人工智能在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用

劉承峰

摘要：現(xiàn)階段，隨著電力企業(yè)的快速發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)作為電氣安全穩(wěn)定運(yùn)用的重要手段也得到發(fā)展。然而就當(dāng)前電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的應(yīng)用狀況來(lái)看依然存在著問(wèn)題，所以筆者本文就人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)行以下探究，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人士提供借鑒和參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：人工智能;電力系統(tǒng);繼電保護(hù);應(yīng)用

引言

隨著計(jì)算機(jī)水平的不斷提升和電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域中廣泛的應(yīng)用計(jì)算機(jī)，逐漸研究出新的控制原理和方法，同時(shí)在繼電保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用力度不斷加強(qiáng)，如專(zhuān)家系統(tǒng)等的應(yīng)用，其對(duì)繼電保護(hù)的發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用。所以具體研究電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中人工智能技術(shù)的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)將繼電保護(hù)的具體應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的闡述：（1）伴隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置也發(fā)生了極大的變化，變得更加多元化，并且對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行合理的選擇可以影響繼電保護(hù)工作的順利進(jìn)行，因此，在實(shí)際的選擇中，工作人員要選用功能齊全、可靠性的裝置，進(jìn)而使相應(yīng)的工作得以高效的運(yùn)行。（2）在電力系統(tǒng)不斷發(fā)展的過(guò)程中，對(duì)繼電保護(hù)功能也提出了新的要求，要確保功能可以有效符合相關(guān)的需求，主要功能有：對(duì)線路、電容器進(jìn)行全面的保護(hù)，基于這些功能給繼電保護(hù)帶來(lái)積極的作用。與此同時(shí)，要想使繼電保護(hù)技術(shù)能夠得到極大的提升，就要把它與現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的整合。一般而言，把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行融合，從而確保繼電保護(hù)工作效率得到提升，同時(shí)使其整體的運(yùn)行水平更加高效。在具體的應(yīng)用中，第一是全面收集綜合信息，進(jìn)而對(duì)信息進(jìn)行有效的分析，對(duì)于控制系統(tǒng)而言，其可以對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行加以把控，此外，通過(guò)裝置的不同原理進(jìn)而實(shí)施有效的搭配，這樣一來(lái)，就能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，同時(shí)確保相應(yīng)裝置的最優(yōu)化。第二是通過(guò)使用自適應(yīng)技術(shù)，在實(shí)際的應(yīng)用中，可以體現(xiàn)出對(duì)綜合信息實(shí)施管控，進(jìn)而能夠及時(shí)阻止故障產(chǎn)生的消極影響，與此同時(shí)，還能夠?qū)⒄５脑c故障元件進(jìn)行隔離，進(jìn)而避免影響正常元件的穩(wěn)定運(yùn)行，在很大程度上減少了對(duì)電力系統(tǒng)的影響，進(jìn)一步使繼電保護(hù)作用得以有效的發(fā)揮出來(lái)。

2人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用

2.1專(zhuān)家系統(tǒng)的應(yīng)用

專(zhuān)家系統(tǒng)一般會(huì)運(yùn)用在對(duì)時(shí)間要求不高

的繼電保護(hù)工作中。如：故障診斷、故障勘測(cè)等工作，不過(guò)其還可以使用在定值智能化的整合計(jì)算系統(tǒng)中，與此同時(shí)，還能夠在相關(guān)零序電流的保護(hù)整定計(jì)算中得以充分的使用。無(wú)論其運(yùn)用在哪種系統(tǒng)中，都可以在一定程度上提高其工作效率，進(jìn)而減少不必要的成本浪費(fèi)，在減輕工作量的同時(shí)還能給相關(guān)企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。再者，對(duì)于專(zhuān)家系統(tǒng)而言，其具體的應(yīng)用原理是：把繼電保護(hù)裝置中的一些動(dòng)作以一種形式展現(xiàn)出來(lái)，亦或者是把工作人員的診斷經(jīng)驗(yàn)用規(guī)則展現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)而把一些故障診斷通過(guò)專(zhuān)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(wèn)題時(shí)進(jìn)行參考，進(jìn)而能夠及時(shí)找出問(wèn)題的原因，并且可以針對(duì)問(wèn)題采取有效的措施盡快解決，這樣就可以確保整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2暫態(tài)保護(hù)的應(yīng)用

