電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中自適應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用探析

摘要：自適應(yīng)技術(shù)是自動(dòng)化的控制技術(shù)、集神經(jīng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊的邏輯技術(shù)整合，也是人工智能的技術(shù)體現(xiàn)，自適應(yīng)的技術(shù)在應(yīng)用過程中需要辨別實(shí)際故障信息的類型，從根源上尋找自適應(yīng)的保護(hù)對(duì)策，確保電力系統(tǒng)可以正常運(yùn)行。文章分析了自適應(yīng)技術(shù)的概念，探討了繼電保護(hù)中自適應(yīng)技術(shù)的原則，然后對(duì)自適應(yīng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；自適應(yīng)技術(shù)；自動(dòng)化控制技術(shù)；模糊邏輯技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM77 文章編號(hào)：1009-2374（2016）25-0058-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.25.027

自適應(yīng)技術(shù)屬于電力系統(tǒng)的保護(hù)技術(shù)，也叫作自適應(yīng)的繼電保護(hù)技術(shù)，主要是在裝置保護(hù)基礎(chǔ)上，自動(dòng)適應(yīng)電力系統(tǒng)變化，進(jìn)而在某種程度上排除電力系統(tǒng)中各種信息的故障。但就目前而言，在我國電力行業(yè)飛速發(fā)展的背景下，電力系統(tǒng)的內(nèi)部經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題。因此，如何科學(xué)合理地將各種信息故障排除，逐漸成為電力企業(yè)比較關(guān)注的一個(gè)問題。在當(dāng)下自適應(yīng)的技術(shù)是故障排除的一種有效方式，很多企業(yè)都開始應(yīng)用這種技術(shù)，并且應(yīng)用效果相對(duì)較好。

1 自適應(yīng)的技術(shù)

自適應(yīng)的技術(shù)屬于一種可以影響未來電力行業(yè)發(fā)展的技術(shù)，這種技術(shù)既可以優(yōu)化電力產(chǎn)品舒適性、經(jīng)濟(jì)性以及安全性，又能夠防止用戶受到噪音影響。在電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)中應(yīng)用自適應(yīng)的技術(shù)，容易形成自適應(yīng)的繼電保護(hù)模式，這種繼電保護(hù)的目的是對(duì)相關(guān)裝置進(jìn)行保護(hù)，確保裝置能夠與電力系統(tǒng)之中各種變化相適應(yīng)，不僅能夠?qū)ο嚓P(guān)保護(hù)裝置性能進(jìn)行改善，而且能夠在電力系統(tǒng)自適應(yīng)過程中查找信息的故障，同時(shí)針對(duì)故障情況實(shí)施處理，從而達(dá)到保護(hù)電力系統(tǒng)的作用。而自適應(yīng)的繼電保護(hù)核心技術(shù)保證就是故障信息查找，必須在科學(xué)合理地處理了信息故障以后，才可以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)作用，主要處理方式是在人工智能的技術(shù)、數(shù)字信號(hào)與數(shù)學(xué)的分析工具基礎(chǔ)上進(jìn)行處理。

2 自適應(yīng)的繼電保護(hù)主要原理

2.1 應(yīng)用遠(yuǎn)程信息進(jìn)行自適應(yīng)的繼電保護(hù)工作

也就是應(yīng)用相關(guān)通信的方式，從遠(yuǎn)方調(diào)度中心與變電站獲取對(duì)自適應(yīng)的繼電保護(hù)有利的相關(guān)信息，需要注意的是要準(zhǔn)確辨認(rèn)信息的可靠性以及時(shí)效性，保證繼電保護(hù)工作能夠順利進(jìn)行。

2.2 應(yīng)用開關(guān)量的信息完成自適應(yīng)的功能

通常情況下，計(jì)算機(jī)的保護(hù)要想達(dá)到自適應(yīng)的要求，需要對(duì)相關(guān)變化信息進(jìn)行獲取，而這些信息包含斷路器以及開關(guān)分合的信息，只有獲得相關(guān)信息，才能夠保證繼電保護(hù)工作順利展開。

