人工智能在繼電保護中的應用

吳興龍　陳樂　張蕓

摘 要：在電力事業進一步發展的過程中，繼電保護裝置非常重要，而隨著科學技術的進一步發展，人工智能技術逐漸滲透到繼電保護當中。隨著人工智能技術的進一步推廣，使得繼電保護設備能夠獲得更加優良的保護效果。但是在實際應用過程中仍舊存在一些不足。有鑒于此，下面將從人工智能技術應用的作用出發，探討人工智能技術的應用現狀，并重點分析了機電保護當中人工智能技術的應用。

關鍵詞：人工智能；繼電保護；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.111

在電力系統當中，電氣化設備是保證電力系統能夠穩定運行的基礎。隨著我國電力事業的進一步發展以及科學技術的不斷進步，電力系統當中的電氣設備也越來越智能化。尤其是隨著機電一體化的發展，人工智能技術在機電保護當中得到了廣泛的應用。特別是在大型的電力企業當中，人工智能在繼電保護當中的應用，一方面能夠提高供電可靠性，另一方面還能夠提高電氣設備的自動化水平。因此加強人工智能在繼電保護中的應用具有重要意義。

1 人工智能技術應用的作用

通過人工智能技術的應用，一方面能夠提高繼電保護裝置的運行效率，另一方面還能夠有效提高繼電保護裝置的可靠性。通過各種智能化程序的有效應用，不僅可以節約人力和物力，而且還能夠有效的降低成本。特別是在主電路和輔助電路當中，通過繼電保護人工智能技術的有效應用，可以進一步降低負載，從而確保電力運行更加流暢，降低故障發生概率。

2 人工智能技術的應用現狀

我國電力系統當中應用人工智能技術還處于初級階段，而且沒有得到全面性的應用，只是在局部領域比如繼電保護當中應用人工智能技術。在繼電保護裝置當中，應用人工智能技術始于上世紀，人們通過電磁繼電器來保護電力系統。不過因為電磁繼電器的磁效應會影響繼電保護的可靠性，因此，在很長一段時間內，沒有得到良好的進展。但是現階段，在數字繼電保護裝置不斷應用的過程中，以及基于數控的智能化斷路器元件的進一步開發，促使繼電保護設備獲得更加良好的保護效果。這種情況下作為人工智能技術的健康發展打下了堅實的基礎。當然隨著科技水平的不斷提高，人工智能技術勢必會得到更加良好的發展。

3 繼電保護中人工智能技術的分析

3.1 計算機網絡技術

繼電保護中人工智能技術的應用，體現在計算機網絡技術的應用方面。也就是說必須通過計算機網絡來設計相應的程序。在完成設定以后，微機線路會保護硬件，這也是進行繼電保護的重要前提。現階段很多供電企業不斷研發32位硬件保護系統，這樣一來，就推動了人工智能化技術的持續發展。不僅如此，在對硬件進行保護時，其核心就是保護整個網絡系統。而且，這種保護模式逐漸的發展成為計算機逐漸網絡化的門戶。現階段電力系統對計算機網絡保護的要求不斷提升，不僅要對其基本功能進行保護，還需要具有可以長期存放大量數據的空間，并通過數據快速處理功能，對信號輸入和輸出進行多方面的協調。因此在繼電保護當中，應用計算機網絡技術能夠進一步推動人工智能技術的發展，促進電力系統越來越自動化。

3.2 人工神經網絡

人工神經網絡是一種以電力系統為基礎的電路模擬。由于電路呈現神經系向外發散，不過從另一個層面來說，其具有非常強的規律性。也就是說，不管是串聯還是并聯電路，其電壓以及電流都含有一定的規律。所謂的人工神經網絡在電路系統的基礎上來全面模擬電路。與此同時，利用計算機軟件，對繼電保護，裝置的整個電路系統進行全面的監控。不僅如此，還可以對電路進行全面的診斷。通過ANN技術能夠進行不同的故障診斷。所謂ANN方法指的是，對現場大量標準樣本進行學習和訓練，從而使電路慢慢向數字化方向轉變，這樣一來，就能夠使得人工神經網絡在繼電保護裝置當中得到良好的應用。

3.3 數字繼電保護的智能化

在應用人工智能技術時，還應該加強數字電路的應用。通過數字電路可以有效的達到斷路器智能化的目的，這樣一來，就明顯優于傳統電磁繼電保護。數字機電保護智能化的核心就是對一些小型機組、變壓器以及電動機提供相應的保護。這種技術在低壓電路當中的應用效果尤為明顯。比如，過流繼電器，這種裝置在控制電路過程中可以對主電路電流進行實時監護，同時保證處于正常的數值范圍內，若是電力系統發生電流過載的情況，過流繼電器就可以及時把電源切斷，從而使得主電路當中的電流互感器出現相應的電流過載感應。之后就會對電磁繼電器發出相對應的反饋信號，從而達到對電氣二次設備進行保護的目的。

3.4 專家系統

除上述技術外，人工智能應用最廣泛的一項技術是專家系統。專家系統和知識工程研究具有非常密切的聯系。把專家水平在某個領域當中的知識以及經驗全部儲存到系統內部，利用人工智能技術，對人類專家知識以及經驗進行推理和判斷，從而模擬人類專家決策，通過這種方式能夠有效的解決專家決定的復雜問題。通過觀察到的數據，對某個對象故障原因進行推斷，這是專家系統應用于故障診斷當中的主要任務。

基于產生式規則的系統是電力系統繼電保護中專家系統的典型應用，其主要是用規則表現出斷路器和運行人員的診斷經驗，從而形成故障診斷專家系統的知識庫，這樣一來就可以對故障進行準確的診斷。用直觀性的規則表示出輸電網絡中一級保護與斷路器之間的關系，能夠將不確定性問題合理解決。

綜上所述，人工智能是當前以及未來一段時間內科學技術發展的重點，而人工智能在各個領域當中的應用也會逐步得到推廣。在電力系統繼電保護當中，應用人工智能技術，能夠保證繼電保護良好發展，確保電力系統穩定性。本文重點探討了計算機網絡技術、人工神經網絡、數字繼電保護智能化以及專家系統等幾個方面的應用。而筆者堅信，這繼電保護中，人工智能技術勢必會獲得更加良好的發展空間。

參考文獻：

[1]胡斌.人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用[J].電子技術與軟件工程，2017（20）：257.

[2]梁棟.繼電保護中的人工智能技術分析[J].電子技術與軟件工程，2016（09）：254.

[3]趙剛.繼電保護中的人工智能技術及其應用[J].江蘇科技信息，

2014（24）：58-59.

[4]呂衛勝.人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用[J].山東電力技術，2006（01）：61-63.