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人工智能在电力系统继电保护中的应用姜启刚

发表时间：2020/7/21 来源：《电力设备》2020年第8期作者：姜启刚纪伟王知芳仇文倩刘晓东冯帅

[导读] 摘要：现阶段，科学技术的发展迅速，电力系统的运行过程常常会受到很多因素的干扰，使得整个电力系统运行时容易出现震荡、超过负荷等非正常状态，而造成设备故障及突然停电等突发状况。

        (国网山东省电力公司日照供电公司山东省日照市 276800)
        摘要：现阶段，科学技术的发展迅速，电力系统的运行过程常常会受到很多因素的干扰，使得整个电力系统运行时容易出现震荡、超过负荷等非正常状态，而造成设备故障及突然停电等突发状况。人工智能技术可以有效地起到提高保护的智能化水平的作用，能够最大限度地减少因超负荷运载等问题而造成的突发事故的发生，因此为了能够在电力系统出现故障时及时切除故障，应在电力系统继续保护中科学地运用人工智能技术，从而促使我国的电力行业进一步持续稳定地发展。
        关键词：人工智能；电力系统；继电保护；应用
        引言
        一般情况下，对于电力系统而言，其在具体的运行中会受到许多因素的制约，进而就会存在振荡、过负荷等一系列情况，进而不利于电力系统的稳定运行。因此，为确保故障能够尽快的解决，我们需要把人工智能技术有效运用在继电保护系统中，通过使用这一技术，能够提高继电保护的智能化水平，进一步确保电力行业具有良好的发展空间。
        1电力系统中应用继电保护技术的实际情况
        1.1继电保护技术的发展背景
        继电保护技术主要就是将电力系统中的各种保护技术和维护技术相互集合，其中将电力保护技术有效分为微机保装置、晶体管型、电磁型以及集成电路型着四个阶段。根据近几年电力系统稳定可持续发展，从而提高了我国继电保护技术水平。从古至今，我国的继电保护技术已经存有了四个时代的历程。据调查表明，在1984年期间，在我国的工业生产领域中已经广泛使用微机式继电保护技术，随着科技的不断发展，国家又慢慢出台了很多国产电路保护装置，这些装置还具有先进的技术、在操作过程中过于方便，并具有很多优越性能，逐渐达到了国外设备品质，有效为电力系统普遍应用继电保护技术奠定扎实的基础。
        1.2继电保护技术在电力系统运用过程中依然出现的问题
        就现阶段而言，我国电力系统中所使用的继电保护装置由于受到一些外界因素的影响，在运行规程中出现了绣钝或者老化现象，并且在安装过程中无法达到最初的安装目的，并且在继电保护装置购买过程中，相关企业为了降低成本，获取更大的经济利益，在选择继电保护装置时不注重质量问题，并放低了选择标准，使装置无法正常使用。在电力系统整个管理工作中，没有结合实际情况制定继电保护管理机制，所以当出现问题时，没有按照严格要求执行，只是进行了简单描述，同时还缺乏专业的技术人才，从而降低了电力系统的工作效率。
        2电力系统继电保护的应用现状
        现将继电保护的具体应用进行详细的阐述：（1）伴随着社会的不断进步，相应的继电保护装置也发生了极大的变化，变得更加多元化，并且对保护装置进行合理的选择可以影响继电保护工作的顺利进行，因此，在实际的选择中，工作人员要选用功能齐全、可靠性的装置，进而使相应的工作得以高效的运行。（2）在电力系统不断发展的过程中，对继电保护功能也提出了新的要求，要确保功能可以有效符合相关的需求，主要功能有：对线路、电容器进行全面的保护，基于这些功能给继电保护带来积极的作用。与此同时，要想使继电保护技术能够得到极大的提升，就要把它与现代化技术进行有机的整合。一般而言，把网络技术与继电保护技术进行融合，从而确保继电保护工作效率得到提升，同时使其整体的运行水平更加高效。在具体的应用中，第一是全面收集综合信息，进而对信息进行有效的分析，对于控制系统而言，其可以对整个电力系统的运行加以把控，此外，通过装置的不同原理进而实施有效的搭配，这样一来，就能够实现优势互补，同时确保相应装置的最优化。第二是通过使用自适应技术，在实际的应用中，可以体现出对综合信息实施管控，进而能够及时阻止故障产生的消极影响，与此同时，还能够将正常的元件与故障元件进行隔离，进而避免影响正常元件的稳定运行，在很大程度上减少了对电力系统的影响，进一步使继电保护作用得以有效的发挥出来。

