淺析自適應(yīng)繼電保護及其前景展望

劉卓睿，楊葉林

（1.南昌大學(xué)，江西 南昌 330031；2.國網(wǎng)江西省電力有限公司贛州分公司，江西 贛州 341000）

0 引言

通過模糊邏輯技術(shù)的完全整合，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和基于控制技術(shù)的自動化推動了自適應(yīng)技術(shù)的不斷發(fā)展，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行整合，借助模糊邏輯實現(xiàn)，實現(xiàn)了自動化控制等[1]。針對電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種故障，在應(yīng)用此技術(shù)的過程中，快速識別故障的類型后，就具有針對性地對其進行策略的采取，確保了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[2]。

1 自適應(yīng)的繼電保護主要功能

1）自適應(yīng)繼電保護可應(yīng)用于遠程信息

信息的交換過程一般在特定的通信方式中進行應(yīng)用，實現(xiàn)了相互之間的傳遞，如在控制中心以及變電站中，實現(xiàn)了繼電保護中對于信息的收集。為了實現(xiàn)在繼電保護中實現(xiàn)信息的準確性，就要確保信息的及時性以及可靠性，使其順利地開展接下來的工作。

2）開關(guān)量信息實現(xiàn)自適應(yīng)信息功能完成

當利用計算機進行保護，對信息進行收集的過程中，一定要注意時效性。保護依據(jù)的就是斷路器的信息、開關(guān)分合的信息等，這都是非常必要而且重要的工作。

3）最為基礎(chǔ)的就是被保護元件中的實時信息

在對于故障進行判斷的過程中，利用傳統(tǒng)的繼電保護，一般最為重要的就是故障信息的掌握，從而才能利用信息進行判別，出現(xiàn)的問題就是不具有時效性。利用自適應(yīng)技術(shù)可以克服這些缺陷，當技術(shù)人員在發(fā)現(xiàn)故障的過程中，因為已經(jīng)對其組件內(nèi)的實時信息進行保護，方便故障后的查詢和診斷，可以縮短維護時間，有利于預(yù)防和處理故障。

2 處理自適應(yīng)的功能信息方式

在處理故障的過程中，一般會通過兩種方式應(yīng)對自適應(yīng)功能信息保護，其中有利用各種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)自適應(yīng)以及在模糊的邏輯應(yīng)用下實現(xiàn)。后者的原理就是因為模糊集理論出現(xiàn)在電力系統(tǒng)繼電保護中通過自適應(yīng)的發(fā)揮，實現(xiàn)了保護功能。而前者在故障的判斷上因為有容錯性的特點，就可以實時地進行管理與控制，實現(xiàn)了繼電保護的順利開展。自適應(yīng)的各項功能的發(fā)揮，可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行處理以及信息的儲存等，也就是實現(xiàn)其他功能的發(fā)揮。應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行自適應(yīng)功能后，信息更方便查看適應(yīng)和接受。最突出的優(yōu)勢就是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的過程中不會跟隨電力系統(tǒng)的變化，不受外界的影響，不會對其數(shù)據(jù)信息造成影響，保障了故障處理的效率。

3 自適應(yīng)技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護中的實際運用

3.1 過電流自適應(yīng)的保護

因為要在電力系統(tǒng)中對線路故障進行及時的發(fā)現(xiàn)以及控制，所以就要設(shè)置當前值，若是實際電流超出范圍，就會自動地啟動保護裝置。在運行的過程中，通過自適應(yīng)的保護，就會實現(xiàn)兩種目的：過載以及短路保護。其中，在保護的過程中針對過載元件，就可以利用自適應(yīng)技術(shù)進行保護。瞬時電流出現(xiàn)過大一般發(fā)生的原因就是電力系統(tǒng)中短路現(xiàn)象出現(xiàn)的緣故。所以就要進行保護，可以通過自適應(yīng)保護來實現(xiàn)。在應(yīng)用過程中，主要解決的問題就是絕緣等級弱化引起的的瞬時電流問題，異常過載的短路也可以進行保護。實際電力系統(tǒng)的電源線一旦發(fā)生故障，就可以利用繼電保護裝置進行保護。根據(jù)實際情況，對于異常的故障以及元件可以進行切斷，沒有影響的元件在整段的輸電線路中要進行隔離，一般情況都是正常的，沒有開啟保護。

3.2 電流速斷保護

在自適應(yīng)繼電保護方法中，其中一個附加保護方法就是電流速斷保護。在應(yīng)用過程中，一定要有針對性的進行保護，而且不帶時限動作，就會實現(xiàn)自適應(yīng)繼電保護過程穩(wěn)定。電流的速斷定值就會被確定，下一條的電路出口處就會有電流流過，而且是當三相短路時，其中電流保護公式為：

在實際的短路系統(tǒng)中，在線路上的短路電流對于位置進行確定主要取決于工作模式、電流大小、短路類型以及短路點等。短路的電流用下式表示：

實際在自適應(yīng)的電流速斷保護中，跟傳統(tǒng)快速故障診斷方法相比較，最為主要的優(yōu)勢就是實現(xiàn)了創(chuàng)新。因為在運行過程中，短路類型的差異，不穩(wěn)定的就是快速釋放保護的設(shè)定值，其中電流整定值

公式：

3.3 使用變電站綜合信息的自適應(yīng)

