人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用

張育善

摘 要：隨著我國綜合國力的不斷提升電力行業也得到有效推動，其中繼電保護技術作為電氣安全穩定運用的重要手段也得到發展。然而就當前電力系統繼電保護的應用狀況來看依然存在著問題，所以筆者本文就人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用進行以下探究，希望能夠為相關人士提供借鑒和參考依據。

關鍵詞：人工智能技術;電力系統;繼電保護;應用

很多時候電力系統在運行的過程中往往會受到諸多因素的影響，使得整個電力系統運行時容易出現震蕩、超過負荷等非正常狀態。所以為了能夠在電力系統出現故障時及時切除故障，我們應將人工智能技術應用在電力系統繼電保護系統中，該技術的應用可以有效提高繼電保護的智能化水平，進而推動我國電力行業蓬勃穩定發展。

一、電力系統繼電保護的應用現狀

電力系統繼電保護的應用現狀我們從以下幾方面分析。首先，時代的進步和發展電力系統繼電保護裝置也變得多樣性，而保護裝置的選擇會直接影響繼電保護工作能否順利進行，所以相關作業人員在選擇保護裝置的時候應選擇功能齊全且具有靈活可靠性的裝置，進一步確保電力系統繼電保護工作能夠高效有序進行。[1]其次，隨著電力系統的快速發展對繼電保護功能的需求也逐漸增大，就當前繼電保護功能來看主要有以下幾個功能，比如，線路保護功能、電容器保護功能以及主變保護功能等，這些功能電力系統繼電保護中發揮著巨大作用。此外，要想提高繼電保護技術還應將其與現代化技術融合，例如，將網絡技術、計算機技術等繼電保護技術相互融合，進而實現提高電力系統繼電保護的工作效率和水平。

二、人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用

（一）專家系統的應用

專家系統是人工智能技術在電力系統繼電保護中的一種應用，該系統主要適用于那些對時間要求不高的繼電保護工作中。[2]比如，故障診斷、故障勘測等工作，當然專家系統還可以應用在定值智能化的整合計算系統中，以及應用在相關零序電流的保護整定計算中。不管是應用在哪一種系統中都可以實現提高繼電保護工作效率的目的。同時專家系統的應用原理是指將繼電保護裝置工作中的動作表示出來，或者是將運行人員的診斷經驗等內容用規則表現出來，進一步將相應的故障診斷專家列入電力系統當中，這樣一來可以方便工作人員尋找系統出現故障的原因，能夠及時采取有效的對策去解決問題。此外，通過利用這些規則還可以實現對繼電保護設計中的問題全方位分析，進而可以解決電力保護設計中的矛盾沖突。

（二）暫態保護的應用

高新技術的飛速發展人工智能技術也被廣泛應用，同時各種判斷故障的方式也層出不窮，這些人工智能技術不僅可以提高電力系統繼電保護工作的效率，還可以提高判斷故障的精準性和準確性，也可以解決那些單一工頻信號不能解決的問題。其中暫態保護的應用可以準確的判斷出故障，它的工作原理主要是利用所產生的信號來保護電力設備和輸電線的，可以根據故障的類型、位置以及持續時間等特點進行分析和判斷。[3]傳統的繼電保護方式已經不能滿足電力系統的運行需求，傳統繼電保護是利用過濾的方式來忽略故障所產生的信號，而這種過濾方式往往需要投入大量的人力和研究精力，所以暫態保護的應用可以有效緩解這些壓力，能夠從高頻信號從故障暫態中高效的提取出來，進而發揮人工智能技術的作用。

（三）人工神經網絡的應用

人工神經網絡主要應用在判斷故障類型、故障距離等方面。比如，利用人工神經網絡可以對高壓輸電線的方向進行保護，通過利用BP模型來當做輸電線保護中的方向辨別設備，不僅可以快速高效的判斷出故障的所在方向，還可以有效保護輸電線的方向。[4]再者我們還可以利用人工神經網絡的學習能力和辨別能力，更好的對電力系統繼電保護中的故障進行分析和辨別，使工作人員能夠在電流正確方向的故障進行保護，而相反方向的電流故障則應當及時的采取閉鎖，因為只有這樣才能實現提高電流靈敏度的目標，讓輸電線電流能夠更好的適應。此外，人工神經網絡還可以與專家系統相互融合來使用，對電力系統繼電保護中的故障進行全方位的診斷，人工神經網絡對整個電力系統繼電保護工作具有重要意義。

