繼電保護(hù)中的人工智能技術(shù)及其應(yīng)用概述

毛文泉

摘 要 電力行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平不斷提高的促進(jìn)下，獲得了更大的發(fā)展空間以及更多的發(fā)展機(jī)遇。繼電保護(hù)作為電力行業(yè)發(fā)展過(guò)程一種重要的電力保護(hù)技術(shù)，也得到了極大的發(fā)展和提高，人工智能技術(shù)逐漸被應(yīng)用至繼電保護(hù)工作當(dāng)中。本文主要對(duì)繼電保護(hù)所涉及的人工智能技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述，然后分析了人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用，期望為今后繼電保護(hù)中人工智能技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用提供科學(xué)的理論依據(jù)和參考。

關(guān)鍵詞 繼電保護(hù);人工智能技術(shù);應(yīng)用

前言

電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行過(guò)程會(huì)受到諸多確定以及不確定因素的影響，進(jìn)而影響到電力系統(tǒng)出現(xiàn)震蕩等非正常的運(yùn)行狀態(tài)。繼電保護(hù)工作是為了提高電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性，繼電保護(hù)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的影響下，逐漸發(fā)展為微機(jī)保護(hù)模式。但是隨著人們對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程穩(wěn)定性的更高要求的提出，人工智能技術(shù)開(kāi)始逐漸被應(yīng)用到繼電保護(hù)工作當(dāng)中，這對(duì)于我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展提供了更加強(qiáng)力的技術(shù)支持。

1繼電保護(hù)中的人工智能技術(shù)

目前電力行業(yè)發(fā)展過(guò)程繼電保護(hù)工作中所涉及的人工智能技術(shù)主要包括：專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊理論、模式識(shí)別以及小波分析[1]。人工智能技術(shù)當(dāng)中的專家系統(tǒng)主要是指，將專家對(duì)特定領(lǐng)域之內(nèi)的知識(shí)以及經(jīng)驗(yàn)信息收集之后，在對(duì)這些信息進(jìn)行相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析，之后建立相關(guān)的智能計(jì)算機(jī)程序，將收集的信息全部導(dǎo)入程序當(dāng)中，當(dāng)計(jì)算機(jī)運(yùn)行過(guò)程遇到相關(guān)問(wèn)題的時(shí)候，可以模擬專家給出相應(yīng)的解決措施。人工智能技術(shù)當(dāng)中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，顧名思義是一種基于人腦組織結(jié)構(gòu)以及人類信息認(rèn)知處理而發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程主要是利用非線性映射，對(duì)于很多十分復(fù)雜的方程式以及非線性問(wèn)題，都可以進(jìn)行有效的信息處理和解答[2]。經(jīng)典的數(shù)字集合一般都是非0即1是一種十分清晰的概念，模糊理論有效的打破了這種較為清晰的概念，將語(yǔ)言變量以及模糊邏輯合理的引入到計(jì)算機(jī)信息技術(shù)當(dāng)中，能夠更好地分辨以及處理不確定事件。人工智能技術(shù)當(dāng)中的模式識(shí)別主要是指，在軟件系統(tǒng)中提前設(shè)立某些課題的所有特征集合形成代識(shí)模式，在計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)行過(guò)程將遇到的問(wèn)題與已有的代識(shí)模式進(jìn)行比對(duì)分析，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)和判斷故障的具體信息。人工智能技術(shù)當(dāng)中的小波分析的運(yùn)用對(duì)象具有較強(qiáng)的針對(duì)性，一般將這一人工智能技術(shù)運(yùn)用到觀察和判斷頻率實(shí)時(shí)變化當(dāng)中。人工智能技術(shù)當(dāng)中的小波分析技術(shù)十分適合于繼電保護(hù)工作，對(duì)于繼電保護(hù)工作中的問(wèn)題可以及時(shí)進(jìn)行發(fā)現(xiàn)分析。

