自適應技術在電力系統繼電保護中應用

張禮才

摘要：自適應技術是我國電力系統中常用的一種保護技術，對于保證系統的正常運行具有重要意義。對自適應技術的應用原理、自適應功能信息處理方法、自適應技術在電力系統繼電保護中的實際運用以及自適應技術在電力系統繼電保護方面的未來發展四個方面進行深入地研究分析，以期為自適應技術在電力系統繼電保護中的實際應用提供參考。

關鍵詞：電力系統繼電保護;自適應技術;電流速斷保護

自適應技術在電力系統繼電保護中的又被稱為自適應繼電保護，即利用一些基本保護裝置根據電力系統的實際變化進行調整以適應系統的需求，及時排除系統出現的各種故障。這一技術的應用基礎是信息技術以及數字技術，因此在大數據時代以及信息時代已然到來的大背景之下繼續進行該技術的應用研究具有重要的實際意義。

1.自適應繼電保護原理

（1）利用開關量信息實現自適應功能。計算機保護為了能夠實現自適應能力必須要獲取信息變化的相關信息，主要是各種開關和斷路器的分和信息。

（2）利用被保護元件的實時信息實現自適應繼電保護。傳統的繼電保護措施大多都是建立在實時故障信息的基礎之上進行故障的判別，這樣不能夠很快地解決信息故障問題;自適應繼電保護主要是對保護原件的實時信息進行分析并合理利用，這樣就能在故障發生前做好處理故障的準備，或者在故障發生后第一時間找出故障元件，縮減故障處理時的時間。

（3）利用變電站綜合信息實現自適應功能。電力系統能夠通過變電站對整個電力系統的運行進行控制，變電站掌握著開關量的信息、每一個電器元件的電流電壓等信息，對這些信息很好地把握，才能夠更好地適應整個運行系統。對變電站的信息進行合理有效的適應，能夠在最大程度上發揮不同原理繼電保護的優勢，為電力系統提供一定的繼電保護條件。

（4）利用遠方信息實現自適應繼電保護。利用各種通信方式從遠方的變電站和調度中心獲取一些有利于實現自適應繼電保護的其他信息，但必須要對信息的時效性和可靠性就行辨認。

2自適應技術的信息處理方法

神經網絡和模糊邏輯是自適應技術常用的兩種信息處理方式，利用兩種方法都可以實現電力系統的自適應保護。但是二者依舊有一定的差異：利用神經網絡技術進行系統的自適應保護主要是強調信息的收集和分析功能，即通過保護系統在最短的時間內收集內部結構以及整個系統中所有的運行信息，并對這些信息進行加工處理，使得信息能夠更好地被適應，并且保證處理后的信息具有一定的抗干擾性，進而確保無論電力系統實際運行發生什么變化都能夠及時適應，從而避免各種故障的出現或者及時解決系統中出現的故障。利用神經網絡進行自適應信息處理的優勢在于系統具有一定的容錯性，可以更好地實現對電力系統中復雜故障信息的管理;以模糊邏輯作為基礎的自適應技術應用就是在電力系統的實際繼電保護工作中引入模糊邏輯理論，根據理論邏輯知識在處理電力系統的過程中存在的故障并分析可能存在的故障以盡早排除。

3自適應技術在電力系統繼電保護的實際應用

（1）過電流保護 過電流保護是電力系統中自適應技術應用的關鍵。其基 本原理就是通過收集系統中的過電流信息以控制電路中的實 際電流，使得電力系統中的過電流保持在額定范圍之內，從而 確保系統的正常運行。在電力系統繼電保護工作中，過電流保 護是相關技術人員常用的一種線路保護手段。其主要是根據 電力系統的最大負荷電流對實際電路系統中的過電流進行自 適應，及時啟動繼電保護裝置對線路進行保護，從而保證系統 的安全運行。