隨著進(jìn)一步深入研究繼電保護(hù)領(lǐng)域中人工智能技術(shù)的應(yīng)用，出現(xiàn)了各種判斷故障類(lèi)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(zhǔn)確性進(jìn)一步提高，同時(shí)可以解決單一工頻信號(hào)的傳統(tǒng)算法難以識(shí)別的問(wèn)題。但是到目前為止，傳統(tǒng)保護(hù)新的原理并沒(méi)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(huì)在一定程度上限制這些方法的應(yīng)用，其結(jié)果只是利用復(fù)雜的計(jì)算和大量的工作提高識(shí)別故障的準(zhǔn)確性和可靠度。暫態(tài)保護(hù)主要是利用產(chǎn)生的高頻信號(hào)使保護(hù)輸電線和電力設(shè)備等目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，故障的種類(lèi)、位置和持續(xù)時(shí)間等都是故障暫態(tài)產(chǎn)生信號(hào)中包括的信息內(nèi)容，而且在信號(hào)的整個(gè)頻域，即從直流一直到高頻都會(huì)存在這些信息。在傳統(tǒng)的保護(hù)方式中，利用過(guò)濾的方式忽略故障產(chǎn)生的高頻率，這樣在濾掉高頻信號(hào)濾波器的設(shè)計(jì)中需要投入大量的研究精力。而暫態(tài)保護(hù)主要是將需要的高頻信號(hào)利用特殊設(shè)計(jì)的高頻檢測(cè)裝置和算法從故障暫態(tài)中提取出來(lái)，之后將故障利用專(zhuān)門(mén)的快速處理信號(hào)的算法判斷出來(lái)。微處理技術(shù)的發(fā)展是暫態(tài)保護(hù)目標(biāo)得以實(shí)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(lèi)型、故障距離等方面。比如，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)高壓輸電線的方向進(jìn)行保護(hù)，通過(guò)利用BP模型來(lái)當(dāng)做輸電線保護(hù)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(hù)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(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的故障進(jìn)行分析和辨別，使工作人員能夠在電流正確方向的故障進(jìn)行保護(hù)，而相反方向的電流故障則應(yīng)當(dāng)及時(shí)的采取閉鎖，因?yàn)橹挥羞@樣才能實(shí)現(xiàn)提高電流靈敏度的目標(biāo)，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(zhuān)家系統(tǒng)相互融合來(lái)使用，對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的故障進(jìn)行全方位的診斷，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)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(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)學(xué)方式難以做到的計(jì)算。近幾年來(lái)隨著時(shí)代的不斷發(fā)展模式理論在電力體統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用也得到突飛猛進(jìn)，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(jì)算，這些理論在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中發(fā)揮巨大作用。例如，模糊理論的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)那些電力生產(chǎn)的不確定進(jìn)行有效確定，或者是對(duì)干負(fù)荷變化的不確定進(jìn)行確定，通過(guò)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(jìn)而構(gòu)建一個(gè)有效的電力模糊系統(tǒng)。此外，模糊理論相比傳統(tǒng)無(wú)工電壓算法獲得的效果更顯著，傳統(tǒng)的無(wú)工電壓算法主要是以單目標(biāo)來(lái)優(yōu)化問(wèn)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(shí)現(xiàn)校正違界電壓應(yīng)利用模糊理論對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)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)繼電保護(hù)工作中的一種，它主要是基于大自然的選擇和遺傳機(jī)制，通過(guò)利用計(jì)算機(jī)設(shè)備上模擬相應(yīng)的生物進(jìn)化，以此來(lái)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(shì)和優(yōu)點(diǎn)。比如，可以在較為復(fù)雜和龐大的搜索空間中進(jìn)行自適應(yīng)的搜索，通過(guò)這種方式可以選擇出最佳且最準(zhǔn)確的算法，當(dāng)然遺傳算法還具備算法簡(jiǎn)單且適用性超強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，此外，遺傳算法在進(jìn)行求解問(wèn)題方面幾乎沒(méi)有任何限制，也不會(huì)涉及到那些復(fù)雜的數(shù)學(xué)求求解過(guò)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)繼電保護(hù)中的原因，當(dāng)然我還可以通過(guò)構(gòu)建合理的數(shù)學(xué)模型來(lái)解決故障問(wèn)題，進(jìn)而充分發(fā)揮遺傳算法的作用和價(jià)值。

結(jié)語(yǔ)

由此可見(jiàn)，越來(lái)越多的新的方法隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)，這也進(jìn)一步擴(kuò)大電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中人工智能技術(shù)的應(yīng)用范圍，為繼電保護(hù)的發(fā)展提供了有利的保障。通過(guò)結(jié)合不同的人工智能技術(shù)，可以將保護(hù)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(hù)動(dòng)作的可靠性進(jìn)一步提高，這也是為了智能保護(hù)發(fā)展的重要研究方向。

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