論智能化繼電保護的應用及其發展

段震海

摘 要：繼電保護系統是保證電力系統安全的基礎，其存在的目的是提高電力系統的運行效率，預防電力系統故障帶來的損失。隨著社會的迅速發展，人們對電力的需求翻倍增加，傳統的繼電保護手段的可靠性和穩定性已大打折扣，無法滿足人們的需求，而新興的智能化技術為繼電保護系統的發展開辟了新的道路。文章就電力系統繼電保護的智能化發展及實際應用進行簡要論述。

關鍵詞：智能化；繼電保護技術；應用；發展

引言

繼電保護是伴隨著電力系統產生的，可以說繼電保護是電力系統不可或缺的配套產物。繼電保護裝置的主要作用就是保障電力系統能夠安全穩定的運行。伴隨著我國經濟的進步發展，人民的物質需求日益增長，隨之而來的是對電力需求的大幅提高，為了避免電力供應系統在運行時發生崩潰的情況，繼電保護系統必須進行相應的技術升級。在現代科技的推動下，繼電保護技術逐步實現了網絡化、智能化，使得繼電保護速動性、選擇性、靈敏性以及可靠性得到了很大程度的提高。

1 繼電保護的發展歷程與現狀

1.1 繼電保護技術的發展

繼電保護技術是伴隨電力系統的發展而發展起來的。當電力系統在運行中突然出現電力中斷或故障時，需要采取一定的技術手段來保證電力能夠快速恢復，目前來說繼電保護技術是極為有效的解決手段。我國的繼電保護技術從二十世紀50年代到二十世紀90年代，經歷了從無到有、從由國外引進到自主研發制造的歷程。最初的先進繼電保護技術幾乎完全被國外壟斷，我國繼電保護技術相比于其他國家起步較晚，但是通過不斷的學習，逐步總結出自己的發展路線，并且在工藝和技術上逐漸超越進口設備，形成了擁有自主知識產權的繼電保護技術。在這40多年發展歷程中，繼電保護設備從最初的電磁式發展到晶體管式，再發展到集成電路式，再到90年代的微機繼電保護設備。微機繼電保護設備一經開發便得到了迅速的發展和利用，可以說在進入90年代后，我國的繼電保護技術便以進入智能化時代。

1.2 繼電保護技術的現狀

目前電力系統的繼電保護技術已經發展的非常完善，但隨著信息化潮流的到來，以及新型傳感技術、新型傳輸技術的出現，又為繼電保護技術的發展注入了新的動力，充分利用這些先進技術有效的提高了繼電保護設備的性能。在這個互聯網的時代，計算機自然是不可缺少的工具，計算機技術與繼電保護技術的結合，為電力系統提供更有效的保障，也適應了智能化發展的趨勢。

2 傳統繼電保護的運作特點及缺陷

繼電保護系統的主要作用是在電力系統出現故障時，能夠對出現的問題進行及時的診斷和控制，來保證電力系統的正常運作。傳統的繼電保護設備運作時主要是在被保護的元件端口進行局部故障分析根據電流差動或方向比較進行保護，按照固定的措施進行處理，雖然這種方式的選擇性和速動性較好，但這種設備只能對本地裝置進行檢測，若裝置以外的部分出現故障，就很難進行有效處理。而且這種設備相對封閉，不同保護設施之間很難進行有效地協作分工。

在如此復雜的情況下，傳統繼電保護技術自適應性能差的特點限制了其發展，由于電力系統的不斷更新擴大，電網的運行方式隨之不斷改變，這就要求繼電保護設備進行及時的配套修改，但這在傳統設備上是難以自主實現的，大多時候需要人員進行配合，傳統繼電保護技術的可靠性和選擇性在現代龐大電力工程面前是難以得到保證的。這些傳統設備對人員的需求量較大，在維護時工作量也是十分巨大的，增加了人力成本。并且由于不同地域在管理和運作上的差異性，很難對繼電保護設備進行統一管理。

