淺析自適應(yīng)繼電保護(hù)及其前景展望

劉卓睿，楊葉林

（1.南昌大學(xué)，江西 南昌 330031；2.國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司贛州分公司，江西 贛州 341000）

0 引言

通過(guò)模糊邏輯技術(shù)的完全整合，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和基于控制技術(shù)的自動(dòng)化推動(dòng)了自適應(yīng)技術(shù)的不斷發(fā)展，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整合，借助模糊邏輯實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制等[1]。針對(duì)電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種故障，在應(yīng)用此技術(shù)的過(guò)程中，快速識(shí)別故障的類(lèi)型后，就具有針對(duì)性地對(duì)其進(jìn)行策略的采取，確保了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[2]。

1 自適應(yīng)的繼電保護(hù)主要功能

1）自適應(yīng)繼電保護(hù)可應(yīng)用于遠(yuǎn)程信息

信息的交換過(guò)程一般在特定的通信方式中進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了相互之間的傳遞，如在控制中心以及變電站中，實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)中對(duì)于信息的收集。為了實(shí)現(xiàn)在繼電保護(hù)中實(shí)現(xiàn)信息的準(zhǔn)確性，就要確保信息的及時(shí)性以及可靠性，使其順利地開(kāi)展接下來(lái)的工作。

2）開(kāi)關(guān)量信息實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)信息功能完成

當(dāng)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行保護(hù)，對(duì)信息進(jìn)行收集的過(guò)程中，一定要注意時(shí)效性。保護(hù)依據(jù)的就是斷路器的信息、開(kāi)關(guān)分合的信息等，這都是非常必要而且重要的工作。

3）最為基礎(chǔ)的就是被保護(hù)元件中的實(shí)時(shí)信息

在對(duì)于故障進(jìn)行判斷的過(guò)程中，利用傳統(tǒng)的繼電保護(hù)，一般最為重要的就是故障信息的掌握，從而才能利用信息進(jìn)行判別，出現(xiàn)的問(wèn)題就是不具有時(shí)效性。利用自適應(yīng)技術(shù)可以克服這些缺陷，當(dāng)技術(shù)人員在發(fā)現(xiàn)故障的過(guò)程中，因?yàn)橐呀?jīng)對(duì)其組件內(nèi)的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行保護(hù)，方便故障后的查詢和診斷，可以縮短維護(hù)時(shí)間，有利于預(yù)防和處理故障。

2 處理自適應(yīng)的功能信息方式

在處理故障的過(guò)程中，一般會(huì)通過(guò)兩種方式應(yīng)對(duì)自適應(yīng)功能信息保護(hù)，其中有利用各種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)以及在模糊的邏輯應(yīng)用下實(shí)現(xiàn)。后者的原理就是因?yàn)槟：碚摮霈F(xiàn)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中通過(guò)自適應(yīng)的發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)功能。而前者在故障的判斷上因?yàn)橛腥蒎e(cuò)性的特點(diǎn)，就可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行管理與控制，實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)的順利開(kāi)展。自適應(yīng)的各項(xiàng)功能的發(fā)揮，可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理以及信息的儲(chǔ)存等，也就是實(shí)現(xiàn)其他功能的發(fā)揮。應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自適應(yīng)功能后，信息更方便查看適應(yīng)和接受。最突出的優(yōu)勢(shì)就是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中不會(huì)跟隨電力系統(tǒng)的變化，不受外界的影響，不會(huì)對(duì)其數(shù)據(jù)信息造成影響，保障了故障處理的效率。

3 自適應(yīng)技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的實(shí)際運(yùn)用

3.1 過(guò)電流自適應(yīng)的保護(hù)

