摘要：随着电力事业的发展，继电保护中人工智能技术的应用也逐渐重要。其不仅可以让继电保护设备具有较好的保护效果，同时还能让人工智能技术得到全面的应用。但是，在实际的应用过程中，会经常会出现一些细节性的问题。因此，本文就针对人工智能技术在电力系统继电保护中的应用进行深入探讨。
关键词：人工；智能；电力系统；继电保护
随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法不断被应用于计算机继电保护中，近年来人工智能技术如专家系统、人工神经网络、遗传算法、模糊逻辑、小波理论等在电力系统各个领域都得到了应用，从而使继电保护的研究向更高的层次发展，出现了引人注目的新趋势。下面介绍几种与保护有关的几种人工智能技术。
1、继电保护中的人工智能技术应用概况
1.1人工智能技术的应用现状
人工智能技术的应用在目前还处于较为初级的阶段，其也仅仅是体现自一些局部领域。相对于继电保护设备中，人工智能技术的应用还较为广泛。早在20世纪人们就已经能够利用电磁继电器对电力系统进行初步的保护。但是由于其磁效应也会对继电保护的可靠性造成一定的影响，所以在很长一段时间内都未能取得突破性的进展。但是随着数字继电保护装置的逐渐运用以及以数控为基础的智能化断路器等新原件的开发，使得继电保护设备的保护效果得到明显的提升。这也为人工智能技术的发展奠定了良好的基础。所以，人工智能技术处于一种高速发展的阶段。
1.2人工智能技术应用的作用
人工智能技术的应用不仅能够让继电保护装置的运行效率更高，而且还能使得其可靠性得到全面的提升。其各种智能化程序的应用还能使得人力以及物力得到大幅度的节省，使得成本效率也能得到持续性的降低。尤其是在主电路以及辅助电路中，继电保护人工智能技术的应用，能够使得其负载降低，从而让电力的运行更加的流畅，减少了故障出现的机率。
2、继电保护中人工智能技术的应用
2.1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。专家系统对继电保护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。
2.2人工神经网络的应用
人工神经网络在继电保护中多用于故障类型的判别、故障距离的测定、方向保护和主设备保护等方面。比如，对高压输电线的方向保护，利用BP模型作为方向保护的方向判别元件，该元件可以准确、快速的判别出故障的方向；对电流的保护上，利用人工神经网络的学习和模式识别能力，可以有效地对电力系统中的故障情况做出识别，使电流对正方向的故障进行保护，对反方向故障采取闭锁反应，实现了电流的自适应，提高了电流的灵敏度。另外，人工神经网络还通常与专家系统结合使用来进行对电力系统故障的诊断。
在ANN和ES结合运用中，建立的ANN模式可以对母线、线路和变压器进行诊断，模型的核心是母件元件和线路，输入量为元件周围的保护信息和跳闸信息，输出量是被诊断元件的状态；同时，输入量采用的是ES精炼过的被诊断元件周边实时信息的几个特征量，用故障样本对ANN进行训练，就可以ANN获得故障诊断的知识。这种方式可以用于电力系统所有元件的故障诊断，同时对电力系统故障诊断专家系统具有重要意义。
2.3模式识别的应用
模糊理论(FuzzyTheory)是将经典集合理论模糊化，并引入语言变量和近似推理的模糊逻辑，具有完整的推理体系的智能技术。模糊理论(FuzzyTheory)解决问题的方法主要是模仿人脑的不确定性概念判断、推理思维方式，对于模型未知或不能确定的描述系统，以及强非线性、大滞后的控制对象，应用模糊集合和模糊规则进行推理，表达过渡性界限或定性知识经验，模拟人脑方式，实行模糊综合判断，推理解决常规方法难于对付的规则型模糊信息问题。对难以描述和处理的自动控制过程、疑难病症的诊断、大系统的研究等方面，都具有突破；为人类从精确性到模糊性、从确定性到不确定性的研究提供了正确的研究方法。模糊理论的优点是：更接近人的表达习惯，在相当程度上增强了系统的容错性。近几年模糊理论在电力系统继电保护故障分析中应用非常广泛。利用它更接近人的表达习惯，增强系统的容错性的优点去解决输电网络故障诊断的不确定性（保护或断路器误动、拒动及信道传输干扰等因素）造成的，对于专家系统来说，很容易导致错误的结果，或者产生不了推理结果。但模糊理论目前在应用中还存在一些缺陷。 （1）模糊系统的知识库或相关规则的模糊度要随输电网络的结构和自动装置的配置进行相应的修改。（2）不具备学习能力。因而把专家系统和模糊理论相结合，精确推理就变为近似推理，于是增强了专家系统的容错性。也可以把遗传算法和模糊理论相结合，后面有详细介绍。
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小波分析的应用
小波分析在继电保护中的主要应用在与电流、电压相关的故障诊断方面，通常需要与其他方法结合使用。比如变压器短路电流和励磁涌流，通过小波分析的方法来提出励磁涌流的间断角特征，再用模糊理论的方法进行故障判断；利用小波变换分别提取变压器正常运行和非正常运行的电流信号，为ANN故障判断的训练提供数据基础等。
3、结论
由此可见，越来越多的新的方法随着人工智能技术的发展而出现，这也进一步扩大电力系统继电保护中人工智能技术的应用范围，为继电保护的发展提供了有利的保障。通过结合不同的人工智能技术，可以将保护系统中受到不确定因素的影响合理分析处理，从而可以将保护动作的可靠性进一步提高，这也是为了智能保护发展的重要研究方向。虽然本文讲述的智能方法应用到电力系统继电保护中取得的成果比较明显，但是其本身并没有非常成熟的理论性，所以需要将其完善力度进一步加大。当前由于计算机技术和通信技术的进一步发展对电力系统的发展会产生巨大的推动作用，所以在电力系统继电保护领域中人工智能技术的应用范围会进一步扩大，其发展前景非常广阔。因此目前需要将人工智能技术的研究力度不断加大，为电力系统继电保护领域的发展提供有利的保障。
参考文献
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