當電力系統(tǒng)在運行過程中，因為實際運行中會有很多的變化，比如電力系統(tǒng)就具有非常繁瑣以及復(fù)雜的特點，在繼電保護過程中，只有基于綜合考慮系統(tǒng)的各個方面，才能應(yīng)對變化。在電力系統(tǒng)中，科學(xué)技術(shù)經(jīng)過了數(shù)字技術(shù)，從而進入到了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。從信息技術(shù)到人工智能的技術(shù)的發(fā)展，在對其進行管理過程中，就實現(xiàn)了自適應(yīng)保護。對其綜合信息網(wǎng)的控制以及監(jiān)測中，首先就要對系統(tǒng)中的每一個信息進行收集，比如每個開關(guān)裝置的記錄，電器元件，實際的電流和電壓值變化，各部件的工作原理以及影響的信息。接下來就是應(yīng)用的過程，根據(jù)收集的信息，對電力系統(tǒng)的運行情況進行了解，而且因為了解其各部件的工作原理之后，就可以利用各自的優(yōu)勢進行自由地實現(xiàn)調(diào)配以及對其繼電器進行優(yōu)化。因為在繼電保護系統(tǒng)中使用了自適應(yīng)技術(shù)，了解了各項信息之后，因為很多的元件出現(xiàn)問題，就可以將其挑選出來，在整個電氣系統(tǒng)中分離出來沒有損壞的電氣元件，將其誤差盡量地減小到最小，這樣在整個系統(tǒng)中將其故障降到最低影響，實現(xiàn)了保護繼電保護的目的。

3.4 縱聯(lián)的自適應(yīng)保護

在保護高壓輸電線路的方法中，對于繼電器保護，比較常見的技術(shù)是縱聯(lián)的保護。因為此方式的優(yōu)勢就是在保護的過程中速度非?？?。高壓輸電線中一般會安裝兩個縱向保護，其中一個可以實現(xiàn)對其線路中的故障及時地發(fā)現(xiàn)，并對其進行保護，具有實時性；另一個就是針對發(fā)現(xiàn)的故障進行針對性的處理。在縱聯(lián)的保護方法中一般比較常見的就是利用電流相位進行縱聯(lián)保護，以及比較縱聯(lián)保護，所以在應(yīng)用時一定要根據(jù)實際情況，對其進行仔細的分析，利用兩者的優(yōu)勢，實現(xiàn)其自適應(yīng)的繼電保護。

4 自適應(yīng)繼電保護發(fā)展前景

4.1 在線進行整定計算

因為對電力系統(tǒng)有嚴格的要求，從而利用在線的整定計算，實現(xiàn)對每一個裝置進行保護，和傳統(tǒng)的在線整定計算方法相比，此方法更為簡單。為了實現(xiàn)在工作的過程中裝置可以更為協(xié)調(diào)，就要在整定值上進行計算，實現(xiàn)了系統(tǒng)裝置性能的優(yōu)化。今后在研究的過程中，應(yīng)用自適應(yīng)繼電保護技術(shù)，就可以使在線設(shè)置上計算更為快速，實現(xiàn)在線整定。人們在線進行整定，隨著社會的發(fā)展，也會實現(xiàn)預(yù)見功能的優(yōu)化。

4.2 使用方法更為便捷化

隨著我國綜合國力的增強，科學(xué)技術(shù)的進步，微型計算機的使用就出現(xiàn)了。所謂的微機，和傳統(tǒng)的保護方式相比較，實現(xiàn)了模擬，在科學(xué)技術(shù)的引導(dǎo)下，可以在現(xiàn)場進行應(yīng)用，可以對其問題進行維護，實現(xiàn)有目的的調(diào)試。目前計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，在自適應(yīng)繼電保護發(fā)展的過程中，應(yīng)該結(jié)合計算機的智能化，實現(xiàn)簡化計算機設(shè)備上的各種功能的程序。

4.3 對電力系統(tǒng)的綜合信息進行及時把握，提高繼電保護的及時性

我國相關(guān)專家對模糊邏輯的研究，目前還有待加強，為了實現(xiàn)得到的數(shù)據(jù)更為準確，未來應(yīng)該在結(jié)構(gòu)上進一步研究。在對其數(shù)據(jù)進行分析的過程中，對于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該根據(jù)模糊邏輯，定量地做好分析，提高電力系統(tǒng)的工作效率。

5 結(jié)束語

隨著電網(wǎng)數(shù)字化與智能化的日益發(fā)展，電網(wǎng)對于繼電保護這一傳統(tǒng)專業(yè)也提出了越來越高的要求，而自適應(yīng)技術(shù)在提升繼電保護可靠性與智能性方面有著巨大的應(yīng)用前景，相信隨著計算機水平與相關(guān)算法的不斷提升，自適應(yīng)技術(shù)將會越來越緊密的與繼電保護相結(jié)合，從而更加廣泛的應(yīng)用到電網(wǎng)的堅強運行方面。

參考文獻：

[1]梁秀梅.自適應(yīng)繼電保護原理及其特點解析[J].硅谷，2013，6（20）∶130-131.

[2]許俊麗.20 kV配電網(wǎng)自適應(yīng)繼電保護的研究[D].河北工業(yè)大學(xué)，2012.