2.3 應(yīng)用被保護(hù)元件中的實(shí)時(shí)信息，完成自適應(yīng)的繼電保護(hù)工作

過去繼電保護(hù)的措施主要是在實(shí)時(shí)的故障信息基礎(chǔ)上應(yīng)用，以便判別各種故障，該方式無法及時(shí)解決各種信息故障的問題。但是應(yīng)用自適應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行繼電保護(hù)，可以準(zhǔn)確分析與合理利用保護(hù)元件中的實(shí)時(shí)信息，以便在發(fā)生故障之前做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，盡可能將故障處理時(shí)間縮短。

2.4 應(yīng)用變電站的綜合信息發(fā)揮自適應(yīng)的功能

近年來，電力系統(tǒng)可以應(yīng)用變電站來控制電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，因?yàn)樽冸娬局泻w了電氣元件電流電壓以及開關(guān)量等信息，只有充分掌握好各種信息，才可以與整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)相適應(yīng)。而且適應(yīng)變電站信息，可以最大限度地發(fā)揮各種原理的繼電保護(hù)優(yōu)勢，從而給電力系統(tǒng)創(chuàng)造繼電保護(hù)的條件。

3 變電站自適應(yīng)的繼電保護(hù)工作情況分析

3.1 檢查變電站繼電保護(hù)的常規(guī)運(yùn)行

電力設(shè)備在運(yùn)行過程中，相關(guān)線路檢修人員檢查運(yùn)行設(shè)備的主要目的是，確保設(shè)備未出現(xiàn)電暈或是放電的狀況。在進(jìn)行巡查時(shí)，一旦電網(wǎng)運(yùn)行方式發(fā)生改變，電力企業(yè)就應(yīng)在電力設(shè)備運(yùn)行前、后加強(qiáng)嚴(yán)格巡視，特別在保電任務(wù)中進(jìn)行設(shè)備的巡視。在巡視過程中，加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備信號(hào)的運(yùn)行監(jiān)測，巡視的時(shí)間可以按照變電站繼電保護(hù)的層級(jí)來制定，對(duì)于一些等級(jí)偏低的變電站可以適當(dāng)?shù)匮娱L運(yùn)行巡視的時(shí)間。

3.2 變電站繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行

當(dāng)變電站內(nèi)部的電子式互感器以及智能組件在運(yùn)行的時(shí)候，與以往的普通智能變電站的運(yùn)行存在很大差異，電子式互感器的絕緣性較好，且安全性能和抗干擾力較強(qiáng)，這就使得在選擇測控一體化的裝置時(shí)，經(jīng)科學(xué)、合理地應(yīng)用電力通信的管理功能，使用集中打印的方式，在變電站調(diào)試中，能夠合理、快速地裝設(shè)打印機(jī)的接口。而在檢查變電站運(yùn)行的過程中，需要確保運(yùn)行設(shè)備的安全、穩(wěn)定安裝，避免結(jié)實(shí)、可靠的電力設(shè)備的架構(gòu)當(dāng)中出現(xiàn)銹蝕、滲漏的現(xiàn)象，確保各部位的接地性較好；在檢查光纖終端盒的過程中，要確保光纖各回路已完全安全、可靠地連接，以免發(fā)生脫落的現(xiàn)象；在檢測變電站的智能組件過程中，應(yīng)積極做好對(duì)組件的柜體、智能電子設(shè)備的運(yùn)行狀況檢查。

