繼電保護中的人工智能技術及應用探究

摘要：基于社會的廣泛需求，電力企業在新時期發展迅速，其電力運行安全受到了更多的重視，而作為維持電力穩定安全運行的核心手段，繼電保護技術亦實現了迅速的發展。為進一步提升繼電保護質量，很多電力企業開始思考在繼電保護中如何滲入人工智能技術，并取得了較好的成果。文章就繼電保護中的人工智能技術、應用進行了分析與論述。

關鍵詞：繼電保護;人工智能技術;應用

引言：探究繼電保護中的人工智能技術及應用策略，需明確繼電保護的基本定義、工作流程與展開方式，以此為基礎引入對應的人工智能技術，監察人工智能技術的應用效果，對其加以調整，以此來發揮出其更大的價值與效用，維護電力系統的穩定運行。

一、繼電保護中的人工智能技術

1.自適應控制技術

自適應控制技術屬于保護性技術，可結合電力系統運行方式，借助改變定值來分析與處理電力系統中的各項既存故障，從而確保電力系統繼電保護穩定運行。該項技術在繼電保護中應用時突出以下優勢：全過程觀測并記錄電力系統在各個時間段的運行狀態，發現其可能潛在的問題并提出對應的解決策略，以此來避免問題的進一步嚴重化，完善、優化系統性能，保證其高效運行，提升電力企業收益。

2.人工神經網絡技術

人工神經網絡技術智能化程度較深，可真實模仿人體腦部細胞結構，具備復雜異常的動力學特征，主要用于快速地處理電力系統中異常復雜、困難的問題，且有著較高的工作效率，其優勢主要表現在：協助記憶與學習、組織能力、環境適應能力較強，可直接識別故障樣本并加以分類，以此來減少工作量，避免造成較重的經濟損失[1]。

3.綜合自動化技術

綜合自動化技術在電力系統繼電保護中的應用主要涉及到以下兩點：其一，用于重要電力設備的監視、控制、操作等，其微機化特征明顯，可推動子系統信號數字化，在綜合自動化技術支撐下，電力設備可替代傳統模式的變電所機電設備與模擬設備，大幅度提升電氣設備性能;同時，綜合自動化技術可實現操作功能、監視功能的整合，提升人機聯系緊密性;其二，通信局域網絡化、光纜化。光纖局域網絡技術與通信技術在人工智能技術下的不斷優化與應用，一定程度上強化了通信局域抗電磁干擾性能。且當前階段社會經濟迅速發展，電力系統繼電保護對通信局域網絡化、電纜化水平有了更高的要求，推進通信局域網絡化，不但可提升各項數據信息的傳輸效率，保障電力系統穩定安全運行，還可簡化電纜、施工流程。

二、繼電保護中的人工智能技術及應用

從以下數個方面闡述各種人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用：

1.專家系統

專家系統屬于智能化計算機程序系統，當前階段已有大量的研究成果、專業的經驗與知識，其可模擬人類專家參與各種決策與領域問題處理，適用于以下各項事務：其一，對時間要求不高的繼電保護工作，例如事故勘測、整合、診斷等;其二，定值智能化整合、研究與計算工作能;其三，零序電流保護整定計算方面的工作。在繼電保護中應用專家系統，可比較清晰、直觀地展示電力設備工作時的具體動作，以規則來展示運行人員診斷內容、經驗等，并可在管理系統中引入故障診斷專家，分析繼電保護中的諸多故障因素，查明其故障點、故障特征、故障原因，以此為基礎制定對應的解決策略;同時，技術人員可利用這部分規則全方位分析在繼電保護設計中的不切適宜的部分，并提出系列可行的矛盾沖突解決策略[2]。

2.暫態保護

傳統模式的繼電保護主要依賴的是過濾模式，其需投入海量的人力、物力、時間與精力等，其已經逐漸難以滿足電力系統正常運行所需，而其作為人工智能技術在繼電保護進程中的一種應用方式，不但可提升繼電保護在各個階段的工作效率，還可解決以往單一工頻信號難以發現與解決的問題，大幅度提升故障判斷準確度。暫態保護發揮功能的原理可概括為以下內容：結合故障所處位置、表現特征、所屬類型、造成影響、持續時間等對故障的整體情況有一個大致的理解，并基于此對其加以精確地分析、總結、判斷，將相應的高頻信號從故障暫態中直接提取出來，再利用高頻信號來保護輸電線路、電力設備的運行安全。

