人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用

顧雅青

(山東華宇工學院，山東 德州 253034)

電力系統很復雜，涉及很多設備元件及運行系統，外界環境影響會導致設備出現故障，進而引發系統故障，如果處理不及時，將造成重大事故，而中斷電力系統運行。為提高電力系統運行安全性、穩定性，要不斷提高繼電保護系統的運行性能，利用繼電保護系統，減少故障。人工智能技術應用越來越廣泛，在電力行業繼電保護系統中應用人工智能技術可以很好地提高電氣自動化水平，打造高效處理、全面感知的電力系統，確保供電系統可靠穩定。

1 人工智能技術

人工智能技術是計算機技術發展中產生的獨立新型學科，其集合了通信、電子及其他現代技術，通過程序開發應用，將人類思維方式與機器設備相結合，模擬人類大腦思維進行研究，更好地解決了企業生產、居民生活等各個領域中的技術難題。近年來，隨著研究理論的不斷成熟，人工智能應用范圍越來越廣泛，尤其是在技術發展領域，借助人工智能技術可以更好地完成系統仿真和控制。

2 電力系統繼電保護中存在的問題

我國電力系統技術不斷發展，很多系統應用了現代科學技術，確保其穩定運行。但在繼電保護中，由于技術限制，仍存在一些問題，導致電力系統不穩定。電力系統不斷規模化發展，電路中短路電流會成倍增加，這導致繼電保護裝置不易感應到電氣量變化，使繼電保護時間延長，無法及時發現電力系統故障，可能引發不良后果。繼電保護裝置與線路中的一些元件由于排斥現象無法繼續進行計算，計算數據可能不準確，引發系統故障。傳統繼電保護不能建立數學模型，無法反映出系統中的實際問題，對于一些復雜問題的計算，短時間內無法得出結果，影響系統運行。

3 人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用

3.1 接地保護

電力系統線路布置復雜，可分為大、小電流接地兩種方式。大電流接地方式中，如果系統運行出現線路故障問題，人工智能技術可精準識別，及時將線路切斷，防止引發更大的線路故障。小電流接地方式中，如果出現線路故障，繼電系統通過人工智能技術發送報警信號，確保電力系統穩定運行。執行系統和邏輯層分別是大、小電流接地系統運行的重要功能，零序電壓正常不會出現在電力系統中，三項電壓是其主要的分布點。實際運行中，電壓表與三項電壓相互連接，用于獨立顯示電壓值。如果電力系統運行出現故障，其中某一項處于接地狀態，那么零序電壓就會出現在電力系統中，繼電保護系統就會報警，使工作人員及時發現故障，為排除故障節省時間。

3.2 變壓器繼電保護

電力系統中設備很多，變壓器是其中重要設備之一，該設備運行情況直接影響著供電質量。變壓器運行中，外界環境影響及長時間運行都會增加故障幾率，為加強變壓器保護，應采用新技術。變壓器由不同零部件組成，其中，內置油箱可冷卻變壓器運行過程中的熱量，延長變壓器使用壽命。油箱一旦出現故障，就有可能產生有毒氣體和物質，不僅影響電力系統，還危害工作人員健康。人工智能技術的應用，可以很好地實現變壓器瓦斯動態監控，實際運行中，如果瓦斯濃度超過系統規定值，可以及時斷電并發出警報，避免帶來更大的損失。利用人工智能技術還可以很好地防止變壓器短路造成嚴重后果。變壓器運行中如果出現問題，阻抗繼電保護器會自動運行，防止出現短路故障。

3.3 發電機組保護

發電機組是電力系統的主要設備之一，利用人工智能技術對發電機組進行重點保護和備用保護，可維護電力系統安全。重點保護是常用的保護方式，通常情況下，繼電保護裝置安裝在發電機組內部的定子繞組上，如果運行出現問題，保護裝置就可發揮作用，更好地保護發電機組。繼電保護可維護發電機縱聯差動，將發電機電流間的融合作用發揮出來，基于電力系統運行實際，合理調整相位高度，更好地保護發電機組。備用保護是當發電機組運行出現故障后，及時斷電并發出警報，提醒工作人員。如在實際運行中，由于低負荷運行導致電機絕緣被擊穿，此時備用保護就會自行切斷電源并警報。

3.4 電氣自動化設備管理

電氣自動化系統是復雜的運行系統，實際應用中，管理人員應具有完備的專業知識和熟練的操作技能，及時發現并排除故障。電氣設備智能化管理基于人工智能技術，利用設計好的計算機控制程序，實現電氣自動化控制。應用人工智能技術，不僅可以很好地實現精準管理和操作，還大大減少了人工操作，降低了運行成本，提高了運行效率和設備運行性能，更好地優化電力設備運行環境。基于人工智能技術建立監控系統，具備完善的過程控制單元和網絡數據，可以很好地監控自動化設備運行狀況，提高設備監控水平，對于發生故障的設備及時進行維修或更換，為設備穩定運行提供保障。

4 電力系統繼電保護發展趨勢

4.1 智能化水平不斷提高

隨著科學技術的發展，人工智能技術在電力系統中的應用越來越廣泛，在繼電保護系統中的應用逐漸趨于成熟，它不僅可以解決電力系統運行問題，還可提高處理效率。如神經網絡技術的應用，使電力系統中的一些非線性問題迎刃而解，為工作人員解決故障提供路徑。利用神經網絡技術可以很好地分析故障樣本，根據繼電保護系統實際運行情況，解決問題，大大提高了電力系統繼電保護智能化水平。

4.2 網絡化水平不斷提高

計算機網絡技術發展，為我國工業生產提供了通信支撐。電力系統繼電保護發展，實現了電力系統穩定運行。電力系統信息傳輸是依靠網絡通信實現的，只有不斷提高繼電保護網絡水平，才能更好地提高信息傳輸效率和質量，滿足電力系統發展需要。人工智能技術，可以將更多的電力系統運行信息傳輸到繼電保護系統中，進行科學數據分析，及時發現系統中運行故障，確保運行安全。

5 結語

我國電力系統發展有了很大提高，現代化技術應用越來越廣泛，人們對繼電保護也提出了更高要求。將人工智能技術應用于電力系統繼電保護中，可以很好地提高繼電保護效率，確保電力系統穩定運行。人工智能技術應用還有很大的提升空間，需要不斷加強研究與實踐，提高人工智能技術應用水平。