4 處理自適應(yīng)的功能信息方式

自適應(yīng)的功能信息主要包含兩種處理方式：應(yīng)用模糊的邏輯發(fā)揮自適應(yīng)的功能；應(yīng)用各種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮自適應(yīng)的功能。其中應(yīng)用模糊的邏輯發(fā)揮自適應(yīng)的功能，通常在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中引入模糊集的理論，對(duì)繼電保護(hù)方向進(jìn)行拓展。而人工性質(zhì)神經(jīng)網(wǎng)有一定容錯(cuò)性，可以有效管理與控制各種信息故障，其所具有的實(shí)時(shí)性功能，可以保證自適應(yīng)的繼電保護(hù)工作順利進(jìn)行，而且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)其他的功能也可以促進(jìn)自適應(yīng)的功能實(shí)現(xiàn)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)既可以對(duì)信息進(jìn)行儲(chǔ)存，又可以有效處理內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的相關(guān)信息，在完成信息處理以后，信息比較容易被適應(yīng)與接受。所以無論電力系統(tǒng)出現(xiàn)怎樣變化，也不會(huì)影響到神經(jīng)系統(tǒng)處理信息。很多信息在自適應(yīng)處理以后，在具有正常狀態(tài)以及反應(yīng)故障能力同時(shí)，能夠有效地規(guī)避外界的干擾。

5 在電力系統(tǒng)中對(duì)于自適應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用

5.1 電流速斷的自適應(yīng)保護(hù)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)要求電力系統(tǒng)具有一定的速動(dòng)性以及選擇性。選擇性是在發(fā)生故障時(shí)，自適應(yīng)的繼電保護(hù)應(yīng)選擇性分析與處理故障信息，然后在保證信息穩(wěn)定性以及可靠性的基礎(chǔ)上，切除相關(guān)的故障元件，盡可能降低電力系統(tǒng)因?yàn)楣收隙艿降挠绊?。此外，系統(tǒng)中一次與二次設(shè)備完全離線以后，相關(guān)電力系統(tǒng)的輸電線路就會(huì)處在最大的運(yùn)行狀態(tài)下，此時(shí)一旦發(fā)生線路故障，就容易致使線路中電流出現(xiàn)變化，而電流速斷的自適應(yīng)保護(hù)可以按照電流變化的程度進(jìn)行設(shè)定，若電流變化超過設(shè)定范圍，會(huì)自動(dòng)地進(jìn)行速斷的保護(hù)。但由于該方式對(duì)于電流設(shè)定難度比較大，因此還需要相關(guān)人員不斷深入研究，不斷完善速斷保護(hù)方式。

5.2 過電流自適應(yīng)的保護(hù)

一旦電力系統(tǒng)之中電流大于預(yù)定的最大值，相關(guān)保護(hù)裝置就會(huì)自動(dòng)地保護(hù)電流，避免發(fā)生線路故障，而過電流的自適應(yīng)保護(hù)主要保護(hù)過載保護(hù)與短路保護(hù)兩種。如果電力系統(tǒng)每個(gè)部分發(fā)生短路，容易產(chǎn)生巨大瞬時(shí)電流，短路保護(hù)是針對(duì)瞬時(shí)大電流實(shí)施瞬時(shí)保護(hù)的方式，過載保護(hù)則是保護(hù)過載的元件。通常情況下，短路保護(hù)既可以對(duì)短路故障進(jìn)行處理，又可以對(duì)絕緣等級(jí)弱化引起的瞬時(shí)電流故障、非正常的負(fù)載增加進(jìn)行處理。過電流的自適應(yīng)保護(hù)在正常運(yùn)行中不會(huì)啟動(dòng)，只有電力系統(tǒng)輸電線路發(fā)生故障，相關(guān)繼電保護(hù)的裝置才能夠按照電流大小實(shí)施電流的保護(hù)，將故障區(qū)域的線路進(jìn)行隔離或者是切除。

5.3 縱聯(lián)的自適應(yīng)保護(hù)

縱聯(lián)的保護(hù)屬于高壓的輸電線常用繼電保護(hù)手段，其可以在短時(shí)間里保護(hù)高壓的輸電線。通常情況下，高壓的輸電線上均設(shè)置了兩套獨(dú)立縱聯(lián)保護(hù)的裝置，其中一套裝置能夠?qū)旊娋€上各類型故障做出瞬時(shí)的動(dòng)作，主要保護(hù)故障線路的隔離等，而另外一套裝置能夠處理故障。而縱聯(lián)保護(hù)能夠分成電流相位的比較縱聯(lián)保護(hù)與比較縱聯(lián)方式的保護(hù)，這兩種保護(hù)方式各有優(yōu)勢與特點(diǎn)，通過應(yīng)用縱聯(lián)自適應(yīng)的保護(hù)能夠結(jié)合兩種保護(hù)方式，使得兩種保護(hù)方式可取長補(bǔ)短，充分發(fā)揮保護(hù)的效果。

