人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用

程洪遠

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000）

我國經濟社會的發展離不開電力系統的有效支持，在電力行業取得不斷進展的同時，電力系統的各項保護措施也不斷地推進。作為電力系統中重要的內容的繼電保護承擔著保證電力系統穩定安全運行的作用，但是應當看到在電力系統運行的過程中會受到很多問題的干擾，造成電力系統出現超負荷、震蕩等非正常狀態，引發設備出現故障甚至停電等問題。這些問題的發生，嚴重影響了人們的生產生活。人工智能技術的出現有效的化解了繼電保護在電力系統工作中出現的問題。依托于人工智能技術可以快速地發現所存在的問題，采取措施及時解除故障，實現最大限度將繼電保護在電力系統中出現的問題消除，保障電力系統正常穩定。因此，要深化人工智能技術研究，在電力系統中發揮出相應的作用

一、繼電保護在電力系統中應用情況分析

應當看到，近幾年我國的電力事業取得了舉世矚目的成績。依托于科學技術的不斷發展，電力系統也逐步走向信息化、技術化、智能化。特別是隨著人工智能技術的異軍突起，對于電力系統繼電保護的應用范圍更加廣泛。推動電力系統繼電保護實現不斷發展。在繼電的領域，技術日漸成熟，依托于計算機的應用，微機繼電保護技術因其強大的計算能力、信息處理能力和高效的檢測水平已經在電力系統各領域得到了廣泛的推廣和應用，尤其適用于電氣設備以及各種高壓低壓線路中。我國注重知識產權的研發，在電力系統繼電保護中一直占據著核心競爭力，獲得了相關的知識產權，在繼電保護系統中的研究已經遙遙領先。我國的自主繼電保護設備已經遠遠地優先于進口的各種繼電保護設備，但是隨著人工智能技術的興起，我國在這一領域的研究還沒有跟上世界的步伐，對于人工智能技術的探索還處于摸索階段，還沒有真正的掌握其核心競爭力。當前，我國的繼電保護在電力系統中的應用主要聚焦在人工智能技術領域，這也是今后實現電力系統繼電保護有效發揮相關作用的有效抓手，也是下一步研究探索繼電保護領域的主要方向和關鍵內容。

二、應用人工智能技術的意義

科學技術的推廣和發展，推動了電力系統繼電保護也呈現出日新月異的變化。精良的繼電保護設備可以有效的保護電力系統，維護電力系統正常有序工作。時下，電力系統日趨復雜、功能多樣，對于繼電保護的裝置要求越來越高，所需要的各種功能也在不斷增加。這對繼電保護來說是一個挑戰，繼電保護在電力系統中的作用主要是起到保護線路、電容器、電壓器等功能。繼電保護的工作發揮得好就能夠確保電力系統安全穩定，這幾項功能是決定電力系統安全正常穩定工作的基礎條件。要想真正的提高電力系統中繼電保護的效率和作用，必須要有效地結合當前的信息技術、不斷地改善繼電保護技術、優化繼電保護設備，有效地將當前的網絡技術、計算機技術和繼電保護技術融合在一起，在電力系統繼電保護中融入人工智能技術。一方面可以提高效率，另一方面可以增加低電保護系統的可靠性。引入人工智能技術、借助于智能技術，不僅節省了人力物力，還可以節約成本。特別是在主電路、輔助電路在繼電保護中融入人工智能技術，就可以實現電力系統繼電保護的減少，從而推動電力系統的電源變得更加順暢進步，實現了電力系統故障發生的概率逐步降低。人工智能技術在我國起步晚，還沒有得到廣泛的使用，在電力系統繼電保護中引入人工智能技術大約是在20 世紀。當時所使用的是電池繼電器，這種繼電器不僅起不到保護電力系統重要，可能還會帶來負面影響。因此，電磁繼電保護器研究戛然而止，但是這個過程有效地推動數字斷路器以及智能斷路器這項技術的研究，為人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用打下基礎，積累了相關的經驗。

三、人工智能應用方向

（一）基于電力專家指導的智能系統

人工智能技術在電力系統中的應用，特別是在繼電保護中的有效落實主要是依靠相關的專家來指導電力系統繼電保護出現的問題得到及時有效的化解。專家指導也是人工智能領域較為普遍的一種應用實踐，依托于專家的指導人工智能技術可以有效地將專家的相關經驗判斷及時收集并運用到繼電保護的問題化解中，及時的指導，做出相應的故障解除或者決策等等實現問題的快速解決，使復雜問題簡單化。同時，人工智能技術可以有效地實現模擬專家對策和建議從而不斷地積累，解決繼電保護出現的各種問題的經驗。基于專家的指揮系統的應用，依托于人工智能技術，就可以高效率地處理繼電保護中存在的問題，不再依靠傳統的需要向專家現場咨詢或者邀請專家現場指導等來解決電力系統中存在的繼電保護問題。比如，在機電保護出現系統故障后，基于系統的應用，借助于人工智能技術就可以邀請故障專家在線，對出現的故障進行有效的判斷，并給出有針對性的解決措施，同時可以進一步的提出相關的建議意見，不斷的優化電力系統中繼電保護效果。另外，有效地納入專家指導的各種繼電保護規則，確保繼電保護功能不斷完善，還可以進一步地優化繼電保護設置，維護好保護好整個系統，切實保證電力系統正常有序工作。