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        3人工智能技术在电力系统继电保护中的应用
        3.1专家系统的应用
        专家系统在电力系统继电保护中主要运用于电力系统的故障诊断及勘测等对时间没有太高要求的保护工作中。专家系统将人工智能从之前的纯理论性的研究转向了在实际工作中得以运用，是人工智能的一项重大突破。而无论专家系统在何种系统中得以运用都能够有效地达到使继电保护工作的工作效率得以提高的目的。专家系统在继电保护中的工作原理，就是先将有关专家在电力系统继电保护领域中的相关知识与经验予以统一整理分析，之后使用计算机的相关程序来进行模拟专家的对于这些问题的分析与判断，然后提出最终的解决方法。如用专家系统来排除故障，就可以将故障现场采集的数据及信息输入到计算机，通过专家系统来对故障产生的原因进行分析与判断，从而确定故障原因，维修人员就可以根据故障原因顺利地解除故障，恢复系统的正常运行。这样一来可以方便工作人员寻找系统出现故障的原因，能够及时采取有效的对策去解决问题。此外，通过利用这些规则还可以实现对继电保护设计中的问题全方位分析，进而可以解决电力保护设计中的矛盾冲突。同时，专家系统也可在系统的整体继电保护中得以运用，通过对整定原则、鉴别规则等的制定，从而对相应的电力设备实现智能调整及智能维护。
        3.2暂态保护的应用
        随着在继电保护中应用人工智能技术的不断研究和发展，人工智能技术不仅能够精准地判断故障，还能有效地解决单一工频信号的传统算法没有办法识别的问题，暂态保护技术就是其中的一种。暂态保护之所有能够快速而准确地进行故障判断，是由于暂态保护能够将所产生的信号运用在电力设备及线路的保护中，同时能够按照故障发生的类型、以及故障发生的位置与故障持续的时间等因素来加以综合分析及判断。因此能够有效地解决之前在传统继电保护方式中需要投入大量的人力和精力的问题，从而节省大量的人力物力并大幅地提升劳动效率。
        3.3综合自动化技术
        这一技术主要的特点在于：能够确保每一个子系统的信号数字化，由此可知，能够体现出其微机化的特点。与此同时，把以往变电所中的模拟设备、机电设备等一起进行摒除，这样一来，就可以使电气性能更加安全、可靠。另外，将监视与操作进行整合，可以确保人机联系，使两者之间的联系更加紧密，这样就可以实现监视与控制的智能化，进而确保电力企业具有良好的发展前景。现阶段，随着社会的进步以及经济水平的不断提升，相应的技术也得到快速的发展，尤其是光纤通信、局域网络技术受到人们广泛的使用，伴随着自身性能的逐渐优化，相应的抗电磁干扰性能也具有显著的成效，现如今，对于继电保护而言，对通信局域有了更高的要求，一般来讲，对光缆化、网络化具有更高的要求，进而可以使继电保护的有效性得到有效的支撑。除此之外，网络化可以提高数据信息传输的速度，确保整个系统可以稳定的运行，并且还可以对电缆进行简化，进而给施工带来积极的影响。
        3.4遗传算法的应用
        遗传算法是在1975年由美国的科学提出来的一种计算模型，它主要是用于模拟大自然的遗传机制与自然界的适者生存理论，首先将相应问题的所有备用解都进行编码，然后按照其理论来进行全局优化搜索，从而找到问题的最优解集。遗传算法在电力系统继电保护工作中被广泛应用，如图像处理、电力系统无功优化、输电系统电容的最优化配置及控制及诊断输电网络产生的故障原因等方面都有应用。使用遗传算法的最大的限制是关于输电网络故障诊断模型的系统化科学化的建立，一旦这个问题得以解决，就能够使用遗传算法来有效地解决故障诊断问题。
        结语
        通过上述的分析可知，现阶段，伴随着生活水平的快速提升，这时人们对于电力的需求将会不断增加，与此同时，还对其供电的质量也具有较高的要求，因此，以往的继电保护显然不能符合人们的用电需求，基于这一现状，要想解决人们的各种需求，就应该把人工智能技术运用在继电保护中，通过使用这一技术能够在极大程度上，确保系统的高效运行，同时还可以促使其更加智能性、可靠性，进而朝着良好的方向不断前进，进一步使其具有良好的发展空间，同时给相关企业带来巨大的经济效益。
        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.