人工智能技術(shù)與電力系統(tǒng)繼電保護(hù)分析

1、PAGE PAGE - 6 -人工智能技術(shù)與電力系統(tǒng)繼電保護(hù)分析摘要:隨著我國(guó)綜合國(guó)力的不斷提升，電力行業(yè)也得到有效推動(dòng)，其中繼電保護(hù)技術(shù)作為電氣安全穩(wěn)定運(yùn)用的重要手段也得到發(fā)展。但從目前的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的實(shí)際應(yīng)用狀況來看依然存在著一些問題，本文首先簡(jiǎn)要地描述了目前我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，然后詳細(xì)探討了人工智能在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用，希望能有效地改善或解決相關(guān)問題。關(guān)鍵詞:人工智能技術(shù);電力系統(tǒng);繼電保護(hù);應(yīng)用實(shí)際工作中，電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程常常會(huì)受到很多因素的干擾，使得整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)容易出現(xiàn)震蕩、超過負(fù)荷等非正常狀態(tài)，而造成設(shè)備故障及突然停電等突發(fā)狀況。人工智能技術(shù)可以有效地

2、起到提高保護(hù)的智能化水平的作用，能夠最大限度地減少因超負(fù)荷運(yùn)載等問題而造成的突發(fā)事故的發(fā)生，因此為了能夠在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)切除故障，應(yīng)在電力系統(tǒng)繼續(xù)保護(hù)中科學(xué)地運(yùn)用人工智能技術(shù)，從而促使我國(guó)的電力行業(yè)進(jìn)一步持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展。1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的應(yīng)用現(xiàn)狀隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的日新月異與更新?lián)Q代，我國(guó)的電力系統(tǒng)也相應(yīng)地得到了蓬勃發(fā)展。而隨著人工智能理論技術(shù)的不斷發(fā)展，以專家系統(tǒng)、暫態(tài)保護(hù)技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及模糊技術(shù)等為代表的智能理論方法已經(jīng)在電力系統(tǒng)領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用，尤其是關(guān)于微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用更是日趨成熟。微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)由于其超強(qiáng)的數(shù)字計(jì)算、邏輯處理能力以及自我檢測(cè)能力而被廣

3、泛地運(yùn)用于電氣設(shè)備及高低壓線路的繼電保護(hù)中。目前，我國(guó)的微機(jī)保護(hù)設(shè)備已經(jīng)取得了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，其技術(shù)及性能甚至超過了進(jìn)口的繼電保護(hù)設(shè)備，完全能夠取代進(jìn)口設(shè)備。但整體來說，我國(guó)人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用研究目前還處在開始階段，相信隨著時(shí)間的推移及科技的不斷發(fā)展，我國(guó)在電力系統(tǒng)中會(huì)越來越多地運(yùn)用到人工智能技術(shù)。2人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用21專家系統(tǒng)的應(yīng)用專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中主要運(yùn)用于電力系統(tǒng)的故障診斷及勘測(cè)等對(duì)時(shí)間沒有太高要求的保護(hù)工作中。專家系統(tǒng)將人工智能從之前的純理論性的研究轉(zhuǎn)向了在實(shí)際工作中得以運(yùn)用，是人工智能的一項(xiàng)重大突破。而無論專家系統(tǒng)在何種系統(tǒng)中得以運(yùn)用都能夠有效

4、地達(dá)到使繼電保護(hù)工作的工作效率得以提高的目的。專家系統(tǒng)在繼電保護(hù)中的工作原理，就是先將有關(guān)專家在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域中的相關(guān)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)予以統(tǒng)一整理分析，之后使用計(jì)算機(jī)的相關(guān)程序來進(jìn)行模擬專家的對(duì)于這些問題的分析與判斷，然后提出最終的解決方法。如用專家系統(tǒng)來排除故障，就可以將故障現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)及信息輸入到計(jì)算機(jī)，通過專家系統(tǒng)來對(duì)故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析與判斷，從而確定故障原因，維修人員就可以根據(jù)故障原因順利地解除故障，恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這樣一來可以方便工作人員尋找系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因，能夠及時(shí)采取有效的對(duì)策去解決問題。此外，通過利用這些規(guī)則還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)中的問題全方位分析，進(jìn)而可以解決電

5、力保護(hù)設(shè)計(jì)中的矛盾沖突。同時(shí)，專家系統(tǒng)也可在系統(tǒng)的整體繼電保護(hù)中得以運(yùn)用，通過對(duì)整定原則、鑒別規(guī)則等的制定，從而對(duì)相應(yīng)的電力設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能調(diào)整及智能維護(hù)。22暫態(tài)保護(hù)的應(yīng)用隨著在繼電保護(hù)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(hào)的傳統(tǒng)算法沒有辦法識(shí)別的問題，暫態(tài)保護(hù)技術(shù)就是其中的一種。暫態(tài)保護(hù)之所有能夠快速而準(zhǔn)確地進(jìn)行故障判斷，是由于暫態(tài)保護(hù)能夠?qū)⑺a(chǎn)生的信號(hào)運(yùn)用在電力設(shè)備及線路的保護(hù)中，同時(shí)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(shí)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(hù)方式中需要投入大量的人力和精

6、力的問題，從而節(jié)省大量的人力物力并大幅地提升勞動(dòng)效率。23人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由于可以模擬人腦進(jìn)行思考及處理問題，因此在電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)中得到了廣泛應(yīng)用。目前，主要運(yùn)用在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的類型及測(cè)定故障的距離等方面。比如，對(duì)于非線性的過渡電阻發(fā)生短路這一現(xiàn)象，普通的距離保護(hù)對(duì)于故障發(fā)生的位置很難加以判斷，因此極易造成拒動(dòng)或者是誤運(yùn)作，但利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就能夠正確地對(duì)故障加以判斷，原因是由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的故障樣本涵蓋了各種故障類型及故障原因。同時(shí)，也有人提出將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)的方向保護(hù)與電力系統(tǒng)的主要設(shè)備的保護(hù)當(dāng)中。比如，用BP模型來判別元件，經(jīng)過研究實(shí)踐發(fā)現(xiàn)BP模

7、型能夠?qū)崿F(xiàn)快速而準(zhǔn)確地將故障的方向判別出來。24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(hù)中的應(yīng)用也日益廣泛。比如，通過在繼電保護(hù)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(duì)干負(fù)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。而與傳統(tǒng)的無工電壓算法相比，由于傳統(tǒng)算法采用的是單目標(biāo)法來對(duì)問題進(jìn)行優(yōu)化，故對(duì)于調(diào)節(jié)限制控制量的考慮并不充分，因此

8、相比之下，模糊理論的效果要更加的明顯。25遺傳算法的應(yīng)用遺傳算法是在1975年由美國(guó)的科學(xué)提出來的一種計(jì)算模型，它主要是用于模擬大自然的遺傳機(jī)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(jìn)行編碼，然后按照其理論來進(jìn)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(hù)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(gè)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結(jié)語隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展及人們生活質(zhì)量的大力提升，我國(guó)的用電需求也相應(yīng)在呈幾何倍地增長(zhǎng)，從而對(duì)于電力企業(yè)的供電設(shè)備及供電質(zhì)量要求也就就要求更高，而傳統(tǒng)的繼電保護(hù)已經(jīng)無法滿足目前我國(guó)的企業(yè)及生活用電需求。因