因?yàn)橐陔娏ο到y(tǒng)中對(duì)線路故障進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)以及控制，所以就要設(shè)置當(dāng)前值，若是實(shí)際電流超出范圍，就會(huì)自動(dòng)地啟動(dòng)保護(hù)裝置。在運(yùn)行的過(guò)程中，通過(guò)自適應(yīng)的保護(hù)，就會(huì)實(shí)現(xiàn)兩種目的：過(guò)載以及短路保護(hù)。其中，在保護(hù)的過(guò)程中針對(duì)過(guò)載元件，就可以利用自適應(yīng)技術(shù)進(jìn)行保護(hù)。瞬時(shí)電流出現(xiàn)過(guò)大一般發(fā)生的原因就是電力系統(tǒng)中短路現(xiàn)象出現(xiàn)的緣故。所以就要進(jìn)行保護(hù)，可以通過(guò)自適應(yīng)保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在應(yīng)用過(guò)程中，主要解決的問(wèn)題就是絕緣等級(jí)弱化引起的的瞬時(shí)電流問(wèn)題，異常過(guò)載的短路也可以進(jìn)行保護(hù)。實(shí)際電力系統(tǒng)的電源線一旦發(fā)生故障，就可以利用繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)。根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)于異常的故障以及元件可以進(jìn)行切斷，沒(méi)有影響的元件在整段的輸電線路中要進(jìn)行隔離，一般情況都是正常的，沒(méi)有開(kāi)啟保護(hù)。

3.2 電流速斷保護(hù)

在自適應(yīng)繼電保護(hù)方法中，其中一個(gè)附加保護(hù)方法就是電流速斷保護(hù)。在應(yīng)用過(guò)程中，一定要有針對(duì)性的進(jìn)行保護(hù)，而且不帶時(shí)限動(dòng)作，就會(huì)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)繼電保護(hù)過(guò)程穩(wěn)定。電流的速斷定值就會(huì)被確定，下一條的電路出口處就會(huì)有電流流過(guò)，而且是當(dāng)三相短路時(shí)，其中電流保護(hù)公式為：

在實(shí)際的短路系統(tǒng)中，在線路上的短路電流對(duì)于位置進(jìn)行確定主要取決于工作模式、電流大小、短路類(lèi)型以及短路點(diǎn)等。短路的電流用下式表示：

實(shí)際在自適應(yīng)的電流速斷保護(hù)中，跟傳統(tǒng)快速故障診斷方法相比較，最為主要的優(yōu)勢(shì)就是實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新。因?yàn)樵谶\(yùn)行過(guò)程中，短路類(lèi)型的差異，不穩(wěn)定的就是快速釋放保護(hù)的設(shè)定值，其中電流整定值

公式：

3.3 使用變電站綜合信息的自適應(yīng)

當(dāng)電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，因?yàn)閷?shí)際運(yùn)行中會(huì)有很多的變化，比如電力系統(tǒng)就具有非常繁瑣以及復(fù)雜的特點(diǎn)，在繼電保護(hù)過(guò)程中，只有基于綜合考慮系統(tǒng)的各個(gè)方面，才能應(yīng)對(duì)變化。在電力系統(tǒng)中，科學(xué)技術(shù)經(jīng)過(guò)了數(shù)字技術(shù)，從而進(jìn)入到了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。從信息技術(shù)到人工智能的技術(shù)的發(fā)展，在對(duì)其進(jìn)行管理過(guò)程中，就實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)保護(hù)。對(duì)其綜合信息網(wǎng)的控制以及監(jiān)測(cè)中，首先就要對(duì)系統(tǒng)中的每一個(gè)信息進(jìn)行收集，比如每個(gè)開(kāi)關(guān)裝置的記錄，電器元件，實(shí)際的電流和電壓值變化，各部件的工作原理以及影響的信息。接下來(lái)就是應(yīng)用的過(guò)程，根據(jù)收集的信息，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行了解，而且因?yàn)榱私馄涓鞑考墓ぷ髟碇螅涂梢岳酶髯缘膬?yōu)勢(shì)進(jìn)行自由地實(shí)現(xiàn)調(diào)配以及對(duì)其繼電器進(jìn)行優(yōu)化。因?yàn)樵诶^電保護(hù)系統(tǒng)中使用了自適應(yīng)技術(shù)，了解了各項(xiàng)信息之后，因?yàn)楹芏嗟脑霈F(xiàn)問(wèn)題，就可以將其挑選出來(lái)，在整個(gè)電氣系統(tǒng)中分離出來(lái)沒(méi)有損壞的電氣元件，將其誤差盡量地減小到最小，這樣在整個(gè)系統(tǒng)中將其故障降到最低影響，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)繼電保護(hù)的目的。

