人工智能技术在电力系统继电保护中的应用分析

杨鲤妃

摘 要：电力行业在新时期得到了迅速的发展，其中继电保护技术的综合利用功不可没，为进一步发挥该项技术的价值，很多电力企业开始有意识地在继电保护装置中引入人工智能技术，以此来优化继电保护方式，维护电力系统稳定、安全。文章就人工智能技术在电力系统继电保护中的应用进行了论述与分析。

关键词：人工智能技术;电力系统继电保护;应用

引言

研究并分析人工智能技术在电力系统继电保护中的应用，需结合继电保护的实际情况，分析各项人工智能技术的应用特征、条件等，制定对应的应用方案，以此来发挥其更大的价值与效用。

1.电力系统继电保护简述

为保证继电保护稳定应用，实现电力系统长久运行，有必要对该种类型的保护加以了解，其主要涉及以下内容：其一，引入继电保护措施，可保证电力系统高质量运行，保证整体电力系统的稳定性，避免在运行中因各种因素的影响而中断运行，产生较高的维护成本;其二，继电保护主要针对的是主变系统、电容器以及线路等，应用范围较广，并在故障发现、干预、整修等方面有着突出优势，而在引入人工智能技术之后，可进一步丰富继电保护手段，对于电力系统的长远发展来说有着积极的意义。

2.人工智能技术在电力系统继电保护中的应用

2.1专家系统应用

通过专家系统搜集、整理、分析电力系统整体运行状态，将继电保护装置中的各种动作直接表示出来，实现对各种故障的高效处理。包括以下要点：其一，通过微机保护自检功能，发现保护装置硬件异常情况，客户机在接收到保护异常报告后，向调度端发出告警信息。以此来及时处理设备可能出现的问题，减少保护装置推出时间;其二，保护的开关量包括启动重合闸、合闸加速、通信设备收信、开关辅助接点等，其会对保护运行起到程度不一的作用，而通过客户机可不间断监视保护装置开关量变位报告，在其出现变位时，可借助查询录波器动作信息、变电站一次系统状态校验变位恰当性、准确性，如此可第一时间发现其可能潜在的问题并对其进行提前干预，避免后续在运行时引起误动作;其三，专家系统借助对各项故障数据加以搜集与分析，判断安全自动装置、继电保护装置、断路器工作过程的正确性，给出对应装置的动作分析报告，如果装置动作行为错误，会分析其形成该种情况的具体原因;就分析手段来讲，可通过频域、时域、波形来分析，也可利用数学工具展开专项分析，比如通过小波变换分析来分析与研究变压器匝间故障问题，为各种故障问题的解决提供合理意见，发挥继电保护更好的作用[1]。

2.2遗传算法应用

遗传算法，指的是在大自然选择、遗传机制作用下，借助计算机设备来模拟对应生物的进化过程，以此来寻求最有效、最优算法的搜索算法，其自适应性在应用过程中尤其突出，其在电力系统继电保护中的应用主要表现在以下数点：输配电网络系统故障诊断、输电系统电容控制与最优配置、电力系统无功优化、图像处理等。以图像处理中的图像增强为例，其主要是将不清楚的图像处理得更加清晰，其应用到的技术包括空域法、频域法等，其中频域法是将原图像加以变换，比如小波变换、傅里叶变换，在变换域中加以处理，以此来实现图像增强，空域法则是直接对原图像加以处理，应用到的技术为平滑滤波、直方图均衡、直接灰度变换等。以遗传算法为基础的图像增强技术，其实现过程其实是寻找控制参数最优、次优解的过程，故而要实现图像增强，首先需选择参数模型，依靠参数模型的求解过程来实现图像增强[2]。

过程如下：假定f（x，y）是x行、y列图像的像素值，f（x，y）是通过遗传算法增强之后对应的图像像素值，得出以下结论：f（x，y）=k（f（x，y）-m（x，y））+g（m（x，y）），g（*）是对比扩展函数;m（x，y）是x行、y列位置像素点在对应领域局部均值，k是控制参数，图像增强，可借助求解k的最优解来实现。需明确的是，遗传算法在电力系统继电保护中的应用，需建立系統的输配电网络故障诊断模型，但其在建立时通常存在各个方面的限制，使其难以达到理想状态，故而需结合实际情况，调整遗传算法的应用路径，以此来发挥其最大的效用。

2.3模糊理论应用

模糊理论最大的价值是解决以往传统数学难以完成的近似计算，其在电力系统继电保护中的应用，主要涉及模糊控制、系统规划、潮流计算等，比如针对电力生产、干负荷变化的不确定性，可通过模糊值来代表某不确定负荷在集合中相应的隶属函数，构建电力系统继电保护最优潮流模糊模型。

以无忧电压优化算法来说，传统方式是进行单目标优化，虽然具备一定的效用，但是却未考虑到限制控制量调节数与有功网损问题，且在进行电压约束处理时，忽略了“软约束”，针对该种情况，可通过模糊线性规划算法来予以解决，为协调好节点电压裕度、限制调节量、降低网损间的关系，在调节有限控制量的基础上，校正边界电压，减少系统网损，保证各个节点电压留有裕度;此外，还可通过模糊综合评判电能质量，形成二级评判体系，对电力系统的使用过程加以指导[3]。

2.4智能技术综合应用

每种人工智能技术都会因其本身特征存在局限性，很难处理电力系统中各种复杂问题，因此有必要综合利用各种智能技术，体现各种智能技术各自的优势，比如综合利用人工神经网络、模糊理论来构建模糊神经网络，以此来提升电力系统的灵敏性、快速性、可靠性，为电力系统的正常运行加一层保障[4]。

结语

综上，文章就人工智能技术在电力系统继电保护中的应用进行了论述与分析，强调了其重要性与必要性，建议给予其足够的重视，分析其应用功效，必要时还可实现各项人工智能技术的综合利用，维护电力系统的稳定性、安全性。

参考文献：

[1]尤松华，李东，吕鹏飞.电力系统中智能变电站继电保护技术分析[J].电子技术与软件工程，2018，（17）：1.

[2]广明伟，赫莹旭，牛晓程.人工智能技术在电力系统继电保护中的应用[J].轻松学电脑， 2019，（22）：1-1.

[3]笪涛，孙东杰，张大林，等.配电网调度自动化系统与继电保护措施研究[J].电力系统装备， 2021（23）：3.

[4]虞勇，阮浩洁，沈罡，等.人工智能AI技术在保护压板状态识别的应用[J].集成电路应用， 2020，（6）：2.