人工智能技术在电力系统继电保护中的应用 范建国

发表时间:2020/11/2   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:范建国
[导读] 摘要:实际工作中,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。
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        摘要:实际工作中,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:人工智能技术;电力系统继电保护;应用
        1关于人工智能技术
        1.1人工智能的概念和发展
        人工智能是一门新型科学,它是通过对通信技术、电子信息技术以及其他领域新型技术的一种集合,从而将人类的部分智慧和思维方式与机器设备连接在一起,通过对程序的开发、应用和模拟,使人工智能在某种程度可以实现与人相同,甚至超过人类功能的一种应用技术。人工智能自开发以来,一直引起很多争议,许多专家认为它是违背自然发展规律,有可能对人类造成反噬的一种技术,但是也有专家认为人类可以通过应用它实现更好的发展,毕竟人工智能是通过程序支持相应的工作,没有程序它就没有了智能技术,“反噬”一说是很荒谬的。但是无论对人工智能有着什么样的批判,都不能阻挡人工智能已经应用在更多的领域中。
        1.2人工智能技术的特点
        对于人工智能技术来说,它是人类智慧与机器的结合,强调的是一种人机结合的态度,现阶段来说,我国人工智能的特点比较多样化。首先,它是从知识表达到大数据知识学习的一种过程,逐渐向信息化社会进步。对于媒体技术来说,它的发展也推进了多媒体到融媒体和跨媒体的转变,这里的媒体指的是计算机的网络环境。另外看,人工智能追求的是人类的优点与计算机优点的相通,实现高水平的人机合作的局面,随着人工智能技术的融入,对于人们来说已经从个体智能的发展方式逐渐转变成了群体智能的作用,拓宽了智能自主系统的发展空间。人工智能技术是想将人们从繁杂的工作中脱离出来,成为管理者,利用现有的智能化技术来改变人们的生活和生产。
        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。
        2.2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。
        2.3人工神经网络的应用
        人工神经网络由于可以模拟人脑进行思考及处理问题,因此在电力系统的继电保护中得到了广泛应用。目前,主要运用在电力系统发生故障的类型及测定故
        障的距离等方面。比如,对于非线性的过渡电阻发生短路这一现象,普通的距离保护对于故障发生的位置很难加以判断,因此极易造成拒动或者是误运作,但利用人工神经网络就能够正确地对故障加以判断,原因是由于神经网络中的故障样本涵盖了各种故障类型及故障原因。同时,也有人提出将人工神经网络应用于电力系统的继电保护的方向保护与电力系统的主要设备的保护当中。比如,用BP模型来判别元件,经过研究实践发现BP模型能够实现快速而准确地将故障的方向判别出来。
        2.4模糊理论的应用
        由于电力系统的故障与故障前的征兆相互间的关系并不明确,而是模糊的关系,而这种模糊关系是源于两者间的不确定性,因此导致诊断结果也相应地模糊,因此模糊理论的应用就可以较好地解决模糊性的诊断问题。目前,模糊理论在电力系统继电保护中的应用也日益广泛。比如,通过在继电保护中应用模糊理论能够实现有效地确定电力生产中的一些不确定因素以及对干负荷发生变化的不确定予以确定。模糊理论在电力系统中得以有效的应用能够使电力模糊系统变得完整有效。而与传统的无工电压算法相比,由于传统算法采用的是单目标法来对问题进行优化,故对于调节限制控制量的考虑并不充分,因此相比之下,模糊理论的效果要更加的明显。
        2.5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和科学化的建立,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。
        3结束语
        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
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