钟灵枢
晋控电力同达热电山西分公司 山西省 大同市 037003
摘要：受诸多因素影响，电力系统在运行过程中很容易陷入非正常状态，如超负荷及震荡等，人工智能技术的引入则可以很好地解决这类问题，通过有效提高电力系统继电保护智能化水平来进一步推动我国电力行业蓬勃发展。
关键词：人工智能技术;电力系统;继电保护;应用;
引言
继电保护作为电力系统的重要组成部分，发挥着快速隔离故障设备与控制事故影响范围重要作用，是保障电力系统安全稳定运行的关键。与此同时，继电保护装置运行受到多方面因素影响，容易产生出现误动、拒动现象，其稳定性需进一步提升。因此，为预防和减少电气事故的出现，充分发挥继电保护装置性能优势。
1电力系统继电保护应用现状
首先，由于社会的不断进步，电力系统继电保护装置也日趋多元，且为了保证相应工作得以有序、高效地完成，工作人员在实践作业中往往会选用功能齐全且灵活可靠的保护装置。其次，电力系统的不断发展也对继电保护功能提出了更高要求，主要包括电容器保护功能、线路保护功能以及主变保护功能等。另外，为进一步提高电力系统继电保护技术水平，还应将其与现代化技术进行融合。最后，人工智能理论技术的不断发展推动了多项智能理论方法如专家系统、暂态保护技术等向电力系统领域的渗透，特别是微机继电保护技术，由于其具备超强的自我检测、数字计算以及逻辑处理能力，已经被广泛地应用于电气设备和高低压线路继电保护中。发展至今，我国的微机保护设备已然获得自主知识产权，技术及性能优异，完全足以取代进口机电保护设备。
2电力系统继电保护运行原则
继电保护配置继电保护作为一种保护措施，合理的配置是其作用充分发挥的关键。在配置继电保护装置的过程中，可将一次设备作为主要依据，当变电站内被保护的一次设备为智能设备时，可将继电保护设置在过程层中。若是被保护的一次设备为常规设备，则可将继电保护装置设置在距离一次设备最近的控制柜中。采用这样的配置方法，能够使继电保护系统的整体结构变得更加简单，不仅可以提升运行稳定性，而且还能给维护提供便利。为保障继电保护装置安全稳定运行，构建起完善的继电保护运行维护体系，应遵循以下原则：第一，确保运行安全。将保证继电保护装置运行稳定性与电力系统使用安全作为核心目标，采取一系列手段措施实现这一目的，如开展继电保护装置的日常维护与定期检验、装置运行状态监测、故障诊断与检修等工作。第二，宏观规划、逐步落实。考虑到继电保护运行维护是一项系统性工作，涉及到诸多方面，应结合实际情况制定继电保护运行维护的宏观规划方案，将总体目标分解为若干具体任务，分层逐步实施推进。
3人工智能技术在电力系统继电保护中的具体应用
3.1专家系统在电力系统继电保护中的应用
专家系统是一种智能化计算机程序系统，具有大量专业知识与经验，可模拟人类专家进行决策并处理领域问题，适用范围包括:(1)时间要求宽松的继电保护工作，如故障勘测与诊断等;(2)定值智能化整合计算工作;(3)相关零序电流保护整定计算工作。将专家系统应用于电力系统继电保护，既可以顺利表示出装置工作中的动作，用规则清晰表示出运行人员诊断经验等内容，还可以将故障诊断专家引入到系统当中，以便及时排查故障原因并采用有效解决对策。此外，工作人员还可以应用这些规则对继电保护设计中存在的问题进行全方位分析并有效解决矛盾冲突。
3.2智能运维系统
继电保护装置智能运维系统采用的标准化的工作流程，能够减少人为误操作的发生几率，运维作业效率得到显著提升。
不仅如此，还能为运维管理和评价提供有利条件。运维流程主要包括以下方面：业务需求梳理、工作流集合划分、过程信息记录、流程配置图、逻辑存储等。（1）智能运维系统可以替代运维人员进行驻站监测，系统以先进的云计算、大数据等技术作为支撑，可以对海量的数据信息进行全面分析，从中找出有利用价值的信息，对继电保护装置的异常情况发出报警提示。运维人员可借助该系统进行在线决策，大幅度提升了继电保护设备的运维效率。（2）智能运维系统以移动终端作为执行载体，可对监测信息、异常报警信号以及运维人员下达的运维指令进行实时接收，通过建立具有唯一性特点的二维标识码，开展运维工作。同时，可将现场产生的运维信息反馈给系统，数据信息在系统内部实现闭环。
3.3遗传算法在电力系统继电保护中的应用
遗传算法是由美国科学家于20世纪70年代提出的一种计算模型，其主要是以自然选择与遗传机制作为理论基础，通过应用计算机设备，首先将问题的全部备用解都进行编码，接着便按照其理论来进行全局优化搜索，最终找到最优解集。发展至今，该算法已在电力系统继电保护工作中获得广泛应用，如诊断输电网络故障原因、实现输电系统电容最优化配置、无功优化电力系统以及处理图像等。该算法应用优势突出，如可以在庞大且复杂的搜索空间中完成自适应搜索并找出最优算法;算法简单且适用性强，在求解问题过程中几乎不受限制，不必经过复杂的求解过程即可以获得最优解集。最大的应用限制则仅在于，输电网络故障诊断模型尚未实现系统化与科学化，而该问题一旦得到解决，人们便可以利用遗传算法高效地解决故障诊断问题。
3.4继电保护装置故障诊断及检修
首先，在监测到继电保护装置处于异常运行状态时，及时开展装置故障诊断与检修工作，准确判断装置故障类型与产生原因，并要求工作人员全面掌握各类常见故障类型的相关信息，以此提高故障诊断效率，保证诊断结果真实准确。例如，电压、电流互感器二次电压回路故障的主要产生原因包括PT二次中性点接地方式不当、二次回路短路、差动保护电流互感器二次回路极性接反等。而电磁系统铆装件变形故障的产生原因包括零件过长与过短、用力不均、模具设计与装配不合理。与此同时，灵活应用各项故障诊断方法，如替换法、对比参照法、目视检查法、回路拆除法。以替换法为例，使用性能正常的元件逐一替换装置中的原有元件，如果元件更换后装置故障问题得到解决，表明所更换元件存在质量缺陷，以此来缩小故障查找范围，或是直接确定故障点。
3.5模糊理论在电力系统继电保护中的应用
传统的无功电压算法往往采用单目标法来进行问题优化，存在调节限制控制量考虑不周等弊端，且由于电力系统故障与故障前征兆间存在不确定性，关系并不明确，导致最后的诊断结果也相应变得模糊，而模糊理论的应用刚好可以解决这些问题，因此其在电力系统继电保护中的应用也愈发广泛。该理论主要包括三方面内容———系统规划、模式控制以及潮流计算，既可以有效确定电力生产及干负荷变化过程中的不确定因素，也可以用模糊值来表示部分不确定关系，从而构建起一个完整而有效的电力模糊系统。
结束语
如今，高速发展的经济社会在改善人民生活水平的同时，也对电力企业供电质量提出了更高要求，传统的继电保护已然无法满足人们当前的用电需求。为解决这一矛盾，可以将人工智能技术引入到电力系统继电保护当中，令其充分发挥自身优势，有力推动我国电力系统的智能化发展。
参考文献
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