人工智能技术在电力系统继电保护中的应用

发表时间:2021/8/23   来源:《当代电力文化》2021年4月12期   作者:张瑞东 赵翔
[导读] 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
        张瑞东  赵翔
        内蒙古超高压供电局 内蒙古呼和浩特市 010080
        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
        在电力设施的日常运作中,经常出现各种问题,妨碍电力设施的正常运作。为了在电力设施突然出现问题时尽早发现故障问题,并在很短的时间内解决问题,可以将人工智能技术应用于电力继电器保护设施的研发。有了这项新技术,电力设施的智能性能和运行效率可以得到提高,然后可以生产大量电力并提供给用户,从而提高用户的生活质量,从而促进能源企业的进步。
1电力系统继电保护应用现状
        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。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。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。
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
        专家系统是人工智能技术的重要组成部分,也是智能程序系统。一般而言,专家系统包含大量的知识和理论研究,是许多领域实际应用的经验。它通过专家系统载有大量数据库信息。一般来说,在继电保护中应用专家系统可以解决复杂的问题,特别是在目前的发展阶段,电力系统中有许多新的技术和设备,应用专家系统可以有效地解决问题专家系统的主要特点是透明度、灵感和灵活性,能够利用专业逻辑知识对故障作出现实的判断,从而提供了一种灵活的方法,并为电力系统的运作提供了另一层安全保障。
        2.2暂态保护在电力系统继电保护中的应用
        传统的继电保护工作主要采取过滤方式,需要耗费大量的人力与研究精力,早已无法满足电力系统的运行需求。作为人工智能技术在电力系统继电保护中的一种应用形式,暂态保护的应用不仅可以有效提高电力系统继电保护工作效率,且还可以解决单一工频信号所不能解决的那些问题,大大提高故障判断精准度。具体来说,其工作原理为:根据故障所在位置、所属类型以及持续时间等对故障进行精确的分析与判断,将高频信号从故障暂态中提取出来并应用高频信号保护电力设备与输电线路。
        2.3变压器继电的保护?
        变压器是电力系统稳定运行和应用的关键要素。因此,中国电力公司逐步开始应用人工智能技术,加强变压器的保护。首先是气体保护。集成到电力系统变压器中的油箱经常出现故障,从而产生更多有毒物质和可燃气体,并影响电力系统的安全运行。人工智能技术能够动态监测变压器气体,如果变压器气体浓度超过规定标准,能够及时进行断电操作并发出报警,减少故障造成的损失。变压器气体结构。第二,保护短路。人工智能技术可通过阻抗保护器保护电力系统变压器的短路。根据相关数据,人工智能技术的应用可实现电路系统配置,并在变压器内部短路时自动运行。


        2.4人工神经网络在电力系统继电保护中的应用
        人工神经网络近年来一直是人工智能领域中的研究热点,在电力系统继电保护工作中发挥着极其重要的作用,主要适用于以下几个方面:(1)判断故障类型与距离,如可以BP模型作为方向辨别设备,快速判断出故障所在方向并有效保护输电线方向;(2)区分正确方向与反方向电流故障。人工神经网络具有优异的学习与辨别能力,有了它的支持,工作人员便可以更好地进行分析与辨别,保护电流方向正确的故障,并及时关闭反方向的电流故障,以有效提升电流灵敏度;(3)与专家系统配合使用,全方位诊断电力系统继电保护中所存在的故障。
        2.5计算机化
        随着国家社会经济的迅速发展,计算机系统的硬件设施发生了重大变化,相关的硬件风险保护设施得到优化。它被用于电力系统的继电保护设施,受到电力行业的好评,也取得了良好的效果。但是,电力系统也大大提高了微型计算机的保护标准。一般来说,计算机化不仅提供了良好的准备,而且还提供了在短时间内存储和处理故障信息和相关数据的能力。此外,它的使用还可以提高电网的通信能力,进而提高电力系统继电保护设施的总体效率和运行率。
        2.6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。
        2.7暂态保护的应用
        在这一阶段,由于人工智能技术得到广泛应用,因此有可能准确评估故障的形式和原因,以便工作人员能够采取措施,尽快处理故障,从而使继电保护有效运作,从而减少不必要的时间成本。此外,它还提高了故障诊断的准确性,从而降低了不必要的成本。此外,在临时保护的情况下,在特定的应用程序中,它可以确保更准确地评估故障。其主要工作原则是,通过使用有效信号,可以有效地保证电气设备和输电线路。过去,继电保护方法不能有效满足电力系统的要求,因为它主要采用过滤,忽略了故障信号,使工作人员无法及时发现问题,而这种过滤方法需要大量人力、物力和财力资源。在这种情况下,临时保护不仅可以有效地减轻上述压力,而且还可以有效地弥补某些缺陷,使智能技术能够有效地发挥作用。
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
        [1]人工智能在继电保护中的应用[J]. 吴兴龙,陈乐,张芸.山东工业技术. 2018(19)
        [2]人工智能技术在电力系统继电保护中的应用[J].胡斌.电子技术与软件工程.2017(20)
        [3]电力系统自动化中智能技术的应用[J].常红艳.电子测试. 2016(18)
        [4]继电保护中的人工智能技术分析[J].梁栋.电子技术与软件工程.2016(09)
       
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