人工智能技术在电力系统继电保护中的应用

来源:用户上传      作者:张育善

　　摘 要：随着我国综合国力的不断提升电力行业也得到有效推动，其中继电保护技术作为电气安全稳定运用的重要手段也得到发展。然而就当前电力系统继电保护的应用状况来看依然存在着问题，所以笔者本文就人工智能技术在电力系统继电保护中的应用进行以下探究，希望能够为相关人士提供借鉴和参考依据。
　　关键词：人工智能技术;电力系统;继电保护;应用
　　
　　很多时候电力系统在运行的过程中往往会受到诸多因素的影响，使得整个电力系统运行时容易出现震荡、超过负荷等非正常状态。所以为了能够在电力系统出现故障时及时切除故障，我们应将人工智能技术应用在电力系统继电保护系统中，该技术的应用可以有效提高继电保护的智能化水平，进而推动我国电力行业蓬勃稳定发展。
　　一、电力系统继电保护的应用现状
　　电力系统继电保护的应用现状我们从以下几方面分析。首先，时代的进步和发展电力系统继电保护装置也变得多样性，而保护装置的选择会直接影响继电保护工作能否顺利进行，所以相关作业人员在选择保护装置的时候应选择功能齐全且具有灵活可靠性的装置，进一步确保电力系统继电保护工作能够高效有序进行。[1]其次，随着电力系统的快速发展对继电保护功能的需求也逐渐增大，就当前继电保护功能来看主要有以下几个功能，比如，线路保护功能、电容器保护功能以及主变保护功能等，这些功能电力系统继电保护中发挥着巨大作用。此外，要想提高继电保护技术还应将其与现代化技术融合，例如，将网络技术、计算机技术等继电保护技术相互融合，进而实现提高电力系统继电保护的工作效率和水平。
　　二、人工智能技术在电力系统继电保护中的应用
　　（一）专家系统的应用
　　专家系统是人工智能技术在电力系统继电保护中的一种应用，该系统主要适用于那些对时间要求不高的继电保护工作中。[2]比如，故障诊断、故障勘测等工作，当然专家系统还可以应用在定值智能化的整合计算系统中，以及应用在相关零序电流的保护整定计算中。不管是应用在哪一种系统中都可以实现提高继电保护工作效率的目的。同时专家系统的应用原理是指将继电保护装置工作中的动作表示出来，或者是将运行人员的诊断经验等内容用规则表现出来，进一步将相应的故障诊断专家列入电力系统当中，这样一来可以方便工作人员寻找系统出现故障的原因，能够及时采取有效的对策去解决问题。此外，通过利用这些规则还可以实现对继电保护设计中的问题全方位分析，进而可以解决电力保护设计中的矛盾冲突。
　　（二）暂态保护的应用
　　高新技术的飞速发展人工智能技术也被广泛应用，同时各种判断故障的方式也层出不穷，这些人工智能技术不仅可以提高电力系统继电保护工作的效率，还可以提高判断故障的精准性和准确性，也可以解决那些单一工频信号不能解决的问题。其中暂态保护的应用可以準确的判断出故障，它的工作原理主要是利用所产生的信号来保护电力设备和输电线的，可以根据故障的类型、位置以及持续时间等特点进行分析和判断。[3]传统的继电保护方式已经不能满足电力系统的运行需求，传统继电保护是利用过滤的方式来忽略故障所产生的信号，而这种过滤方式往往需要投入大量的人力和研究精力，所以暂态保护的应用可以有效缓解这些压力，能够从高频信号从故障暂态中高效的提取出来，进而发挥人工智能技术的作用。
　　（三）人工神经网络的应用
　　人工神经网络主要应用在判断故障类型、故障距离等方面。比如，利用人工神经网络可以对高压输电线的方向进行保护，通过利用BP模型来当做输电线保护中的方向辨别设备，不仅可以快速高效的判断出故障的所在方向，还可以有效保护输电线的方向。[4]再者我们还可以利用人工神经网络的学习能力和辨别能力，更好的对电力系统继电保护中的故障进行分析和辨别，使工作人员能够在电流正确方向的故障进行保护，而相反方向的电流故障则应当及时的采取闭锁，因为只有这样才能实现提高电流灵敏度的目标，让输电线电流能够更好的适应。此外，人工神经网络还可以与专家系统相互融合来使用，对电力系统继电保护中的故障进行全方位的诊断，人工神经网络对整个电力系统继电保护工作具有重要意义。
　　（四）模糊理论的应用