3 繼電保護系統實現智能化

3.1 智能化繼電保護的發展

3.1.1 繼電保護與人工智能技術結合。電力系統的飛速發展使繼電保護的難度大大提高，而人工智能技術的研發給繼電保護技術注入了新的活力。近年來，國內外紛紛將先進的人工智能技術引入電力系統，在繼電保護技術上也得到了相應的應用。例如專家算法、人工神經網絡、進化規劃等人工智能技術在繼電保護技術上取得了有效地成果。人工智能的特點是模仿人類的思考方式來分析與處理問題的方式，適合運用在復雜多變且難以用固定方式解決問題的場合，為繼電保護技術的發展提供了新思路。

專家算法是運用最早的人工智能技術，它結合了定性理論知識和專家經驗，在解決問題時會利用檢索與推理功能將問題范圍縮小，提高解決問題的效率。神經網絡技術是指模擬人腦神經系統的結構和功能，利用大量的處理部件，由人工方式制造的網絡化信息處理系統，它具有自學習自適應的優點，能夠對接收或處理的數據進行聯想儲存。人工神經網絡是具有非線性映射功能的系統，面對復雜非線性問題可以迅速作出判斷，利用計算機的高速運算能力以最快速度尋找最優化解，也就是說只要記錄的樣本足夠多，網絡結構夠合理，人工神經網絡可以在各種復雜狀態下對設備故障進行識別分類，選擇最有處理方式。人工智能技術在繼電保護系統上的應用未來國家電力部門的重點研究課題，通過人工智能技術能對被保護元件的故障進行最科學的判斷，并對故障進行自動處理，保證電力系統的正常運行。繼電保護技術智能化的實現，使其速動性、選擇性、靈敏性以及可靠性均得到了大幅度提高。

3.1.2 與計算機技術以及信息一體化技術的結合。這是一個信息化與網絡化迅速發展的時代，電力系統的通信技術也進行了翻天覆地的變革。計算機技術與高速網絡通信技術在各電力系統之間被廣泛應用，也為繼電保護技術網絡化發展奠定了基礎。自90年代計算機技術被引用到繼電保護中，繼電保護技術的計算機化、網絡化進程便一刻都沒有停止，微型計算機的引用使繼電保護設備的動作正確率和靈敏度得到明顯的提高，而且能夠對故障信息和數據的進行長期儲存在需要時隨時調用。同時還是實現繼電保護設備網絡化與信息一體化的硬件前提。隨著網絡通訊技術的發展，繼電保護系統獲取電力故障信息的范圍從點發展到線，又逐步發展到面，在做好本地設備保護的基礎之上，還能實現與聯網范圍內其他設備進行信息共享，形成廣域繼電保護。信息一體化的繼電保護方案，能夠對系統內各種信息進行檢測分析，實現一定區域內保護系統的聯動性，各個終端及相對獨立又相互聯系，在保證電力系統運作安全的同時，還加強了整個系統的智能化、自動化水平。

3.2 智能化繼電保護的特點

隨著我國經濟的飛速發展，對電能的需求量越來越大，為了保證電力系統的正常運作，就需要更好地發揮繼電保護系統的作用。智能化繼電保護自發展以來便得到了人們的廣泛認可，在全國范圍內得到迅速推廣。

智能化繼電保護利用計算機技術、網絡技術對設備進行實時監測，在故障發生時快速、準確定位，在最短時間內進行最優化處理，能夠將監測的數據和處理信息進行儲存并傳輸到監控中心，方便管理人員進行檢查與監控。智能化技術的采用提高了繼電整個保護系統的穩定性和可靠性。智能化繼電保護設備檢測效率高，記錄的數據更加真實可靠，而且具有操作方便維護簡單的特點，不再需要調試人員帶著沉重測試設備奔赴現場，節省了大量人力和物力。

4 結束語

繼電保護系統是保障電力系統安全的關鍵，隨著電力系統的快速發展，繼電保護技術也應緊跟時代腳步，結合最先進的計算機、網絡化等先進技術進行深入研究，努力實現電力系統的智能化監控與保護，加強繼電保護系統安全性和可靠性，利用智能化的繼電保護技術促進我國電力事業的健康發展。

參考文獻

[1]薄志謙.保護智能化的發展與智能繼電器網絡[J].電力系統保護與控制，2013（2）：7-18.

[2]溫昊秋.基于信息一體化的智能化繼電保護探究[J].企業技術開發，2014（27）：101-102.

[3]姚朝賢.電力系統繼電保護技術應用現狀的探討[J].科技致富向導，2012（23）：206.