基于人工智能技術(shù)的電力系統(tǒng)母線保護(hù)的應(yīng)用研究

孫恒東

（江蘇省電力公司檢修分公司南京運(yùn)維分部,210019）

基于人工智能技術(shù)的電力系統(tǒng)母線保護(hù)的應(yīng)用研究

孫恒東

（江蘇省電力公司檢修分公司南京運(yùn)維分部,210019）

在電力系統(tǒng)廠站設(shè)備中，母線作為重要構(gòu)成內(nèi)容，為了實(shí)現(xiàn)母線的安全可靠運(yùn)行，就需要完善落實(shí)電力系統(tǒng)母線保護(hù)工作，而在智能化技術(shù)的支撐下，對(duì)于電力系統(tǒng)母線保護(hù)而言，能夠借助這一技術(shù)的運(yùn)用來(lái)滿足母線設(shè)備以及電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行之需。

人工智能技術(shù)；電力系統(tǒng)；母線保護(hù)；應(yīng)用；研究

0 前言

在全面推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)步伐的過(guò)程中，為了進(jìn)一步滿足社會(huì)用電需求，就需要針對(duì)電網(wǎng)超高壓、大容量且遠(yuǎn)距離傳輸發(fā)展之需，提高對(duì)電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)的重視程度，為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全可靠且高效運(yùn)行提供保障。

1 基于人工智能技術(shù)下的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與多Agent系統(tǒng)概述

1.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)路作為一種智能化行為的系統(tǒng)，是借助大量處理元件的連接來(lái)組建成相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是對(duì)人腦組織結(jié)構(gòu)與運(yùn)行機(jī)制的模擬，作為多學(xué)科交叉下的產(chǎn)物，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具備了較高的智能化水平，能夠模仿人腦神經(jīng)系統(tǒng)信息處理功能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的處理。所呈現(xiàn)出的特點(diǎn)為：具備自適應(yīng)能力、泛化功能、非線性映射功能、高度并行處理功能以及聯(lián)想存儲(chǔ)功能，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)下，能夠借助所測(cè)量的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的建模、估計(jì)與逼近，并能夠滿足分類、預(yù)測(cè)以及事兒逼等多方面之需。

1.2 多Agent系統(tǒng)

在人工智能領(lǐng)域中，多智能體系統(tǒng)作為分布式人工智能研究的重要組成內(nèi)容，其本質(zhì)上致力于將復(fù)雜且龐大的系統(tǒng)進(jìn)行縮小，并在具備良好通信能力的同時(shí)，搭建出協(xié)調(diào)且完善的系統(tǒng)。Agent所以呈現(xiàn)出的特征為：自治性、可通信性、反應(yīng)能力以及自發(fā)行為。簡(jiǎn)單的講，Agent作為一種計(jì)算實(shí)體，能夠在一定環(huán)境下，自主且持續(xù)的發(fā)揮出自身的作用，進(jìn)而迎合反應(yīng)性、社會(huì)性以及主動(dòng)性之需。而多Agent系統(tǒng)則是由多個(gè)Agent組成，且各Agent間相互聯(lián)系與作用，展現(xiàn)出了自主性、分布性、協(xié)調(diào)性的特點(diǎn)，且在組織能力、學(xué)習(xí)能力以及推理能力方面具備極大優(yōu)勢(shì)。借助多Agent系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn)題的解決，呈現(xiàn)出了較強(qiáng)的魯棒性，且可靠性與效率性極高。基于控制方式下，該系統(tǒng)可分為集中式與分布式兩種控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式。

2 基于人工智能技術(shù)的電力系統(tǒng)母線保護(hù)的具體應(yīng)用對(duì)策

2.1 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)下電力系統(tǒng)母線保護(hù)的實(shí)現(xiàn)

基于人工智能技術(shù)下，實(shí)現(xiàn)母線保護(hù)的高度智能化，能夠針對(duì)最小不平衡電流進(jìn)行自動(dòng)調(diào)解，在規(guī)避人為干擾因素的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)工作的智能化與自動(dòng)化。基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)下，可將某一段電力母線作為其中的確定物理對(duì)象，且相應(yīng)輸入與輸出分別是：各回路同一時(shí)刻二次檢測(cè)電流與一次側(cè)同一時(shí)刻流過(guò)的電流之和，進(jìn)而搭建出基于輸入與輸出間的函數(shù)關(guān)系，并以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)逼近這一函數(shù)關(guān)系，以此來(lái)尋找問(wèn)題解決之路。而其中的回路一次側(cè)同一時(shí)刻流過(guò)的電流之和，需要滿足克西霍夫電流定律，所以在母線保護(hù)上的物理對(duì)象輸出恒定為零；而經(jīng)過(guò)TA傳變后，受到變比與傳變等誤差的干擾，在TA傳變后，基于同一時(shí)刻下，所流過(guò)的電流之和不僅不會(huì)是零，可能還會(huì)很大，這就意味著在母線保護(hù)這一物理對(duì)象上，輸入之和通常都不會(huì)是零。

