人工智能技术在电力系统继电保护中的应用

朱钊

摘 要：随着我们国家不断繁荣昌盛的今天，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。

关键词：人工智能技术;电力系统;继电保护;应用

1电力系统继电保护的应用现状

电力系统继电保护的应用现状为：第一，时代的进步与发展电力系统继电保护装置也变得多样性，而保护装置的选择会直接影响继电保护工作能否顺利进行，所以相关作业人员在选择保护装置的时候应选择功能齐全且具有灵活可靠性的装置，进一步确保电力系统继电保护工作能够高效有序进行。其次，随着电力系统的快速发展对继电保护功能的需求也逐渐增大，就当前继电保护功能来看主要有以下几个功能，比如，线路保护功能、电容器保护功能以及主变保护功能等，这些功能电力系统继电保护中发挥着巨大作用。此外，要想提高继电保护技术还应将其与现代化技术融合，例如，将网络技术、计算机技术等继电保护技术相互融合，进而实现提高电力系统继电保护的工作效率和水平。

2人工智能技术在电力系统继电保护中的应用

2.1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。

2.2暂态保护的应用

高新技术的飞速发展人工智能技术也被广泛应用，同时各种判断故障的方式也层出不穷，这些人工智能技术不仅可以提高电力系统继电保护工作的效率，还可以提高判断故障的精准性和准确性，也可以解决那些单一工频信号不能解决的问题。其中暂态保护的应用可以准确的判断出故障，它的工作原理主要是利用所产生的信号来保护电力设备和输电线的，可以根据故障的类型、位置以及持续时间等特点进行分析和判断。传统的继电保护方式已经不能满足电力系统的运行需求，传统继电保护是利用过滤的方式来忽略故障所产生的信号，而这种过滤方式往往需要投入大量的人力和研究精力，所以暂态保护的应用可以有效缓解这些压力，能够从高频信号从故障暂态中高效的提取出来，进而发挥人工智能技术的作用。

2.3人工神经网络

人工神经网络（ANN）是信息处理系统，其主要是对人脑组织结构和人类认知的过程进行模拟。非线性特征、处理能力的并行性和自组织自学习的能力等这些特点是人们对其进行广泛关注的主要原因。BP算法是研究的最为成熟的，它具有直观和简单的网络结构和算法，主要应用在工业领域。电力系统具有非常复杂的非线性系统，所以在电力系统继电保护中ANN理论的发展前景十分广阔，可以利用神经网络方法合理的解决难以求解的和复杂的非线性问题。如经过渡电阻的短路问题发生在输电线两侧系统电势角度摆开的情况下的这一非线性问题，对于故障位置利用距离保护无法准确的判断出，这样会使误动现象产生，通过神经网络方法的适应，只要样本对各种情况集中充分的考虑，都可以正确的判断所有故障发生的位置。ANN构造的单相限脉冲和三相变压器的差动保护是由部分学者提出来的，一般在瞬时信号的处理中使用这种ANN模式，其主要对2种结构进行了研究：（1）对单相变压器内部故障检测的模式;（2）对三相变压器内部故障检测的模式。有些学者在BP算法不足的基础上将变结构神经网络的最大值算法提出来，其主要是通过将训练过程进一步简化，使网络收敛和诊断推理的速度不断加快，从而可以将识别故障率大大提高，使自动诊断故障和综合智能化保护的目的得以实现。虽然神经网络方法可以将专家系统获取知识的瓶颈和难以维护知识库等问题合理的解决，但是其与处理启发性知识不符，同时由于ANN技术本身的完备性不足，其具有缓慢的学习速度、较长的训练时间和较弱的解释功能，对神经网络的实用化会造成不利影响。

2.4数字继电保护的智能化

在整个人工智能技术的应用中，数字电路的应用也必不可少。其能够有效地实现断路器的智能化，与传统的电磁继电保护相比明显存在一定的优势。其主要是对一些小型机组以及变压器和电动机进行相应的保护。在低压电路中的应用表现的十分明显。例如：过流继电器，其在控制电路中，通过对主电路电流的监护，将其控制在一个正常的数值内，如果电力系统出现电流过载，那么过流继电器就能够在第一时间将电源进行切断，这样主电路中的电流互感器也会出现相应的电流过载感应，从而对电磁继电器发出相应的反馈信号，这样就能够实现电气二次设备的保护。这也是数字继电保护智能化的核心所在。

2.5专家系统的应用

专家系统在继电保护领域运用受到时间因素的影响，存在一定的限制，多适用于一些对时间要求不太严格的继电保护环境过程中。比如故障诊断、故障定位、高阻接地故障探测以及继电保护的整定与协调等。专家系统对继电保護的整定与协调能提供两方面的帮助，首先，可以利用通用规则，对继电保护设计的问题进行全面综合的考虑;其次，当通用规则不能提供满意方案时，专家系统可以解决矛盾冲突。专家系统对于继电保护的故障诊断，利用的是基于产生式规则的系统，其工作原理是把继电保护装置工作的动作逻辑和运行人员的诊断经验用规则表现出来，纳入故障诊断专家系统的知识库中，进而利用知识库信息对告警信息做出分析判断，诊断出故障有无的方式。另外，在继电保护的专家系统应用中，还有用于定值智能化整定计算和管理专家系统、零序电流保护整定计算的专家系统、保护设备协调的专家系统以及电力系统保护配置的专家系统等等，具有非常广泛的运用范围。

2.6遗传算法的应用

遗传算法也是人工智能技术中在电力系统继电保护工作中的一种，它主要是基于大自然的选择和遗传机制，通过利用计算机设备上模拟相应的生物进化，以此来寻找最佳的且最有效的搜索算法，遗传算法本身就具有很多的优势和优点。比如，可以在较为复杂和庞大的搜索空间中进行自适应的搜索，通过这种方式可以选择出最佳且最准确的算法，当然遗传算法还具备算法简单且适用性超强的优点，此外，遗传算法在进行求解问题方面几乎没有任何限制，也不会涉及到那些复杂的数学求求解过程，能够获得最全面的且最优的解集，这也正是遗传算法被广泛应用在电力系统继电保护中的原因，当然我们还可以通过构建合理的数学模型来解决故障问题，进而充分发挥遗传算法的作用和价值。

3结语

综上所述，随着人们生活质量的不断提升用电需要也逐渐增大，同时对电力企业供电的质量要求也变得越来越高，传统的继电保护已经不能满足当下人们的用电需求。而要想满足人们实际需求应将人工智能技术应用在电力系统继电保护中，该技术的应用可以推动我国电力系统朝着智能化方向快速发展，进而充分发挥人工智能技术的作用。

参考文献：

[1]吴兴龙，陈乐，张芸.人工智能在继电保护中的应用[J].山东工业技术，2018（19）：131.

[2]胡斌.人工智能技术在电力系统继电保护中的应用[J].电子技术与软件工程，2017（20）：257.