系统运行特性的获取是特定有规律的计算软件使用操作和特定有规律的数据驱动、特定有规律的响应结果观测而获取的，即用机器智能运行域来模拟获取和利用人使用计算分析软件的简化知识轨迹空间内容；机器智能运行域是一种人机都能够理解的问题
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数据
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结果
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特性多次循环求解的轨迹特征的描述，是一种驱动机器智能能够独立工作的动力源，机器智能能够提取算题的目标、知道如何完成以及如何与人交流；机器智能运行域由具有多次迭代和时刻属性的电力系统运行特性的描述、运行数据域和运行结果域三部分构成。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：让一个计算目的能够用诸多的仿真计分析算软件使用步骤经过多次计算完成，在简化的人机合作知识空间的基础条件下，以及电力系统的运行特性具有关联性及边界条件变化具有N
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1特征的边界条件下，具有可表征性的输入数据量能够趋向于逼近电力系统的运行特性、具有可代表性输出结果量能够用于表征和观测所求得电力系统的运行特性，仿真计算分析软件天然能够提供使用的任务和动作信息，而结合眼动注意力机制情况下就能够建立起电力系统的运行特性与仿真计算分析软件使用的任务和动作之间的关联关系；利用人关注计算机屏幕的注意力使得机器智能能够自行感知人机合作简化知识空间的实际内容，基于关注的眼动位置信息和关注文本内容匹配一致性对应原理，结合眼动追踪行为轨迹分析，仿真计算分析软件配合提供关注的内容信息，使得电力系统仿真计算分析的数据
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结果/知识双向驱动架构能够获取知识轨迹空间内容，实现机器智能自主记录运行域知识轨迹内容，同时实现仿真计算分析输入数据组织动作和趋向的特征生成和提取，以及输出结果分析特征和运行特性特征的生成和提取。3.根据权利要求1所述的方法，所涉及的人在回路仿真计算分析的机器智能运行特性描述，其特征在于，包括：电力系统运行特性描述，是一种人机合作都能够理解的电力系统运行特性的描述方式，也是人机都能够理解的一种运行方式报告描述方式；电力系统运行特性的描述构成为机器智能运行域的一部分；一个完整的电力系统运行特性由诸多个运行方式特征、轨迹时刻要素所区别的运行域组成；某个运行域的电力系统运行特性的描述用运行方式特征、轨迹时刻要素来相互区别；机器智能运行特性轨迹内容，描述的是仿真计算数据变化驱动下的运行特性响应轨迹内容；机器智能运行特性控制内容，描述的是根据眼动行为轨迹分析获取的数据调整驱动的特征轨迹内容，运行特性响应效果内容；
机器智能运行特性目标完成策略，描述的是选择工作初始区、奖励获取、场景差异轨迹内容情况，主要特征标注及关联关系，以及任务和动作自动记录及协同清洗内容；机器智能的人和机唯一标识，具有来自评价者的、能防篡改的经验值累积明细特征。4.根据权利要求1所述的方法，所涉及的人在回路仿真计算分析的机器智能运行数据域，其特征在于，包括：机器智能运行数据域是运行域的组成部分之一，针对要解决的电力系统运行特性是否发生变化的问题，利用仿真计算分析程序，探索不同物理设备投退和变化运行状态的数据组合，经过多次的计算，得出数据
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结果影响关系大小的计算数据变化空间的描述方式；机器智能运行数据域表达一种与运行特性求取过程的多次的数据内容的变化的知识空间轨迹，由含运行方式变化跟随的时刻、轨迹次位和身份信息来区分；机器智能运行数据域表达一种与运行特性求取过程的多次计算分析软件操作(任务)和多组计算分析数据改动(动作)属性的知识空间轨迹，最终的运行特性由驱动力最大/最小的任务和动作的组合所决定，决定了机器智能能受控完成工作目标。5.根据权利要求1所述的方法，所涉及的人在回路仿真计算分析的机器智能运行结果域，其特征在于，包括：机器智能运行结果域也是运行域的组成部分之一，运行结果域一是模拟分析运行状态是否安全稳定的，二是模拟分析运行状态是否合理，三是模拟分析已求解到的本次运行特性之竞争力和质量；运行结果域所模拟的运行状态是否安全稳定的，在简化的知识空间内具有“宽视野”机制，对几乎所有观测过和关注过的内容，以及重点关注内容，利用所形成的规则进行安全稳定性分析；运行结果域所模拟的运行状态是否合理，在简化的知识空间内具有“防漏网”机制，在重点关注范围内符合安全稳定性能要求基础上，对周边进行安全稳定性进行巡查式分析；运行结果域所模拟的运行特性之竞争力和质量，在简化的知识空间内具有“水平高”机制，用于快速求解机制下的任务和动作组织的指引，以及并行的正常求解机制最终的运行结果域包括运行域的轨迹实际时序排序。6.根据权利要求1所述的方法，所涉及的人在回路仿真计算分析的机器智能均衡和全面地完成任务的机制，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜广全，郭剑波，于凯文，吕晨，黄彦浩，李文臣，陈继林，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：