（2）使用變電站綜合信息的自適應 電力系統是一個規模巨大、構造復雜的巨大操作系統，對 其進行繼電保護需要綜合考慮系統中各個方面的信息以把握 全局，從而更好地適應系統運行的實際變化，因此使用變電站 綜合信息的自適應是對電力系統進行繼電保護的核心手段。 隨著數字技術、網絡技術、信息化技術以及人工智能技術的不 斷發展，對整個電力系統的綜合信息進行管理控制實現自適應 保護成為現實并日漸成熟。具體而言，對電力系統的綜合信息 進行管理控制首先要收集關于電力系統中所有信息，包括每一 個設備、電氣元件的開關記錄、實際電流電壓值及其變化、各個 元件的工作原理、動作信息等。電力系統繼電保護裝置的結構 如圖 1 所示，在對其加以應用的過程中，首先，通過對變電站綜 合信息的收集分析，控制系統能夠把握整個電力系統的實際運 行狀態，從而可以利用相鄰保護裝置的不同工作原理對各個裝置進行搭配，實現優勢互補，進而達到繼電保護裝置的最優化。 其次，自適應技術在繼電系統中的應用也體現在通過綜合信息 的管控可以及時對系統中的故障元件進行阻斷，而對其周圍的非故障電器元件則實行隔離，盡可能地降低故障對整個電力系 統的影響，起到應有的繼電保護作用。

（3）自適應自動重合閘。自適應自動閘可以很好地糾正不正當的誤跳閘現象，能夠在很短的時間內恢復電力系統的工作。

（4）電流速斷保護電流速斷保護是電力系統自適應技術應用的最直接、最有效的手段。其較之于其他繼電保護手段具有速動性、選擇性兩個特點。所謂速動性，即反應迅速。一旦通過信息分析作出電流速斷保護的決定，對整個系統的運行會產生直接速效的后果;選擇性則是當發現電力系統中出現故障時要有選擇地將導致故障發生的原件進行切除，但是在進行選擇的時候一定要保證其穩定性和可靠性。與此同時，還必須兼顧快速的原則。電力系統的運行過程中一旦設備出現故障，其可能造成的影響非常嚴重，故障的每分每秒對于整個系統的運行而言都具有舉足輕重的作用。因此，在電力系統繼電保護的實際應用過程中必須落實好電流速斷保護。目前，隨著電力系統的逐漸增大以及電力系統結構和故障的日趨復雜，電力系統繼電保護工作的難度也越來越大。因此，必須進一步提高自適應技術在繼電保護方面的應用水平，從而更好地發揮電流速斷保護在電力系統中的作用。

4自適應技術在電力系統繼電保護方面的未來發展

自適應技術相比于電力系統中傳統保護而言，其優勢就在于信息收集的及時性以及反應的迅速性。這兩點優勢決定了自適應技術在電力系統繼電保護中能夠解決傳統手段不能克服的困難，能夠更好地發揮作用。因此，其未來的發展方向也應該在于提高自己的優勢，并逐漸拓展優勢。

首先，利用最新的信號處理技術對電力系統的綜合信息進行及時把握，提高繼電保護的及時性。在上文中筆者已經提及，自適應技術在信息處理時常用的兩種方式是模糊邏輯和神經網絡。就模糊邏輯而言，其目前的研究和發展并不是十分完善，因此在日后有必要進行更深入地研究和分析，優化其分析結構，從而保證數據分析的準確性。就神經網絡而言，則可以進一步提高其對數據進行定量分析的能力，或者將其與模糊邏輯相結合，提高整個系統的工作效率。其次，利用人工智能技術進行自學習，從而更好地實現自適應繼電保護。人工智能技術是21世紀得到迅速發展的關鍵技術，這一技術也將是電力系統繼電保護的未來發展方向。隨著社會的不斷發展，人們對電力的需求逐漸增加，因而電力系統的規模逐漸增大，也更加多樣化和復雜化，簡單地利用數據模型進行系統的繼電保護顯然并不現實。因此，利用人工智能技術對各種數值和特性進行自學習，從而實現自適應保護是我們共同努力的方向。

結語：

自適應技術在電力系統的繼電保護方面的應用主要有過電流控制、電流速斷以及綜合信息控制管理三個方面，但是概括來說其原理依舊是利用信息技術、數字處理技術對電力系統的運行信息進行處理，從而預防或者盡快解決系統中已經出現的故障，從而起到繼電保護的作用。其未來的發展方向將主要體現在人工智能技術的開發，因此勢必需要相關學者們進行更多的研究。

參考文獻：

[1]王秋紅，羅建.電磁暫態仿真程序EMTP在電力系統繼電保護中的應用[J].重慶電力高等專科學校學報，2008（4）：15-17.

[2]周澤聽，周春霞，董明會，等.國家電網仿真中心動模實驗室建設及繼電保護試驗研究[J].電網技術，2008（22）50-55.