人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用

雷健

摘要：一般情況下，對(duì)于電力系統(tǒng)而言，其在具體的運(yùn)行中會(huì)受到許多因素的制約，進(jìn)而就會(huì)存在振蕩、過(guò)負(fù)荷等一系列情況，進(jìn)而不利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，為確保故障能夠盡快的解決，我們需要把人工智能技術(shù)有效運(yùn)用在繼電保護(hù)系統(tǒng)中，通過(guò)使用這一技術(shù)，能夠提高繼電保護(hù)的智能化水平，進(jìn)一步確保電力行業(yè)具有良好的發(fā)展空間。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù);電力系統(tǒng);繼電保護(hù);應(yīng)用

一、人工智能的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)在人工智能的研發(fā)上起步的時(shí)間比較短暫，相比于發(fā)達(dá)國(guó)家還略顯不足。人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，還沒(méi)有得到全面的普及，僅僅處于一個(gè)起步的階段。在我國(guó)當(dāng)前的電力系統(tǒng)中，人工智能通常在繼電保護(hù)中進(jìn)行應(yīng)用，取得的效果比較明顯。在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，電力行業(yè)通常會(huì)使用電磁繼電器來(lái)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，這種裝置雖然可以起到一定的保護(hù)作用，但是它的缺點(diǎn)也非常的明顯，電磁繼電器在運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁效應(yīng)，電磁效應(yīng)的出現(xiàn)，會(huì)降低保護(hù)器的性能，存在失效的幾率。隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置也在得到不斷的改進(jìn)，現(xiàn)階段，電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能化斷路，可以有效的提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在這個(gè)過(guò)程中，人工智能在其中發(fā)揮出了非常重要的作用，也是繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)智能化操作的關(guān)鍵性技術(shù)。在電力行業(yè)的不斷研發(fā)下，人工智能與電力系統(tǒng)會(huì)更加的契合，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性會(huì)得到更加明顯的提升。

二、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的日新月異與更新?lián)Q代，我國(guó)的電力系統(tǒng)也相應(yīng)地得到了蓬勃發(fā)展。而隨著人工智能理論技術(shù)的不斷發(fā)展，以專家系統(tǒng)、暫態(tài)保護(hù)技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及模糊技術(shù)等為代表的智能理論方法已經(jīng)在電力系統(tǒng)領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用，尤其是關(guān)于微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用更是日趨成熟。微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)由于其超強(qiáng)的數(shù)字計(jì)算、邏輯處理能力以及自我檢測(cè)能力而被廣泛地運(yùn)用于電氣設(shè)備及高低壓線路的繼電保護(hù)中。目前，我國(guó)的微機(jī)保護(hù)設(shè)備已經(jīng)取得了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，其技術(shù)及性能甚至超過(guò)了進(jìn)口的繼電保護(hù)設(shè)備，完全能夠取代進(jìn)口設(shè)備。但整體來(lái)說(shuō)，我國(guó)人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用研究目前還處在開(kāi)始階段，相信隨著時(shí)間的推移及科技的不斷發(fā)展，我國(guó)在電力系統(tǒng)中會(huì)越來(lái)越多地運(yùn)用到人工智能技術(shù)。

三、人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用

（一）專家系統(tǒng)的應(yīng)用

專家系統(tǒng)是人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的一種應(yīng)用，該系統(tǒng)主要適用于那些對(duì)時(shí)間要求不高的繼電保護(hù)工作中。比如，故障診斷、故障勘測(cè)等工作，當(dāng)然專家系統(tǒng)還可以應(yīng)用在定值智能化的整合計(jì)算系統(tǒng)中，以及應(yīng)用在相關(guān)零序電流的保護(hù)整定計(jì)算中。不管是應(yīng)用在哪一種系統(tǒng)中都可以實(shí)現(xiàn)提高繼電保護(hù)工作效率的目的。同時(shí)專家系統(tǒng)的應(yīng)用原理是指將繼電保護(hù)裝置工作中的動(dòng)作表示出來(lái)，或者是將運(yùn)行人員的診斷經(jīng)驗(yàn)等內(nèi)容用規(guī)則表現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)一步將相應(yīng)的故障診斷專家列入電力系統(tǒng)當(dāng)中，這樣一來(lái)可以方便工作人員尋找系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因，能夠及時(shí)采取有效的對(duì)策去解決問(wèn)題。此外，通過(guò)利用這些規(guī)則還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題全方位分析，進(jìn)而可以解決電力保護(hù)設(shè)計(jì)中的矛盾沖突。