6 在電力系統(tǒng)中應(yīng)用自適應(yīng)技術(shù)的未來發(fā)展方向

近年來，自適應(yīng)的技術(shù)普遍應(yīng)用在電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)中，并且可以有效地完成各種保護(hù)工作，在某種程度上提高了電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)總體的水平與質(zhì)量。換句話說，在應(yīng)用自適應(yīng)的技術(shù)以后，在一定意義上已經(jīng)完成自身革新，尤其在電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)與各類電力參數(shù)考慮、認(rèn)識(shí)方面有顯著改善，這種改善事實(shí)上又在某種層面上促進(jìn)自適應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用，特別是在繼電保護(hù)之中應(yīng)用的范圍有所拓展。此外，就目前自適應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用情況來看，基本是在兩個(gè)方面進(jìn)行相關(guān)活動(dòng)，也就是應(yīng)用合適故障信息實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中各種元件的自適應(yīng)保護(hù)目標(biāo)；應(yīng)用科學(xué)信息的處理方式提高保護(hù)動(dòng)作的性能。但由于上述兩方面的應(yīng)用還不夠靈活，并且耗費(fèi)了大量物力與人力。雖然在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日益發(fā)展的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信技術(shù)對(duì)于各種活動(dòng)開展比較方便，但是這些技術(shù)如何應(yīng)用在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中，仍需要深入研究。當(dāng)然在電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)中完全能夠使用通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，建立通信的網(wǎng)絡(luò)，以便遠(yuǎn)程應(yīng)用與獲取故障信息，同時(shí)還要充分采取人工智能的技術(shù)，這樣不僅可以提高相關(guān)保護(hù)裝置的自適應(yīng)能力，而且能夠大幅度提高動(dòng)作的性能。

7 結(jié)語

總而言之，智能變電站的繼電保護(hù)作為智能電網(wǎng)不斷發(fā)展的關(guān)鍵，主要通過數(shù)字化、智能化的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)、外的互動(dòng)操作及信息共享。隨著智能化的變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行方式及構(gòu)成的形態(tài)漸漸改變，其相關(guān)維護(hù)技術(shù)和平常的運(yùn)行狀況及故障等有很大差異，在智能變電站的日常運(yùn)行過程中，電力企業(yè)需增強(qiáng)對(duì)變電站繼電保護(hù)設(shè)備的維護(hù)，及時(shí)找出設(shè)備運(yùn)行中的故障，對(duì)其實(shí)行高效、科學(xué)的檢修維護(hù)，以確保智能變電站運(yùn)行的安全性、可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊曉東，黃東平，陳世勇.基于全圖形建模方式的電

力仿真系統(tǒng)繼電保護(hù)庫的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保

護(hù)與控制，2013，14（15）.

[2] 王春藝，曾耿暉，石東源.基于SVG的可視化技術(shù)在

繼電保護(hù)定值在線校核系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保

護(hù)與控制，2015，21（16）.

[3] 紀(jì)偉光，林宇.淺談電力企業(yè)日常技術(shù)工作的要點(diǎn)--

以變壓器運(yùn)行安全與繼電保護(hù)為例[J].無線互聯(lián)科

技，2013，16（12）.

[4] 劉楊.探究基于全圖形建模方式的電力仿真系統(tǒng)繼電

保護(hù)庫的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，

2014，12（19）.

作者簡介：汪和敏（1974-），男，浙江淳安人，國網(wǎng)浙江省電力公司杭州供電公司工程師，研究方向：電網(wǎng)繼電保護(hù)及自動(dòng)化的檢修維護(hù)。

（責(zé)任編輯：蔣建華）