2人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用

2.1 專家系統(tǒng)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用

目前繼電保護(hù)工作中的專家系統(tǒng)的應(yīng)用范圍具有較大的局限性，因?yàn)閷＜蚁到y(tǒng)應(yīng)用過(guò)程會(huì)受到時(shí)間因素的影響而產(chǎn)生較大的結(jié)果差異，所以對(duì)于一些沒(méi)有太高時(shí)間要求的繼電保護(hù)工作才適合應(yīng)用專家系統(tǒng)。繼電保護(hù)中應(yīng)用專家系統(tǒng)一般是用于診斷電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的故障問(wèn)題，可以根據(jù)專家系統(tǒng)及時(shí)確定故障發(fā)生類型以及故障發(fā)生位置。繼電保護(hù)工作中的專家系統(tǒng)對(duì)于整體的繼電保護(hù)工作可以起到很好的協(xié)調(diào)和整定作用，專家系統(tǒng)提供的幫助主要體現(xiàn)在兩方面[3]。繼電保護(hù)工作中運(yùn)用人工智能技術(shù)當(dāng)中專家系統(tǒng)，不僅可以先從整體上對(duì)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行通用準(zhǔn)則上的綜合考慮，還可以在整體考慮不夠完善的情況下，對(duì)于矛盾進(jìn)行合理解決。在產(chǎn)生式規(guī)則系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，專家系統(tǒng)在集合了繼電保護(hù)裝置正常運(yùn)行特點(diǎn)以及運(yùn)行人員診斷信息之后，在專家系統(tǒng)中建立電力設(shè)施運(yùn)行故障診斷信息庫(kù)，在專家系統(tǒng)信息軟件運(yùn)行過(guò)程中可以對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的故障進(jìn)行及時(shí)判斷，并根據(jù)信息庫(kù)當(dāng)中故障信息給予應(yīng)對(duì)處理措施。除了對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行故障進(jìn)行診斷外，專家系統(tǒng)還可以被應(yīng)用到繼電保護(hù)管理系統(tǒng)以及保護(hù)系統(tǒng)當(dāng)中。

2.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用

目前，繼電保護(hù)工作當(dāng)中主要是運(yùn)用人工智能技術(shù)當(dāng)中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的故障進(jìn)行詳細(xì)的診斷。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被應(yīng)用到繼電保護(hù)工作當(dāng)中不僅可以及時(shí)判斷電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程是否存在故障，還能夠十分迅速的對(duì)存在故障的數(shù)量、故障的具體類型以及故障在電力系統(tǒng)當(dāng)中的位置進(jìn)行診斷。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)主設(shè)備保護(hù)方面，也發(fā)揮著極為重要的作用。電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程高壓輸電線方面的保護(hù)工作尤為重要，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)其進(jìn)行很好的方向保護(hù)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的BP模型對(duì)于高壓輸電線的故障方向可以做到快而準(zhǔn)的判斷，并且還可以利用模擬的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)能力和認(rèn)知能力，做出高壓輸電線路中的正方向電流保護(hù)，及時(shí)閉鎖反方向故障電流，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用對(duì)于電流自適應(yīng)能力和靈敏度都有極大的促進(jìn)作用。

2.3 模糊理論繼電保護(hù)中的的應(yīng)用

繼電保護(hù)工作中在對(duì)電力運(yùn)行系統(tǒng)中的主變、線路以及發(fā)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)時(shí)，可以使用人工智能技術(shù)當(dāng)中的模糊理論。電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)電壓故障時(shí)，通常會(huì)包含多種故障原因，通過(guò)提取電壓故障當(dāng)中的頻率變換特征，將這些特征與模糊理論當(dāng)中的模糊集合進(jìn)行有效對(duì)比，可以及時(shí)了解電壓故障相。

2.4 模式識(shí)別繼電保護(hù)中的的應(yīng)用

繼電保護(hù)工作中在進(jìn)行高阻抗檢測(cè)以及距離保護(hù)工作時(shí)可以采用人工智能技術(shù)當(dāng)中的模式識(shí)別技術(shù)。目前所應(yīng)用的新式的繼電保護(hù)裝置就是在微處理機(jī)和模式識(shí)別技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，這種新式的繼電保護(hù)裝置有效的優(yōu)化了配電線接地保護(hù)裝置，可以實(shí)現(xiàn)電流以及電壓的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)，及時(shí)判斷高阻抗是否存在故障狀態(tài)。

2.5 小波分析繼電保護(hù)中的的應(yīng)用

繼電保護(hù)工作中在進(jìn)行電流以及電壓等的故障診斷工作時(shí)，可以利用人工智能技術(shù)當(dāng)中的小波分析，但是這一人工智能技術(shù)通常不會(huì)單獨(dú)使用，一般是與其他幾種人工智能技術(shù)搭配使用。在對(duì)變壓器短路電流進(jìn)行故障診斷時(shí)，可以先利用小波分析技術(shù)判斷故障特征，再搭配使用模糊理論技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的變壓器短路電流故障診斷。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，目前我國(guó)電力行業(yè)中的繼電保護(hù)工作中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用程度還處于較為初級(jí)的階段，但是也取得了較為明顯的應(yīng)用效果。為了提高繼電保護(hù)工作的水平以及效率，應(yīng)擴(kuò)大人工智能技術(shù)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用深度。

參考文獻(xiàn)

[1] 姬生飛，潘仁秋，徐華斌.人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用研究[J].通信電源技術(shù)，2020，37（7）：282-284.

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[3] 張育善.人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2019（32）：175-176.