3.4 縱聯(lián)的自適應(yīng)保護(hù)

在保護(hù)高壓輸電線路的方法中，對(duì)于繼電器保護(hù)，比較常見(jiàn)的技術(shù)是縱聯(lián)的保護(hù)。因?yàn)榇朔绞降膬?yōu)勢(shì)就是在保護(hù)的過(guò)程中速度非?？?。高壓輸電線中一般會(huì)安裝兩個(gè)縱向保護(hù)，其中一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其線路中的故障及時(shí)地發(fā)現(xiàn)，并對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，具有實(shí)時(shí)性；另一個(gè)就是針對(duì)發(fā)現(xiàn)的故障進(jìn)行針對(duì)性的處理。在縱聯(lián)的保護(hù)方法中一般比較常見(jiàn)的就是利用電流相位進(jìn)行縱聯(lián)保護(hù)，以及比較縱聯(lián)保護(hù)，所以在應(yīng)用時(shí)一定要根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)的分析，利用兩者的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)其自適應(yīng)的繼電保護(hù)。

4 自適應(yīng)繼電保護(hù)發(fā)展前景

4.1 在線進(jìn)行整定計(jì)算

因?yàn)閷?duì)電力系統(tǒng)有嚴(yán)格的要求，從而利用在線的整定計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)裝置進(jìn)行保護(hù)，和傳統(tǒng)的在線整定計(jì)算方法相比，此方法更為簡(jiǎn)單。為了實(shí)現(xiàn)在工作的過(guò)程中裝置可以更為協(xié)調(diào)，就要在整定值上進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)裝置性能的優(yōu)化。今后在研究的過(guò)程中，應(yīng)用自適應(yīng)繼電保護(hù)技術(shù)，就可以使在線設(shè)置上計(jì)算更為快速，實(shí)現(xiàn)在線整定。人們?cè)诰€進(jìn)行整定，隨著社會(huì)的發(fā)展，也會(huì)實(shí)現(xiàn)預(yù)見(jiàn)功能的優(yōu)化。

4.2 使用方法更為便捷化

隨著我國(guó)綜合國(guó)力的增強(qiáng)，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，微型計(jì)算機(jī)的使用就出現(xiàn)了。所謂的微機(jī)，和傳統(tǒng)的保護(hù)方式相比較，實(shí)現(xiàn)了模擬，在科學(xué)技術(shù)的引導(dǎo)下，可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行應(yīng)用，可以對(duì)其問(wèn)題進(jìn)行維護(hù)，實(shí)現(xiàn)有目的的調(diào)試。目前計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，在自適應(yīng)繼電保護(hù)發(fā)展的過(guò)程中，應(yīng)該結(jié)合計(jì)算機(jī)的智能化，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)設(shè)備上的各種功能的程序。

4.3 對(duì)電力系統(tǒng)的綜合信息進(jìn)行及時(shí)把握，提高繼電保護(hù)的及時(shí)性

我國(guó)相關(guān)專家對(duì)模糊邏輯的研究，目前還有待加強(qiáng)，為了實(shí)現(xiàn)得到的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，未來(lái)應(yīng)該在結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步研究。在對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的過(guò)程中，對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該根據(jù)模糊邏輯，定量地做好分析，提高電力系統(tǒng)的工作效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著電網(wǎng)數(shù)字化與智能化的日益發(fā)展，電網(wǎng)對(duì)于繼電保護(hù)這一傳統(tǒng)專業(yè)也提出了越來(lái)越高的要求，而自適應(yīng)技術(shù)在提升繼電保護(hù)可靠性與智能性方面有著巨大的應(yīng)用前景，相信隨著計(jì)算機(jī)水平與相關(guān)算法的不斷提升，自適應(yīng)技術(shù)將會(huì)越來(lái)越緊密的與繼電保護(hù)相結(jié)合，從而更加廣泛的應(yīng)用到電網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)運(yùn)行方面。

參考文獻(xiàn)：

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