（二）暫態(tài)保護(hù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，由于人工智能技術(shù)得到人們廣泛的使用，因此，可以對(duì)故障的形式進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，以及找出故障存在的原因，以便工作人員能夠采取措施進(jìn)行盡快的處理，使繼電保護(hù)工作能夠高效的運(yùn)行，進(jìn)而可以減少不必要的時(shí)間成本。此外，其還可以增強(qiáng)故障判斷的準(zhǔn)確性，進(jìn)而減少不必要的成本浪費(fèi)。再者，對(duì)于暫態(tài)保護(hù)而言，其在具體的應(yīng)用中，能夠確保故障的判斷更加準(zhǔn)確，其主要的工作原理在于：通過(guò)使用一些有效的信號(hào)，可以使電力設(shè)備、輸電線路得到有效的保障。以往的繼電保護(hù)方式不能有效符合電力系統(tǒng)的要求，因?yàn)槠渲饕鞘褂眠^(guò)濾的方式，進(jìn)而就會(huì)忽略故障信號(hào)，不利于工作人員及時(shí)找出存在的問(wèn)題，與此同時(shí)，這一過(guò)濾方式會(huì)投入大量的人力、物力、財(cái)力。基于這一現(xiàn)狀，暫態(tài)保護(hù)的應(yīng)用就會(huì)發(fā)揮出有效的價(jià)值，不但能夠緩解上述的壓力，而且還可以把一些故障進(jìn)行有效的提取，這樣就會(huì)使智能技術(shù)得以有效的發(fā)揮出來(lái)。

（三）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由于可以模擬人腦進(jìn)行思考及處理問(wèn)題，因此在電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)中得到了廣泛應(yīng)用。目前，主要運(yùn)用在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的類型及測(cè)定故障的距離等方面。比如，對(duì)于非線性的過(guò)渡電阻發(fā)生短路這一現(xiàn)象，普通的距離保護(hù)對(duì)于故障發(fā)生的位置很難加以判斷，因此極易造成拒動(dòng)或者是誤運(yùn)作，但利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就能夠正確地對(duì)故障加以判斷，原因是由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的故障樣本涵蓋了各種故障類型及故障原因。同時(shí)，也有人提出將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)的方向保護(hù)與電力系統(tǒng)的主要設(shè)備的保護(hù)當(dāng)中。比如，用BP模型來(lái)判別元件，經(jīng)過(guò)研究實(shí)踐發(fā)現(xiàn)BP模型能夠?qū)崿F(xiàn)快速而準(zhǔn)確地將故障的方向判別出來(lái)。

（四）數(shù)字繼電保護(hù)的智能化

數(shù)字化技術(shù)我國(guó)當(dāng)前的許多領(lǐng)域中都有所應(yīng)用，是一種非常先進(jìn)的技術(shù)。人工智能在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的過(guò)程中，要注重?cái)?shù)字化技術(shù)的引入工作。通過(guò)數(shù)字化技術(shù)的融合，打造數(shù)字化的電路，這樣可以有效的提升繼電保護(hù)裝置的智能化程度，提升對(duì)電力系統(tǒng)保護(hù)的效果，相比于傳統(tǒng)的電磁繼電保護(hù)，這種數(shù)字化繼電保護(hù)的功能明顯更加的強(qiáng)大，可以給電力系統(tǒng)提供更強(qiáng)的安全性。數(shù)字繼電保護(hù)的目標(biāo)主要是電力系統(tǒng)中的變壓器和電動(dòng)機(jī)，可以起到非常好的繼電保護(hù)作用，特別是在電壓的電網(wǎng)中，效果更加的明顯。過(guò)流繼電器就是數(shù)字繼電保護(hù)的一種，過(guò)流繼電器可以在運(yùn)行的過(guò)程中，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致的監(jiān)控，當(dāng)電力系統(tǒng)中的電流處于正常的數(shù)值范圍之內(nèi)的時(shí)候，繼電器不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)電力系統(tǒng)中的電流值超出額定值的時(shí)候，繼電器會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng)，切斷電力系統(tǒng)中的電流，從而打造繼電保護(hù)的目的。

（五）計(jì)算機(jī)化的應(yīng)用

隨著我國(guó)社會(huì)整體經(jīng)濟(jì)水平的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)硬件也得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，相應(yīng)的危機(jī)保護(hù)硬件也得到有效提升。計(jì)算機(jī)化在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中也被廣泛應(yīng)用，如今已經(jīng)獲得了令人矚目的成績(jī)和效果，同時(shí)電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求也變得越來(lái)越高，通常情況下計(jì)算機(jī)化除了具備超強(qiáng)的保護(hù)功能之外，還具備超大容故障信息和數(shù)據(jù)的存放空間，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)快速的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，與此同時(shí)計(jì)算機(jī)化的應(yīng)用還可以提高網(wǎng)絡(luò)資源的通信能力，強(qiáng)大的通信能力能夠大幅度提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作的效率。此外，計(jì)算機(jī)化的應(yīng)用主要是以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)資源能力的以及相關(guān)語(yǔ)言編程，進(jìn)而不斷提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作的效率和質(zhì)量，充分發(fā)揮人工智能技術(shù)的價(jià)值。

四、結(jié)論

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展及人們生活質(zhì)量的大力提升，我國(guó)的用電需求也相應(yīng)在呈幾何倍地增長(zhǎng)，從而對(duì)于電力企業(yè)的供電設(shè)備及供電質(zhì)量要求也就就要求更高，而傳統(tǒng)的繼電保護(hù)已經(jīng)無(wú)法滿足目前我國(guó)的企業(yè)及生活用電需求。因此，就需加快將人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)應(yīng)用中的步伐，通過(guò)人工智能技術(shù)的應(yīng)用加快推動(dòng)我國(guó)電力系統(tǒng)朝著智能化方向的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳興龍，陳樂(lè)，張蕓.人工智能在繼電保護(hù)中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（19）：131.

[2]胡斌.人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（20）：257.