繼電保護中的人工智能技術(shù)及其應(yīng)用

楊鳳玖

摘要：繼電保護是確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的有效保證，是減少安全問題的有效防護裝置。現(xiàn)如今科技不斷進步，繼電保護也應(yīng)用了一些自動化技術(shù)，并向著智能化邁進。本文就人工智能在繼電保護中的實際應(yīng)用情況進行探究，希望能夠為相關(guān)人士提供參考。

關(guān)鍵詞：繼電保護;人工智能;應(yīng)用

引言：

隨著計算機水平的不斷提升和電力系統(tǒng)中的繼電保護領(lǐng)域中廣泛的應(yīng)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(lǐng)域中的應(yīng)用力度不斷加強，如專家系統(tǒng)等的應(yīng)用，其對繼電保護進一步發(fā)展具有推動作用。

1電力系統(tǒng)中的繼電保護應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，隨著電力企業(yè)的快速發(fā)展，繼電保護作為電氣安全穩(wěn)定運用的重要手段也得到發(fā)展，繼電保護裝置更加多元化，采用了各種現(xiàn)代技術(shù)現(xiàn)如今，繼電保護自動化水平不斷提高，并且有向智能化發(fā)展的趨勢。相關(guān)技術(shù)研究正在進行中。

2人工智能在繼電保護中的應(yīng)用

2.1專家系統(tǒng)的應(yīng)用

專家系統(tǒng)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(tǒng)中，與此同時，還能夠在相關(guān)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(tǒng)中，都可明顯提升工作效率，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(guān)企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效益。再者，對于專家系統(tǒng)而言，其具體的應(yīng)用原理是：把繼電保護裝置中的一些動作以一種形式展現(xiàn)出來，亦或者是把工作人員的診斷經(jīng)驗用規(guī)則展現(xiàn)出來，進而把一些故障診斷通過專家將其錄入到電力系統(tǒng)中，根據(jù)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(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2.2暫態(tài)保護的應(yīng)用

隨著繼電保護方面對人工智能應(yīng)用的相關(guān)研究不斷，出現(xiàn)了各種判斷故障類型的方法，如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和小波理論等，這些人工智能技術(shù)不但可以將判斷故障的準確性進一步提高。但目前為止，保護原理并沒有被人工智能的應(yīng)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使用，其結(jié)果只是利用復(fù)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(tài)保護主要是利用產(chǎn)生的高頻信號使保護輸電線和電力設(shè)備等目標得以實現(xiàn)，故障的種類、位置和持續(xù)時間等都是故障暫態(tài)產(chǎn)生信號中包括的信息內(nèi)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(tǒng)的保護方式中，利用過濾的方式忽略故障產(chǎn)生的高頻率，這樣在濾掉高頻信號濾波器的設(shè)計中需要投入大量的研究精力。而暫態(tài)保護主要是將需要的高頻信號利用高頻檢測裝置和算法從故障暫態(tài)中提取出來，之后將故障通過快速處理信號的算法判斷出來。微處理技術(shù)的發(fā)展是暫態(tài)保護目標得以實現(xiàn)的基礎(chǔ)和前提。

2.3人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用在判斷故障類型、故障距離等方面。比如，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對高壓輸電線方向進行保護，通過利用BP模型來當做輸電線保護中的方向辨別設(shè)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力和辨別能力，更好的對電力系統(tǒng)中的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(yīng)當及時的采取閉鎖，因為只有這樣才能實現(xiàn)提高電流靈敏度的目標，讓輸電線電流能夠更好的適應(yīng)。此外，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還可以與專家系統(tǒng)相互融合來使用，對電力系統(tǒng)中的繼電保護中的故障進行全方位的診斷，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對整個電力系統(tǒng)中的繼電保護工作具有重要意義。

2.4模糊理論的應(yīng)用

模糊理論的應(yīng)用可以實現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)學(xué)方式難以做到的計算。近幾年來隨著時代的不斷發(fā)展模式理論在電力體統(tǒng)繼電保護中的應(yīng)用也得到突飛猛進，其中模糊理論主要包括系統(tǒng)規(guī)劃、模式控制以及相關(guān)的潮流計算，這些理論在電力系統(tǒng)中的繼電保護中發(fā)揮巨大作用。例如，模糊理論的應(yīng)用可以實現(xiàn)對那些電力生產(chǎn)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(guān)系，進而構(gòu)建一個有效的電力模糊系統(tǒng)。此外，模糊理論相比傳統(tǒng)無工電壓算法獲得的效果更顯著，傳統(tǒng)的無工電壓算法主要是以單目標來優(yōu)化問題，此方式并不能做到充分考慮限制控制量調(diào)節(jié)的目的，所以為了實現(xiàn)校正違界電壓應(yīng)利用模糊理論對電能質(zhì)量進行綜合評估。

2.5遺傳算法的應(yīng)用

遺傳算法也是人工智能技術(shù)中在電力系統(tǒng)中的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(shè)備上模擬相應(yīng)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(yōu)勢和優(yōu)點。比如，可以在較為復(fù)雜和龐大的搜索空間中進行自適應(yīng)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(yōu)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(fù)雜的數(shù)學(xué)求解過程，能夠獲得最全面的且最優(yōu)的解集，這也正是遺傳算法被廣泛應(yīng)用在電力系統(tǒng)中的繼電保護中的原因，當然我還可以通過構(gòu)建合理的數(shù)學(xué)模型來解決故障問題，進而充分發(fā)揮遺傳算法的作用和價值。

結(jié)語

由此可見，越來越多的新技術(shù)隨人工智能發(fā)展而出現(xiàn)，這也進一步擴大了電力繼電保護中人工智能的應(yīng)用范圍，為現(xiàn)代繼電保護的發(fā)展提供了有利的保障。通過結(jié)合不同的人工智能技術(shù)，可以將保護系統(tǒng)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。

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（作者單位：國網(wǎng)蒙東供電服務(wù)監(jiān)管與支持中心）