而基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)下的電力系統(tǒng)母線保護(hù)，在故障啟動(dòng)方法上，要求能夠針對(duì)目前區(qū)域所出現(xiàn)的故障做出迅速且靈敏的反應(yīng)動(dòng)作，常用的故障啟動(dòng)方法為：采樣值突變量法、小波奇異性法、自適應(yīng)模型預(yù)測(cè)法、瞬時(shí)幅值突變量法。在故障判斷方法上，要求在判斷過(guò)程中，母線保護(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)的可靠判斷，在此過(guò)程中，借助ANN模型能夠?qū)⒛妇€保護(hù)對(duì)象的輸入與輸出關(guān)系進(jìn)行反映，進(jìn)而基于ANN模型的輸出下，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)母線區(qū)內(nèi)與區(qū)外故障的判斷，并以ANN模型輸出變大與故障發(fā)生時(shí)間是否同步這一原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)母線區(qū)外故障TA飽和影響的去除，且需要在故障啟動(dòng)下才能夠?qū)崿F(xiàn)母線保護(hù)出口，以提高出口的可靠性（圖供電公司設(shè)置狀態(tài)監(jiān)測(cè)主機(jī)和狀態(tài)檢修工程師站層、省級(jí)電網(wǎng)技術(shù)監(jiān)督部門設(shè)立狀態(tài)檢修中心計(jì)算機(jī)層三部分，這三層分別負(fù)責(zé)繼電保護(hù)裝置信息的測(cè)量與傳送、接收狀態(tài)監(jiān)測(cè)主機(jī)的數(shù)據(jù)、接收全省各個(gè)站各種保護(hù)裝置的狀態(tài)信息，這些功能的發(fā)揮就能夠較好的完成繼電保護(hù)狀態(tài)檢修計(jì)劃的制定，有效地保護(hù)實(shí)時(shí)控制區(qū)網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。

3 全面獲取繼電保護(hù)有效狀態(tài)信息

為了保證繼電保護(hù)狀態(tài)檢修能夠較好的反映設(shè)備的狀態(tài)信息，筆者建議對(duì)開(kāi)關(guān)電源溫度檢測(cè)、繼電保護(hù)裝置的保護(hù)采集量上傳、液晶顯示器背光點(diǎn)亮?xí)r間統(tǒng)計(jì)上傳這三方面的工作予以高度重視。具體來(lái)說(shuō)，在開(kāi)關(guān)電源溫度檢測(cè)工作中，這一工作需要在開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部靠近電解電容附近裝設(shè)測(cè)溫元件，這樣就能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)備溫度曲線的繪制，而根據(jù)繪制出的曲線圖就能夠較好的推斷出開(kāi)關(guān)電源的使用壽命，大大降低因開(kāi)關(guān)電源電解電容出現(xiàn)故障所引發(fā)的問(wèn)題，開(kāi)關(guān)電源壽命的測(cè)算筆者建議應(yīng)用“十度法則”；而在繼電保護(hù)裝置的保護(hù)采集量上傳工作中，這一工作的作用主要在于在線監(jiān)測(cè)電流采集回路是否正常，而根據(jù)這一回路檢測(cè)就能夠有效的在問(wèn)題出現(xiàn)前對(duì)其進(jìn)行檢修，避免相關(guān)故障的出現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)這一繼電保護(hù)裝置的保護(hù)采集量上傳工，我們需要明晰CPU 采集到的保護(hù)電壓和保護(hù)電流不需要上傳，而上傳的主要是保護(hù)電流和測(cè)量電流，這樣才能夠通過(guò)對(duì)比實(shí)現(xiàn)這一工作的根本追求；而在液晶顯示器背光點(diǎn)亮?xí)r間統(tǒng)計(jì)上傳工作中，這一工作主要根據(jù)液晶顯示器投運(yùn)時(shí)間及背光點(diǎn)亮?xí)r間進(jìn)行其使用壽命的推測(cè)。除了上述三點(diǎn)要點(diǎn)外，繼電保護(hù)狀態(tài)檢修還需要上傳軟硬件版本信息、CRC 校驗(yàn)碼、定值及區(qū)號(hào)、裝置內(nèi)部溫度、開(kāi)關(guān)電源工作時(shí)間、控制回路短線、失電告警、通道監(jiān)測(cè)（線路保護(hù)）、通信口狀態(tài)監(jiān)測(cè)等信息，這樣才能夠較好的保證繼電保護(hù)裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。

4 結(jié)論

在我國(guó)電力事業(yè)的不斷發(fā)展中，繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修將是這一發(fā)展的必經(jīng)道路，為此筆者在本文的研究中提出了關(guān)于繼電保護(hù)裝置狀態(tài)檢修實(shí)用化嘗試的一些看法，希望能夠在一定程度上起到拋磚引玉的作用，推動(dòng)我國(guó)繼電保護(hù)裝置檢修工作的相關(guān)發(fā)展。

[1]陳惠姜.繼電保護(hù)狀態(tài)檢修的實(shí)用化嘗試[J].廣東科技,2014,22:51+49.

[2]鄧久艷.繼電保護(hù)狀態(tài)檢修的實(shí)用化應(yīng)用探究[J].南方農(nóng)機(jī),2015,09:66-67.

[3]宋柯,何滔,鄭焯文,童松,張海翔,呂飛鵬.繼電保護(hù)狀態(tài)檢修的研究[J].四川電力技術(shù),2013,04:62-65.

Application Research of power system bus protection based on artificial intelligence technology

Sun Hengdong
（Jiangsu electric power company maintenance branch Nanjing operation and maintenance branch,210019）

In the power station equipment in the bus system,as an important part of the content,in order to achieve the safe and reliable operation of the bus,you need to improve the implementation of busbar protection work in power system,and intelligent technology,for busbar protection of power system,can help to use the technique to meet the equipment and the actual bus the operation of the power grid.

artificial intelligence technology;power system;bus protection; application; research