人工智能技术在电力系统继电保护中的应用

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：随着我国综合国力的不断提升，电力行业也得到有效推动，其中继电保护技术作为电气安全稳定运用的重要手段也得到发展。但从目前的电力系统继电保护的实际应用状况来看依然存在着一些问题，本文首先简要地描述了目前我国电力系统继电保护的应用现状，然后详细探讨了人工智能在电力系统继电保护中的应用，希望能有效地改善或解决相关问题。
　　关键词：人工智能技术;电力系统;继电保护;应用
　　实际工作中，电力系统的运行过程常常会受到很多因素的干扰，使得整个电力系统运行时容易出现震荡、超过负荷等非正常状态，而造成设备故障及突然停电等突发状况。人工智能技术可以有效地起到提高保护的智能化水平的作用，能够最大限度地减少因超负荷运载等问题而造成的突发事故的发生，因此为了能够在电力系统出现故障时及时切除故障，应在电力系统继续保护中科学地运用人工智能技术，从而促使我国的电力行业进一步持续稳定地发展。
　　1 电力系统继电保护的应用现状
　　随着我国科学技术的日新月异与更新换代，我国的电力系统也相应地得到了蓬勃发展。而随着人工智能理论技术的不断发展，以专家系统、暂态保护技术、人工神经网络及模糊技术等为代表的智能理论方法已经在电力系统领域得到了非常广泛的应用，尤其是关于微机继电保护技术的研发与应用更是日趋成熟。微机继电保护技术由于其超强的数字计算、逻辑处理能力以及自我检测能力而被广泛地运用于电气设备及高低压线路的继电保护中。目前，我国的微机保护设备已经取得了自主知识产权，其技术及性能甚至超过了进口的继电保护设备，完全能够取代进口设备。但整体来说，我国人工智能技术在电力系统的应用研究目前还处在开始阶段，相信随着时间的推移及科技的不断发展，我国在电力系统中会越来越多地运用到人工智能技术。
　　2 人工智能技术在电力系统继电保护中的应用
　　2.1 专家系统的应用
　　专家系统在电力系统继电保护中主要运用于电力系统的故障诊断及勘测等对时间没有太高要求的保护工作中。专家系统将人工智能从之前的纯理论性的研究转向了在实际工作中得以运用，是人工智能的一项重大突破。而无论专家系统在何种系统中得以运用都能够有效地达到使继电保护工作的工作效率得以提高的目的。专家系统在继电保护中的工作原理，就是先将有关专家在电力系统继电保护领域中的相关知识与经验予以统一整理分析，之后使用计算机的相关程序来进行模拟专家的对于这些问题的分析与判断，然后提出最终的解决方法。如用专家系统来排除故障，就可以将故障现场采集的数据及信息输入到计算机，通过专家系统来对故障产生的原因进行分析与判断，从而确定故障原因，维修人员就可以根据故障原因顺利地解除故障，恢复系统的正常运行。这样一来可以方便工作人员寻找系统出现故障的原因，能够及时采取有效的对策去解决问题。此外，通过利用这些规则还可以实现对继电保护设计中的问题全方位分析，进而可以解决电力保护设计中的矛盾冲突。同时，专家系统也可在系统的整体继电保护中得以运用，通过对整定原则、鉴别规则等的制定，从而对相应的电力设备实现智能调整及智能维护。
　　2.2 暂态保护的应用
　　随着在继电保护中应用人工智能技术的不断研究和发展，人工智能技术不仅能够精准地判断故障，还能有效地解决单一工频信号的传统算法没有办法识别的问题，暂态保护技术就是其中的一种。暂态保护之所有能够快速而准确地进行故障判断，是由于暂态保护能够将所产生的信号运用在电力设备及线路的保护中，同时能够按照故障发生的类型、以及故障发生的位置与故障持续的时间等因素来加以综合分析及判断。因此能够有效地解决之前在传统继电保护方式中需要投入大量的人力和精力的问题，从而节省大量的人力物力并大幅地提升劳动效率。
　　2.3 人工神经网络的应用
　　人工神经网络由于可以模拟人脑进行思考及处理问题，因此在电力系统的继电保护中得到了广泛应用。目前，主要运用在电力系统发生故障的类型及测定故障的距离等方面。比如，对于非线性的过渡电阻发生短路这一现象，普通的距离保护对于故障发生的位置很难加以判断，因此极易造成拒动或者是误运作，但利用人工神经网络就能够正确地对故障加以判断，原因是由于神经网络中的故障样本涵盖了各种故障类型及故障原因。同时，也有人提出将人工神经网络应用于电力系统的继电保护的方向保护与电力系统的主要设备的保护当中。比如，用BP模型来判别元件，经过研究实践发现BP模型能够实现快速而准确地将故障的方向判别出来。
　　2.4 模糊理论的应用
　　由于电力系统的故障与故障前的征兆相互间的关系并不明确，而是模糊的关系，而这种模糊关系是源于两者间的不确定性，因此导致诊断结果也相应地模糊，因此模糊理論的应用就可以较好地解决模糊性的诊断问题。目前，模糊理论在电力系统继电保护中的应用也日益广泛。比如，通过在继电保护中应用模糊理论能够实现有效地确定电力生产中的一些不确定因素以及对干负荷发生变化的不确定予以确定。模糊理论在电力系统中得以有效的应用能够使电力模糊系统变得完整有效。而与传统的无工电压算法相比，由于传统算法采用的是单目标法来对问题进行优化，故对于调节限制控制量的考虑并不充分，因此相比之下，模糊理论的效果要更加的明显。
　　2.5 遗传算法的应用
　　遗传算法是在1975年由美国的科学提出来的一种计算模型，它主要是用于模拟大自然的遗传机制与自然界的适者生存理论，首先将相应问题的所有备用解都进行编码，然后按照其理论来进行全局优化搜索，从而找到问题的最优解集。遗传算法在电力系统继电保护工作中被广泛应用，如图像处理、电力系统无功优化、输电系统电容的最优化配置及控制及诊断输电网络产生的故障原因等方面都有应用。使用遗传算法的最大的限制是关于输电网络故障诊断模型的系统化科学化的建立，一旦这个问题得以解决，就能够使用遗传算法来有效地解决故障诊断问题。
　　3 结语
　　随着我国市场经济的高速发展及人们生活质量的大力提升，我国的用电需求也相应在呈几何倍地增长，从而对于电力企业的供电设备及供电质量要求也就就要求更高，而传统的继电保护已经无法满足目前我国的企业及生活用电需求。因此，就需加快将人工智能技术在电力系统继电保护应用中的步伐，通过人工智能技术的应用加快推动我国电力系统朝着智能化方向的进一步发展。
　　参考文献：
　　[1]常红艳.电力系统自动化中智能技术的应用[J].电子测试，2016（18）：123-124.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15154980.htm