人工智能技術(shù)在電力系統繼電保護中的應用

摘要：隨著(zhù)我國綜合國力的不斷提升，電力行業(yè)也得到有效推動(dòng)，其中繼電保護技術(shù)作為電氣安全穩定運用的重要手段也得到發(fā)展。但從目前的電力系統繼電保護的實(shí)際應用狀況來(lái)看依然存在著(zhù)一些問(wèn)題，本文首先簡(jiǎn)要地描述了目前我國電力系統繼電保護的應用現狀，然后詳細探討了人工智能在電力系統繼電保護中的應用，希望能有效地改善或解決相關(guān)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù)；電力系統；繼電保護；應用

實(shí)際工作中，電力系統的運行過(guò)程常常會(huì )受到很多因素的干擾，使得整個(gè)電力系統運行時(shí)容易出現震蕩、超過(guò)負荷等非正常狀態(tài)，而造成設備故障及突然停電等突發(fā)狀況。人工智能技術(shù)可以有效地起到提高保護的智能化水平的作用，能夠最大限度地減少因超負荷運載等問(wèn)題而造成的突發(fā)事故的發(fā)生，因此為了能夠在電力系統出現故障時(shí)及時(shí)切除故障，應在電力系統繼續保護中科學(xué)地運用人工智能技術(shù)，從而促使我國的電力行業(yè)進(jìn)一步持續穩定地發(fā)展。

１電力系統繼電保護的應用現狀

隨著(zhù)我國科學(xué)技術(shù)的日新月異與更新?lián)Q代，我國的電力系統也相應地得到了蓬勃發(fā)展。而隨著(zhù)人工智能理論技術(shù)的不斷發(fā)展，以專(zhuān)家系統、暫態(tài)保護技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )及模糊技術(shù)等為代表的智能理論方法已經(jīng)在電力系統領(lǐng)域得到了非常廣泛的應用，尤其是關(guān)于微機繼電保護技術(shù)的研發(fā)與應用更是日趨成熟。微機繼電保護技術(shù)由于其超強的數字計算、邏輯處理能力以及自我檢測能力而被廣泛地運用于電氣設備及高低壓線(xiàn)路的繼電保護中。目前，我國的微機保護設備已經(jīng)取得了自主知識產(chǎn)權，其技術(shù)及性能甚至超過(guò)了進(jìn)口的繼電保護設備，完全能夠取代進(jìn)口設備。但整體來(lái)說(shuō)，我國人工智能技術(shù)在電力系統的應用研究目前還處在開(kāi)始階段，相信隨著(zhù)時(shí)間的推移及科技的不斷發(fā)展，我國在電力系統中會(huì )越來(lái)越多地運用到人工智２能人技工術(shù)智。能技術(shù)在電力系統繼電保護中的應用

２．１專(zhuān)家系統的應用

專(zhuān)家系統在電力系統繼電保護中主要運用于電力系統的故障診斷及勘測等對時(shí)間沒(méi)有太高要求的保護工作中。專(zhuān)家系統將人工智能從之前的純理論性的研究轉向了在實(shí)際工作中得以運用，是人工智能的一項重大突破。而無(wú)論專(zhuān)家系統在何種系統中得以運用都能夠有效地達到使繼電保護工作的工作效率得以提高的目的。專(zhuān)家系統在繼電保護中的工作原理，就是先將有關(guān)專(zhuān)家在電力系統繼電保護領(lǐng)域中的相關(guān)知識與經(jīng)驗予以統一整理分析，之后使用計算機的相關(guān)程序來(lái)進(jìn)行模擬專(zhuān)家的對于這些問(wèn)題的分析與判斷，然后提出最終的解決方法。如用專(zhuān)家系統來(lái)排除故障，就可以將故障現場(chǎng)采集的數據及信息輸入到計算機，通過(guò)專(zhuān)家系統來(lái)對故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析與判斷，從而確定故障原因，維修人員就可以根據故障原因順利地解除故障，恢復系統的正常運行。這樣一來(lái)可以方便工作人員尋找系統出現故障的原因，能夠及時(shí)采取有效的對策去解決問(wèn)題。此外，通過(guò)利用這些規則還可以實(shí)現對繼電保護設計中的問(wèn)題全方位分析，進(jìn)而可以解決電力保護設計中的矛盾沖突。同時(shí)，專(zhuān)家系統也可在系統的整體繼電保護中得以運用，通過(guò)對整定原則、鑒別規則等的制定，從而對相應的電力設備實(shí)現智能調整及智能維護。