（四）模糊理論的應用

模糊理論的應用可以實現傳統數學方式難以做到的計算。近幾年來隨著時代的不斷發展模式理論在電力體統繼電保護中的應用也得到突飛猛進，其中模糊理論主要包括系統規劃、模式控制以及相關的潮流計算，這些理論在電力系統繼電保護中發揮巨大作用。例如，模糊理論的應用可以實現對那些電力生產的不確定進行有效確定，或者是對干負荷變化的不確定進行確定，通過使用模糊理論中的模糊值可以表示某些不確定的關系，進而構建一個有效的電力模糊系統。此外，模糊理論相比傳統無工電壓算法獲得的效果更顯著，傳統的無工電壓算法主要是以單目標來優化問題，此方式并不能做到充分考慮限制控制量調節的目的，所以為了實現校正違界電壓應利用模糊理論對電能質量進行綜合評估。

（五）遺傳算法的應用

遺傳算法也是人工智能技術中在電力系統繼電保護工作中的一種，它主要是基于大自然的選擇和遺傳機制，通過利用計算機設備上模擬相應的生物進化，以此來尋找最佳的且最有效的搜索算法，遺傳算法本身就具有很多的優勢和優點。[5]比如，可以在較為復雜和龐大的搜索空間中進行自適應的搜索，通過這種方式可以選擇出最佳且最準確的算法，當然遺傳算法還具備算法簡單且適用性超強的優點，此外，遺傳算法在進行求解問題方面幾乎沒有任何限制，也不會涉及到那些復雜的數學求求解過程，能夠獲得最全面的且最優的解集，這也正是遺傳算法被廣泛應用在電力系統繼電保護中的原因，當然我們還可以通過構建合理的數學模型來解決故障問題，進而充分發揮遺傳算法的作用和價值。

（六）計算機化的應用

隨著我國社會整體經濟水平的飛速發展，計算機硬件也得到突飛猛進的發展，相應的危機保護硬件也得到有效提升。計算機化在電力系統繼電保護中也被廣泛應用，如今已經獲得了令人矚目的成績和效果，同時電力系統對微機保護的要求也變得越來越高，通常情況下計算機化除了具備超強的保護功能之外，還具備超大容故障信息和數據的存放空間，可以實現對繼電保護快速的進行數據處理，與此同時計算機化的應用還可以提高網絡資源的通信能力，強大的通信能力能夠大幅度提高電力系統繼電保護工作的效率。此外，計算機化的應用主要是以共享全系統數據、網絡資源能力的以及相關語言編程，進而不斷提高電力系統繼電保護工作的效率和質量，充分發揮人工智能技術的價值。

（七）模糊識別的應用

模糊識別的應用也是電力系統繼電保護中工作中的重要環節，主要是對那些高祖抗檢測和距離保護等方面的管理，它的具體應用模式識別技術和微處理新型模式的繼電保護裝置，可以通過模糊識別來改變電力系統中的配電線接地保護裝置，其原理主要是通過對其內部的微處理機制，對電壓和電流信號的模式進行識別和保護，進一步度電力系統繼電保護中的電流和電壓進行數據比較，以此來精準的鑒別繼電保護高阻抗的工作狀態。

（八）小波分析的應用

隨著國民經濟的飛速發展電力系統也得到不斷提升，人工智能技術也被廣泛應用在繼電保護中，如今已經獲得了令人矚目的效果和成績，在電力系統中起著至關重要的作用。所以為了促進我國電力行業健康快速發展我們還應充分利用人工智能技術來優化繼電保護工作，其中小波分析的應用在電力系統中有著很多的促進作用，它主要包括對電流電壓等相關故障的分析和診斷，我們還可以將小波分析與現代化其他技術相互結合使用，通過小波分析的方式可以有效提取電流間斷角的特征，隨后在結合模糊理論對電力系統中的故障進行分析。此外，我們還可以利用小波變化分別提取電力系統中變壓器正常運營的電流信號，以及變壓器非正常運營過程中產生的電流信號，進而為后續電力系統繼電保護工作提供數據基礎。

三、結語

綜上所述，隨著人們生活質量的不斷提升用電需要也逐漸增大，同時對電力企業供電的質量要求也變得越來越高，傳統的繼電保護已經不能滿足當下人們的用電需求。而要想滿足人們實際需求應將人工智能技術應用在電力系統繼電保護中，該技術的應用可以推動我國電力系統朝著智能化方向快速發展，進而充分發揮人工智能技術的作用。

參考文獻：

[1]吳興龍，陳樂，張蕓.人工智能在繼電保護中的應用[J].山東工業技術，2018（19）：131.

[2]胡斌.人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用[J].電子技術與軟件工程，2017（20）：257.

[3]劉育彤.DB制藥公司財務風險預警及防范研究[D].沈陽工業大學，2017.

[4]常紅艷.電力系統自動化中智能技術的應用[J].電子測試，2016（18）：123-124.

[5]梁棟.繼電保護中的人工智能技術分析[J].電子技術與軟件工程，2016（09）：254.