人工智能在继电保护中的应用

吴兴龙　陈乐　张芸

摘 要：在电力事业进一步发展的过程中，继电保护装置非常重要，而随着科学技术的进一步发展，人工智能技术逐渐渗透到继电保护当中。随着人工智能技术的进一步推广，使得继电保护设备能够获得更加优良的保护效果。但是在实际应用过程中仍旧存在一些不足。有鉴于此，下面将从人工智能技术应用的作用出发，探讨人工智能技术的应用现状，并重点分析了机电保护当中人工智能技术的应用。

关键词：人工智能；继电保护；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.111

在电力系统当中，电气化设备是保证电力系统能够稳定运行的基础。随着我国电力事业的进一步发展以及科学技术的不断进步，电力系统当中的电气设备也越来越智能化。尤其是随着机电一体化的发展，人工智能技术在机电保护当中得到了广泛的应用。特别是在大型的电力企业当中，人工智能在继电保护当中的应用，一方面能够提高供电可靠性，另一方面还能够提高电气设备的自动化水平。因此加强人工智能在继电保护中的应用具有重要意义。

1 人工智能技术应用的作用

通过人工智能技术的应用，一方面能够提高继电保护装置的运行效率，另一方面还能够有效提高继电保护装置的可靠性。通过各种智能化程序的有效应用，不仅可以节约人力和物力，而且还能够有效的降低成本。特别是在主电路和辅助电路当中，通过继电保护人工智能技术的有效应用，可以进一步降低负载，从而确保电力运行更加流畅，降低故障发生概率。

2 人工智能技术的应用现状

我国电力系统当中应用人工智能技术还处于初级阶段，而且没有得到全面性的应用，只是在局部领域比如继电保护当中应用人工智能技术。在继电保护装置当中，应用人工智能技术始于上世纪，人们通过电磁继电器来保护电力系统。不过因为电磁继电器的磁效应会影响继电保护的可靠性，因此，在很长一段时间内，没有得到良好的进展。但是现阶段，在数字继电保护装置不断应用的过程中，以及基于数控的智能化断路器元件的进一步开发，促使继电保护设备获得更加良好的保护效果。这种情况下作为人工智能技术的健康发展打下了坚实的基础。当然随着科技水平的不断提高，人工智能技术势必会得到更加良好的发展。

3 继电保护中人工智能技术的分析

3.1 计算机网络技术

继电保护中人工智能技术的应用，体现在计算机网络技术的应用方面。也就是说必须通过计算机网络来设计相应的程序。在完成设定以后，微机线路会保护硬件，这也是进行继电保护的重要前提。现阶段很多供电企业不断研发32位硬件保护系统，这样一来，就推动了人工智能化技术的持续发展。不仅如此，在对硬件进行保护时，其核心就是保护整个网络系统。而且，这种保护模式逐渐的发展成为计算机逐渐网络化的门户。现阶段电力系统对计算机网络保护的要求不断提升，不仅要对其基本功能进行保护，还需要具有可以长期存放大量数据的空间，并通过数据快速处理功能，对信号输入和输出进行多方面的协调。因此在继电保护当中，应用计算机网络技术能够进一步推动人工智能技术的发展，促进电力系统越来越自动化。

3.2 人工神经网络

人工神经网络是一种以电力系统为基础的电路模拟。由于电路呈现神经系向外发散，不过从另一个层面来说，其具有非常强的规律性。也就是说，不管是串联还是并联电路，其电压以及电流都含有一定的规律。所谓的人工神经网络在电路系统的基础上来全面模拟电路。与此同时，利用计算机软件，对继电保护，装置的整个电路系统进行全面的监控。不仅如此，还可以对电路进行全面的诊断。通过ANN技术能够进行不同的故障诊断。所谓ANN方法指的是，对现场大量标准样本进行学习和训练，从而使电路慢慢向数字化方向轉变，这样一来，就能够使得人工神经网络在继电保护装置当中得到良好的应用。

3.3 数字继电保护的智能化

在应用人工智能技术时，还应该加强数字电路的应用。通过数字电路可以有效的达到断路器智能化的目的，这样一来，就明显优于传统电磁继电保护。数字机电保护智能化的核心就是对一些小型机组、变压器以及电动机提供相应的保护。这种技术在低压电路当中的应用效果尤为明显。比如，过流继电器，这种装置在控制电路过程中可以对主电路电流进行实时监护，同时保证处于正常的数值范围内，若是电力系统发生电流过载的情况，过流继电器就可以及时把电源切断，从而使得主电路当中的电流互感器出现相应的电流过载感应。之后就会对电磁继电器发出相对应的反馈信号，从而达到对电气二次设备进行保护的目的。

3.4 专家系统

除上述技术外，人工智能应用最广泛的一项技术是专家系统。专家系统和知识工程研究具有非常密切的联系。把专家水平在某个领域当中的知识以及经验全部储存到系统内部，利用人工智能技术，对人类专家知识以及经验进行推理和判断，从而模拟人类专家决策，通过这种方式能够有效的解决专家决定的复杂问题。通过观察到的数据，对某个对象故障原因进行推断，这是专家系统应用于故障诊断当中的主要任务。

基于产生式规则的系统是电力系统继电保护中专家系统的典型应用，其主要是用规则表现出断路器和运行人员的诊断经验，从而形成故障诊断专家系统的知识库，这样一来就可以对故障进行准确的诊断。用直观性的规则表示出输电网络中一级保护与断路器之间的关系，能够将不确定性问题合理解决。

综上所述，人工智能是当前以及未来一段时间内科学技术发展的重点，而人工智能在各个领域当中的应用也会逐步得到推广。在电力系统继电保护当中，应用人工智能技术，能够保证继电保护良好发展，确保电力系统稳定性。本文重点探讨了计算机网络技术、人工神经网络、数字继电保护智能化以及专家系统等几个方面的应用。而笔者坚信，这继电保护中，人工智能技术势必会获得更加良好的发展空间。

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