3.人工神經網絡

人工神經網絡是人工智能領域的核心要素與研究熱點，其在繼電保護中發揮著重要的作用，具體表現在以下數點：其一，迅速判斷故障距離與類型，比如可以BP模型當作方向辨別設備，迅速判斷故障大致方向以采取對應的解決策略，以此來保障輸電線路正常運行;其二，精確判斷反方向、正確方向電流故障，因該項技術有著較高的辨別能力、學習能力，在其支持下，技術人員可耗費更少的時間與精力來分析與判別，一方面保護電流正常方向故障，另一方面關閉反方向出現的電流故障，利于提升電力系統電路靈敏度;其三，可與專家系統搭配使用，全過程、全方位、全層級的診斷與總結繼電保護工作中出現的各種故障，避免其進一步嚴重化[3]。

4.模糊理論

傳統模式的無功電壓算法通常是按照單目標法完成問題的發現、解決與優化，其雖然具備一定的效用，但是調節限制控制量方面仍會存在考慮不周等問題，且因電力系統故障問題、故障前征兆間有著相應的不確定性，彼此間關系并不明確，可能會造成最終得到的診斷結果變得模糊，該種情況下引入模糊理論，可切實解決以上出現的問題，故而其在繼電保護中的應用亦開始逐漸廣泛。模糊理論主要包括三方面內容：潮流計算、模式控制、系統規劃，其即可確定干負荷變化與電力生產過程中的諸多不穩定要素，也可以模糊值來表示一些不確定關系，以此來建立起一個有效、完整的電力模糊系統。

5.遺傳算法

遺傳算法最初出現在上世紀七十年代，其理論基礎是遺傳機制、自然選擇，借助計算機設備與技術，將問題的各種備用解編碼，其后結合以上理論來完成全局優化搜索，以此來尋找最優解集，經過數十年的發展，遺傳算法在繼電保護中已經得到了廣泛的應用，主要涉及到圖像處理、電力系統無功優化、輸電系統電容優化配置、輸電系統故障原因診斷等，該種計算方式有著突出的優勢，主要表現在：在復雜、龐大的搜索空間中進行自適應搜索，得到最優算法，選擇的算法實用性強、簡單易操作，在解決問題時基本不受到限制，不必進行復雜異常的求解過程即可得到最優解集，但是其也存在著不足，比如遺傳算法所用的輸電網絡故障診斷模型還未實現科學化、系統化，若是在該方面取得突破性進展，可在后續協助技術人員利用遺傳算法來解決更多、更復雜的故障診斷問題[4]。

6.計算機化

進入新時期以后，得益于互聯網科技的迅速發展，計算機化在繼電保護中開始發揮更加重要的作用，其主要優勢表現在以下三點：其一，具備強大的保護功能;其二，故障數據、故障信息等具備充足的存放空間，且數據處理效率較高;其三，可增強網絡資源通信能力，串聯起各個管理部門、技術部門，提升繼電保護工作效率，利于電力企業的穩定、高效發展。

結語：綜述，文章就繼電保護中的人工智能技術及應用進行了分析與論述，明確了其重要性與必要性，從專家系統、暫態保護等人工智能技術方面展開了探究工作，以期更好地發揮繼電保護的作用。

參考文獻：

[1]吳興龍，陳樂，張蕓.人工智能在繼電保護中的應用[J].山東工業技術，2018，（19）：131.

[2]曾憲益.基于人工智能技術的電力系統繼電保護應用分析[J].電力系統裝備，2021，（18）：2.

[3]姬生飛，潘仁秋，徐華斌.人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用研究[J].通信電源技術，2020，（7）：3.

[4]劉偉，蔡永和.人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用探討[J].電子樂園，2019，（22）：1.

作者簡介

鎮威（1987.08.25），性別：男;籍貫：湖北咸寧;民族：漢;學歷：本科、學士;職稱：工程師;研究方向：繼電保護