　　模糊理论的应用可以实现传统数学方式难以做到的计算。近几年来随着时代的不断发展模式理论在电力体统继电保护中的应用也得到突飞猛进，其中模糊理论主要包括系统规划、模式控制以及相关的潮流计算，这些理论在电力系统继电保护中发挥巨大作用。例如，模糊理论的应用可以实现对那些电力生产的不确定进行有效确定，或者是对干负荷变化的不确定进行确定，通过使用模糊理论中的模糊值可以表示某些不确定的关系，进而构建一个有效的电力模糊系统。此外，模糊理论相比传统无工电压算法获得的效果更显著，传统的无工电压算法主要是以单目标来优化问题，此方式并不能做到充分考虑限制控制量调节的目的，所以为了实现校正违界电压应利用模糊理论对电能质量进行综合评估。
　　（五）遗传算法的应用
　　遗传算法也是人工智能技术中在电力系统继电保护工作中的一种，它主要是基于大自然的选择和遗传机制，通过利用计算机设备上模拟相应的生物进化，以此来寻找最佳的且最有效的搜索算法，遗传算法本身就具有很多的优势和优点。[5]比如，可以在较为复杂和庞大的搜索空间中进行自适应的搜索，通过这种方式可以选择出最佳且最准确的算法，当然遗传算法还具备算法简单且适用性超强的优点，此外，遗传算法在进行求解问题方面几乎没有任何限制，也不会涉及到那些复杂的数学求求解过程，能够获得最全面的且最优的解集，这也正是遗传算法被广泛应用在电力系统继电保护中的原因，当然我们还可以通过构建合理的数学模型来解决故障问题，进而充分发挥遗传算法的作用和价值。
　　（六）计算机化的应用
　　随着我国社会整体经济水平的飞速发展，计算机硬件也得到突飞猛进的发展，相应的危机保护硬件也得到有效提升。计算机化在电力系统继电保护中也被广泛应用，如今已经获得了令人瞩目的成绩和效果，同时电力系统对微机保护的要求也变得越来越高，通常情况下计算机化除了具备超强的保护功能之外，还具备超大容故障信息和数据的存放空间，可以实现对继电保护快速的进行数据处理，与此同时计算机化的应用还可以提高网络资源的通信能力，强大的通信能力能够大幅度提高电力系统继电保护工作的效率。此外，计算机化的应用主要是以共享全系统数据、网络资源能力的以及相关语言编程，进而不断提高电力系统继电保护工作的效率和质量，充分发挥人工智能技术的价值。 　　（七）模糊识别的应用
　　模糊识别的应用也是电力系统继电保护中工作中的重要环节，主要是对那些高祖抗检测和距离保护等方面的管理，它的具体应用模式识别技术和微处理新型模式的继电保护装置，可以通过模糊识别来改变电力系统中的配电线接地保护装置，其原理主要是通过对其内部的微处理机制，对电压和电流信号的模式进行识别和保护，进一步度电力系统继电保护中的电流和电压进行数据比较，以此来精准的鉴别继电保护高阻抗的工作状态。
　　（八）小波分析的应用
　　随着国民经济的飞速发展电力系统也得到不断提升，人工智能技术也被广泛应用在继电保护中，如今已经获得了令人瞩目的效果和成绩，在电力系统中起着至关重要的作用。所以为了促进我国电力行业健康快速发展我们还应充分利用人工智能技术来优化继电保护工作，其中小波分析的应用在电力系统中有着很多的促进作用，它主要包括对电流电压等相关故障的分析和诊断，我们还可以将小波分析与现代化其他技術相互结合使用，通过小波分析的方式可以有效提取电流间断角的特征，随后在结合模糊理论对电力系统中的故障进行分析。此外，我们还可以利用小波变化分别提取电力系统中变压器正常运营的电流信号，以及变压器非正常运营过程中产生的电流信号，进而为后续电力系统继电保护工作提供数据基础。
　　三、结语
　　综上所述，随着人们生活质量的不断提升用电需要也逐渐增大，同时对电力企业供电的质量要求也变得越来越高，传统的继电保护已经不能满足当下人们的用电需求。而要想满足人们实际需求应将人工智能技术应用在电力系统继电保护中，该技术的应用可以推动我国电力系统朝着智能化方向快速发展，进而充分发挥人工智能技术的作用。
　　参考文献：
　　[1]吴兴龙，陈乐，张芸.人工智能在继电保护中的应用[J].山东工业技术，2018（19）：131.
　　[2]胡斌.人工智能技术在电力系统继电保护中的应用[J].电子技术与软件工程，2017（20）：257.
　　[3]刘育彤.DB制药公司财务风险预警及防范研究[D].沈阳工业大学，2017.
　　[4]常红艳.电力系统自动化中智能技术的应用[J].电子测试，2016（18）：123-124.
　　[5]梁栋.继电保护中的人工智能技术分析[J].电子技术与软件工程，2016（09）：254.
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