（二）基于人工神經網絡的智能系統

人工神經網絡的應用是處理現代信息化、計算機化的有效信息處理系統。它的工作原理是模擬人工神經，探索人的正常認知進而以人的思維方式來解決問題的人工智能技術應用實踐活動，將人工神經網絡有效地應用到人工智能技術中并且有效地運用在繼電保護中，將切實發揮出該技術的應用效果，實現有效的解決繼電保護中存在的復雜的問題。比如，在電力系統中會存在電線的兩側波動的問題，過渡電阻器短路等問題也會隨之發生。對于這個反映問題，距離保護無法有效地解決故障位置，在充分考慮不同情況的前提下，通過有效的結合適應性的網絡方法，借助于人工神經網絡的應用，可以精確地定位故障發生的位置。應當看到，人工神經網絡技術在人工智能領域應用廣泛，具體在繼電保護中就是可以有效地處理瞬時信號，同時在不斷地探索人工網絡神經應用中有效地改進差動保護和改進，就可以實現快速診斷故障，全面保護電力系統的繼電保護智能效果。

（三）基于暫態保護的人工智能系統

在電力系統中，要想充分地發揮出繼電保護作用，就要充分地挖掘人工技術領域的應用。依托人工智能技術精確的發現所存在的故障，有效的解決存在的問題。通過暫態保護，就可以精確的對電力系統繼電保護中存在的故障做出判斷，同時還可以有效的彌補傳統算法的短板，即不能夠有效的識別出故障。該系統的有效應用提高了故障發生的檢測率，同時能，有效的產生保障繼電保護的信號，對于存在的各種故障做到準確的分析和判斷，明確故障的類型、時間、位置等等。可以說，該系統在繼電中的應用，有效地提高了電力系統的繼電保護效率，打破了過去對于人力物力的依賴，節約了人力和時間，還降低了成本。

（四）基于模糊理論的人工智能系統

電力系統繼電保護依托于人工智能技術實現了較大的進步，對于傳統的繼電保護計算問題可以有效地進行補充。基于模糊理論的人工智能的應用，可以輕松地計算出傳統計算方法無法解決的問題。特別是隨著時代的發展，模糊理的論應用范圍越來越廣泛，應用范圍逐漸擴展到系統規劃、模式控制等方面，而且這些方面都是有效的保護電力系統繼電保護的重要內容。比如，在繼電保護中，依托于模糊理論的應用可以有效地發現在電力系統存在的繼電保護中存在的不確定因素或者是確定干負荷的變化。其工作原理就是建立模糊值、建立相關的系統，實現不確定關系的功率的有效比對。這是模糊邏輯的優勢，它打破了傳統無電壓算法的短板，實現了以優化單個目標來解決問題的有效方式，進而可以有效地全面評估電源質量，實現對補償超出范圍的電壓的精確測量。

（五）基于遺傳算法的人工智能系統

遺傳算法起源于美國，是一種模擬理論。它的工作原理就是編碼好所有的設備問題，實現不斷的優化搜索全部的理論知識，從而實現最優解集的不斷優化。遺傳算法被廣泛應用的人工智能技術領域，在電力系統繼電保護中可以實現快速處理圖像、無功優化電力系統等作用，同時還能夠有效地優化配置電壓，診斷出輸電過程中產生的各種故障。

（六）基于小波分析的人工智能系統

人工智能技術有效地納入小波分析系統的應用，就可以推動電力系統正常工作，有效地分析和診斷電流電壓，解決相關故障。同時，為進一步發揮出小波分析的應用范圍，可以將小波分析技術實現與其他技術的有效融合，這樣就可以對于電流間斷點進行充分地提取與模糊理論進行實踐結合，有效分析出電力系統中存在的各種故障問題。此外，借助于該技術系統，我們可以對變壓器正常運行的電流信號等進行有效的提取，從而確定電力系統的工作狀態，還可以對變壓器產生的電流信號進行有效的提取，這樣就可以獲取全面準確的數據，將作為參考電力系統繼電保護運營效果的有效支撐。

結束語

人工智能技術應用廣泛，功能強大，是今后加強電力系統應用的有效抓手。特別是要在機電保護中深化人工智能技術的應用，不斷地探索將人工智能技術廣泛地應用在繼電保護中，強化繼電保護對電力系統的保障作用，實現電力行業的健康發展。