人工智能在電力系統繼電保護中的應用

劉承峰

摘要：現階段，隨著電力企業的快速發展，繼電保護技術作為電氣安全穩定運用的重要手段也得到發展。然而就當前電力系統繼電保護的應用狀況來看依然存在著問題，所以筆者本文就人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用進行以下探究，希望能夠為相關人士提供借鑒和參考依據。

關鍵詞：人工智能;電力系統;繼電保護;應用

引言

隨著計算機水平的不斷提升和電力系統繼電保護領域中廣泛的應用計算機，逐漸研究出新的控制原理和方法，同時在繼電保護領域中的應用力度不斷加強，如專家系統等的應用，其對繼電保護的發展具有重要的推動作用。所以具體研究電力系統繼電保護中人工智能技術的應用具有重要的現實意義。

1電力系統繼電保護的應用現狀

現將繼電保護的具體應用進行詳細的闡述：（1）伴隨著社會的不斷進步，相應的繼電保護裝置也發生了極大的變化，變得更加多元化，并且對保護裝置進行合理的選擇可以影響繼電保護工作的順利進行，因此，在實際的選擇中，工作人員要選用功能齊全、可靠性的裝置，進而使相應的工作得以高效的運行。（2）在電力系統不斷發展的過程中，對繼電保護功能也提出了新的要求，要確保功能可以有效符合相關的需求，主要功能有：對線路、電容器進行全面的保護，基于這些功能給繼電保護帶來積極的作用。與此同時，要想使繼電保護技術能夠得到極大的提升，就要把它與現代化技術進行有機的整合。一般而言，把網絡技術與繼電保護技術進行融合，從而確保繼電保護工作效率得到提升，同時使其整體的運行水平更加高效。在具體的應用中，第一是全面收集綜合信息，進而對信息進行有效的分析，對于控制系統而言，其可以對整個電力系統的運行加以把控，此外，通過裝置的不同原理進而實施有效的搭配，這樣一來，就能夠實現優勢互補，同時確保相應裝置的最優化。第二是通過使用自適應技術，在實際的應用中，可以體現出對綜合信息實施管控，進而能夠及時阻止故障產生的消極影響，與此同時，還能夠將正常的元件與故障元件進行隔離，進而避免影響正常元件的穩定運行，在很大程度上減少了對電力系統的影響，進一步使繼電保護作用得以有效的發揮出來。

2人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用

2.1專家系統的應用

專家系統一般會運用在對時間要求不高

的繼電保護工作中。如：故障診斷、故障勘測等工作，不過其還可以使用在定值智能化的整合計算系統中，與此同時，還能夠在相關零序電流的保護整定計算中得以充分的使用。無論其運用在哪種系統中，都可以在一定程度上提高其工作效率，進而減少不必要的成本浪費，在減輕工作量的同時還能給相關企業帶來一定的經濟效益。再者，對于專家系統而言，其具體的應用原理是：把繼電保護裝置中的一些動作以一種形式展現出來，亦或者是把工作人員的診斷經驗用規則展現出來，進而把一些故障診斷通過專家將其錄入到電力系統中，根據這種方法，就可以方便工作人員在遇到問題時進行參考，進而能夠及時找出問題的原因，并且可以針對問題采取有效的措施盡快解決，這樣就可以確保整個系統的穩定運行。

2.2暫態保護的應用

隨著進一步深入研究繼電保護領域中人工智能技術的應用，出現了各種判斷故障類型的方法，如人工神經網絡和小波理論等，這些人工智能技術不但可以將判斷故障的準確性進一步提高，同時可以解決單一工頻信號的傳統算法難以識別的問題。但是到目前為止，傳統保護新的原理并沒有被人工智能的應用而完全取代，而且傳感器頻寬仍然會在一定程度上限制這些方法的應用，其結果只是利用復雜的計算和大量的工作提高識別故障的準確性和可靠度。暫態保護主要是利用產生的高頻信號使保護輸電線和電力設備等目標得以實現，故障的種類、位置和持續時間等都是故障暫態產生信號中包括的信息內容，而且在信號的整個頻域，即從直流一直到高頻都會存在這些信息。在傳統的保護方式中，利用過濾的方式忽略故障產生的高頻率，這樣在濾掉高頻信號濾波器的設計中需要投入大量的研究精力。而暫態保護主要是將需要的高頻信號利用特殊設計的高頻檢測裝置和算法從故障暫態中提取出來，之后將故障利用專門的快速處理信號的算法判斷出來。微處理技術的發展是暫態保護目標得以實現的基礎和前提。

2.3人工神經網絡的應用

人工神經網絡主要應用在判斷故障類型、故障距離等方面。比如，利用人工神經網絡可以對高壓輸電線的方向進行保護，通過利用BP模型來當做輸電線保護中的方向辨別設備，不僅可以快速高效的判斷出故障的所在方向，還可以有效保護輸電線的方向。再者我們還可以利用人工神經網絡的學習能力和辨別能力，更好的對電力系統繼電保護中的故障進行分析和辨別，使工作人員能夠在電流正確方向的故障進行保護，而相反方向的電流故障則應當及時的采取閉鎖，因為只有這樣才能實現提高電流靈敏度的目標，讓輸電線電流能夠更好的適應。此外，人工神經網絡還可以與專家系統相互融合來使用，對電力系統繼電保護中的故障進行全方位的診斷，人工神經網絡對整個電力系統繼電保護工作具有重要意義。

2.4模糊理論的應用

模糊理論的應用可以實現傳統數學方式難以做到的計算。近幾年來隨著時代的不斷發展模式理論在電力體統繼電保護中的應用也得到突飛猛進，其中模糊理論主要包括系統規劃、模式控制以及相關的潮流計算，這些理論在電力系統繼電保護中發揮巨大作用。例如，模糊理論的應用可以實現對那些電力生產的不確定進行有效確定，或者是對干負荷變化的不確定進行確定，通過使用模糊理論中的模糊值可以表示某些不確定的關系，進而構建一個有效的電力模糊系統。此外，模糊理論相比傳統無工電壓算法獲得的效果更顯著，傳統的無工電壓算法主要是以單目標來優化問題，此方式并不能做到充分考慮限制控制量調節的目的，所以為了實現校正違界電壓應利用模糊理論對電能質量進行綜合評估。

2.5遺傳算法的應用

遺傳算法也是人工智能技術中在電力系統繼電保護工作中的一種，它主要是基于大自然的選擇和遺傳機制，通過利用計算機設備上模擬相應的生物進化，以此來尋找最佳的且最有效的搜索算法，遺傳算法本身就具有很多的優勢和優點。比如，可以在較為復雜和龐大的搜索空間中進行自適應的搜索，通過這種方式可以選擇出最佳且最準確的算法，當然遺傳算法還具備算法簡單且適用性超強的優點，此外，遺傳算法在進行求解問題方面幾乎沒有任何限制，也不會涉及到那些復雜的數學求求解過程，能夠獲得最全面的且最優的解集，這也正是遺傳算法被廣泛應用在電力系統繼電保護中的原因，當然我還可以通過構建合理的數學模型來解決故障問題，進而充分發揮遺傳算法的作用和價值。

結語

由此可見，越來越多的新的方法隨著人工智能技術的發展而出現，這也進一步擴大電力系統繼電保護中人工智能技術的應用范圍，為繼電保護的發展提供了有利的保障。通過結合不同的人工智能技術，可以將保護系統中受到不確定因素的影響合理分析處理，從而可以將保護動作的可靠性進一步提高，這也是為了智能保護發展的重要研究方向。

參考文獻

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