２．２暫態(tài)保護的應用

隨著(zhù)在繼電保護中應用人工智能技術(shù)的不斷研究和發(fā)展，人工智能技術(shù)不僅能夠精準地判斷故障，還能有效地解決單一工頻信號的傳統算法沒(méi)有辦法識別的問(wèn)題，暫態(tài)保護技術(shù)就是其中的一種。暫態(tài)保護之所有能夠快速而準確地進(jìn)行故障判斷，是由于暫態(tài)保護能夠將所產(chǎn)生的信號運用在電力設備及線(xiàn)路的保護中，同時(shí)能夠按照故障發(fā)生的類(lèi)型、以及故障發(fā)生的位置與故障持續的時(shí)間等因素來(lái)加以綜合分析及判斷。因此能夠有效地解決之前在傳統繼電保護方式中需要投入大量的人力和精力的問(wèn)題，從而節省大量的人力物力并大幅地提升勞動(dòng)效２率．３。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的應用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )由于可以模擬人腦進(jìn)行思考及處理問(wèn)題，因此在電力系統的繼電保護中得到了廣泛應用。目前，主要運用在電力系統發(fā)生故障的類(lèi)型及測定故障的距離等方面。比如，對于非線(xiàn)性的過(guò)渡電阻發(fā)生短路這一現象，普通的距離保護對于故障發(fā)生的位置很難加以判斷，因此極易造成拒動(dòng)或者是誤運作，但利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )就能夠正確地對故障加以判斷，原因是由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )中的故障樣本涵蓋了各種故障類(lèi)型及故障原因。同時(shí)，也有人提出將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )應用于電力系統的繼電保護的方向保護與電力系統的主要設備的保護當中。比如，用ＢＰ模型來(lái)判別元件，經(jīng)過(guò)研究實(shí)踐發(fā)現ＢＰ模型能夠實(shí)現快速而準確地將故障的方向判別出來(lái)。

２．４模糊理論的應用

由于電力系統的故障與故障前的征兆相互間的關(guān)系并不明確，而是模糊的關(guān)系，而這種模糊關(guān)系是源于兩者間的不確定性，因此導致診斷結果也相應地模糊，因此模糊理論的應用就可以較好地解決模糊性的診斷問(wèn)題。目前，模糊理論在電力系統繼電保護中的應用也日益廣泛。比如，通過(guò)在繼電保護中應用模糊理論能夠實(shí)現有效地確定電力生產(chǎn)中的一些不確定因素以及對干負荷發(fā)生變化的不確定予以確定。模糊理論在電力系統中得以有效的應用能夠使電力模糊系統變得完整有效。而與傳統的無(wú)工電壓算法相比，由于傳統算法采用的是單目標法來(lái)對問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化，故對于調節限制控制量的考慮并不充分，因此相比之下，模糊理論的效果要更加的明顯。

２．５遺傳算法的應用

遺傳算法是在１９７５年由美國的科學(xué)提出來(lái)的一種計算模型，它主要是用于模擬大自然的遺傳機制與自然界的適者生存理論，首先將相應問(wèn)題的所有備用解都進(jìn)行編碼，然后按照其理論來(lái)進(jìn)行全局優(yōu)化搜索，從而找到問(wèn)題的最優(yōu)解集。遺傳算法在電力系統繼電保護工作中被廣泛應用，如圖像處理、電力系統無(wú)功優(yōu)化、輸電系統電容的最優(yōu)化配置及控制及診斷輸電網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)生的故障原因等方面都有應用。使用遺傳算法的最大的限制是關(guān)于輸電網(wǎng)絡(luò )故障診斷模型的系統化科學(xué)化的建立，一旦這個(gè)問(wèn)題得以解決，就能夠使用遺傳算法來(lái)有效地解決故障診３斷結問(wèn)語(yǔ)題。

隨著(zhù)我國市場(chǎng)經(jīng)濟的高速發(fā)展及人們生活質(zhì)量的大力提升，我國的用電需求也相應在呈幾何倍地增長(cháng)，從而對于電力企業(yè)的供電設備及供電質(zhì)量要求也就就要求更高，而傳統的繼電保護已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足目前我國的企業(yè)及生活用電需求。因此，就需加快將人工智能技術(shù)在電力系統繼電保護應用中的步伐，通過(guò)人工智能技術(shù)的應用加快推動(dòng)我國電力系統朝著(zhù)智能化方向的進(jìn)一步發(fā)展。

[1]常紅艷．電力系統自動(dòng)化中智能技術(shù)的應用[J]．電子測試，2016（18）：123124．