人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護中的應(yīng)用

曾翔

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州供電局變電管理三所 廣東廣州 510000

1 人工智能的應(yīng)用現(xiàn)狀

在我國當(dāng)前的電力系統(tǒng)中，人工智能通常在繼電保護中進行應(yīng)用，取得的效果比較明顯。在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，電力行業(yè)通常會使用電磁繼電器來對其進行保護，這種裝置雖然可以起到一定的保護作用，但是它的缺點也非常的明顯，電磁繼電器在運行的過程中，會產(chǎn)生很強的電磁效應(yīng)，電磁效應(yīng)的出現(xiàn)，會降低保護器的性能，存在失效的幾率。隨著時代的不斷進步，傳統(tǒng)的繼電保護裝置也在得到不斷的改進，現(xiàn)階段，電力系統(tǒng)中的繼電保護裝置已經(jīng)實現(xiàn)了智能化斷路，可以有效的提升電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。在這個過程中，人工智能在其中發(fā)揮出了非常重要的作用，也是繼電保護裝置實現(xiàn)智能化操作的關(guān)鍵性技術(shù)[1]。

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

2.1 專家系統(tǒng)的應(yīng)用

專家系統(tǒng)一般會運用在對時間要求不高的繼電保護工作中。如：故障診斷、故障勘測等工作，不過其還可以使用在定值智能化的整合計算系統(tǒng)中，與此同時，還能夠在相關(guān)零序電流的保護整定計算中得以充分的使用。無論其運用在哪種系統(tǒng)中，都可以在一定程度上提高其工作效率，進而減少不必要的成本浪費，在減輕工作量的同時還能給相關(guān)企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效益。再者，對于專家系統(tǒng)而言，其具體的應(yīng)用原理是：把繼電保護裝置中的一些動作以一種形式展現(xiàn)出來，亦或者是把工作人員的診斷經(jīng)驗用規(guī)則展現(xiàn)出來，進而把一些故障診斷通過專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題時進行參考，進而能夠及時找出問題的原因，并且可以針對問題采取有效的措施盡快解決，這樣就可以確保整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[2]。

2.2 暫態(tài)保護的應(yīng)用

隨著在繼電保護中應(yīng)用人工智能技術(shù)的不斷研究和發(fā)展，人工智能技術(shù)不僅能夠精準(zhǔn)地判斷故障，還能有效地解決單一工頻信號的傳統(tǒng)算法沒有辦法識別的問題，暫態(tài)保護技術(shù)就是其中的一種。暫態(tài)保護之所有能夠快速而準(zhǔn)確地進行故障判斷，是由于暫態(tài)保護能夠?qū)⑺a(chǎn)生的信號運用在電力設(shè)備及線路的保護中，同時能夠按照故障發(fā)生的類型、以及故障發(fā)生的位置與故障持續(xù)的時間等因素來加以綜合分析及判斷。因此能夠有效地解決之前在傳統(tǒng)繼電保護方式中需要投入大量的人力和精力的問題，從而節(jié)省大量的人力物力并大幅地提升勞動效率。

2.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人工智能中的重要體現(xiàn)形式，它主要是一種電路模仿網(wǎng)絡(luò)。電力系統(tǒng)中的電力網(wǎng)絡(luò)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有高度的相似性，都是呈現(xiàn)出了發(fā)射狀。在電力系統(tǒng)中，無論系統(tǒng)以何種方式來進行連接，都有一定的運行規(guī)律。把電路進行神經(jīng)性模擬，被稱之為人工神經(jīng)系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，如果發(fā)生問題，系統(tǒng)會馬上做出應(yīng)激反應(yīng)，從而達到繼電保護的目的。在繼電保護裝置中，安設(shè)有監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對電路進行監(jiān)控的作用。這個系統(tǒng)的應(yīng)用，可以對電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題進行診斷，并且可以發(fā)出相應(yīng)的警報，在繼電保護中具有很強的應(yīng)用意義。

2.4 模糊理論的應(yīng)用

由于電力系統(tǒng)的故障與故障前的征兆相互間的關(guān)系并不明確，而是模糊的關(guān)系，而這種模糊關(guān)系是源于兩者間的不確定性，因此導(dǎo)致診斷結(jié)果也相應(yīng)地模糊，因此模糊理論的應(yīng)用就可以較好地解決模糊性的診斷問題。目前，模糊理論在電力系統(tǒng)繼電保護中的應(yīng)用也日益廣泛。比如，通過在繼電保護中應(yīng)用模糊理論能夠?qū)崿F(xiàn)有效地確定電力生產(chǎn)中的一些不確定因素以及對干負荷發(fā)生變化的不確定予以確定。模糊理論在電力系統(tǒng)中得以有效的應(yīng)用能夠使電力模糊系統(tǒng)變得完整有效。

2.5 遺傳算法的應(yīng)用

遺傳算法是在1975 年由美國的科學(xué)提出來的一種計算模型，它主要是用于模擬大自然的遺傳機制與自然界的適者生存理論，首先將相應(yīng)問題的所有備用解都進行編碼，然后按照其理論來進行全局優(yōu)化搜索，從而找到問題的最優(yōu)解集。遺傳算法在電力系統(tǒng)繼電保護工作中被廣泛應(yīng)用，如圖像處理、電力系統(tǒng)無功優(yōu)化、輸電系統(tǒng)電容的最優(yōu)化配置及控制及診斷輸電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的故障原因等方面都有應(yīng)用。使用遺傳算法的最大的限制是關(guān)于輸電網(wǎng)絡(luò)故障診斷模型的系統(tǒng)化科學(xué)化的建立，一旦這個問題得以解決，就能夠使用遺傳算法來有效地解決故障診斷問題。

3 電力系統(tǒng)繼電保護新技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 網(wǎng)絡(luò)化趨勢的不斷推進

對于繼電保護裝置而言，在一般情況下，可以將其看成是多種作用集于一體的計算機設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)上對數(shù)據(jù)信息進行全面的收集與整理，進而能夠全面掌握電力運行的情況。與此同時，繼電保護裝置會朝著自動化的方向發(fā)展，同時測量工作也會更加高效，確保數(shù)據(jù)的獲取更加方便、及時[3]。

3.2 人工智能將越來越多的在繼電保護裝置中發(fā)揮重要作用

現(xiàn)如今，其應(yīng)用有：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過使用這一技術(shù)，在一定程度上，可以快速解決一些非線性問題，其往往具有以下幾方面的特點：自組織、分布式存儲，其在處理故障、保護設(shè)備等情況中被廣泛使用。對于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言，可以對故障進行全面的分析，進而找出故障的類型，以便工作人員采取針對性的措施加以解決，使故障能夠盡快得到處理，減少不必要的經(jīng)濟損失。

4 結(jié)語

電力行業(yè)的發(fā)展與我國社會的進步有非常直接的聯(lián)系，在電力系統(tǒng)中，繼電保護是一個非常重要的裝置，這項裝置如果出現(xiàn)問題，就會嚴(yán)重的影響電力供應(yīng)，甚至引發(fā)一些事故。人工智能技術(shù)在其中的應(yīng)用，可以使其運行的更加合理，可以對電力系統(tǒng)起到一個更加強力的保護作用。