人工智能技術在電力系統(tǒng)繼電保護中的應用分析

楊鯉妃

摘 要：電力行業(yè)在新時期得到了迅速的發(fā)展，其中繼電保護技術的綜合利用功不可沒，為進一步發(fā)揮該項技術的價值，很多電力企業(yè)開始有意識地在繼電保護裝置中引入人工智能技術，以此來優(yōu)化繼電保護方式，維護電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全。文章就人工智能技術在電力系統(tǒng)繼電保護中的應用進行了論述與分析。

關鍵詞：人工智能技術;電力系統(tǒng)繼電保護;應用

引言

研究并分析人工智能技術在電力系統(tǒng)繼電保護中的應用，需結合繼電保護的實際情況，分析各項人工智能技術的應用特征、條件等，制定對應的應用方案，以此來發(fā)揮其更大的價值與效用。

1.電力系統(tǒng)繼電保護簡述

為保證繼電保護穩(wěn)定應用，實現(xiàn)電力系統(tǒng)長久運行，有必要對該種類型的保護加以了解，其主要涉及以下內容：其一，引入繼電保護措施，可保證電力系統(tǒng)高質量運行，保證整體電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免在運行中因各種因素的影響而中斷運行，產生較高的維護成本;其二，繼電保護主要針對的是主變系統(tǒng)、電容器以及線路等，應用范圍較廣，并在故障發(fā)現(xiàn)、干預、整修等方面有著突出優(yōu)勢，而在引入人工智能技術之后，可進一步豐富繼電保護手段，對于電力系統(tǒng)的長遠發(fā)展來說有著積極的意義。

2.人工智能技術在電力系統(tǒng)繼電保護中的應用

2.1專家系統(tǒng)應用

通過專家系統(tǒng)搜集、整理、分析電力系統(tǒng)整體運行狀態(tài)，將繼電保護裝置中的各種動作直接表示出來，實現(xiàn)對各種故障的高效處理。包括以下要點：其一，通過微機保護自檢功能，發(fā)現(xiàn)保護裝置硬件異常情況，客戶機在接收到保護異常報告后，向調度端發(fā)出告警信息。以此來及時處理設備可能出現(xiàn)的問題，減少保護裝置推出時間;其二，保護的開關量包括啟動重合閘、合閘加速、通信設備收信、開關輔助接點等，其會對保護運行起到程度不一的作用，而通過客戶機可不間斷監(jiān)視保護裝置開關量變位報告，在其出現(xiàn)變位時，可借助查詢錄波器動作信息、變電站一次系統(tǒng)狀態(tài)校驗變位恰當性、準確性，如此可第一時間發(fā)現(xiàn)其可能潛在的問題并對其進行提前干預，避免后續(xù)在運行時引起誤動作;其三，專家系統(tǒng)借助對各項故障數(shù)據(jù)加以搜集與分析，判斷安全自動裝置、繼電保護裝置、斷路器工作過程的正確性，給出對應裝置的動作分析報告，如果裝置動作行為錯誤，會分析其形成該種情況的具體原因;就分析手段來講，可通過頻域、時域、波形來分析，也可利用數(shù)學工具展開專項分析，比如通過小波變換分析來分析與研究變壓器匝間故障問題，為各種故障問題的解決提供合理意見，發(fā)揮繼電保護更好的作用[1]。

2.2遺傳算法應用

遺傳算法，指的是在大自然選擇、遺傳機制作用下，借助計算機設備來模擬對應生物的進化過程，以此來尋求最有效、最優(yōu)算法的搜索算法，其自適應性在應用過程中尤其突出，其在電力系統(tǒng)繼電保護中的應用主要表現(xiàn)在以下數(shù)點：輸配電網(wǎng)絡系統(tǒng)故障診斷、輸電系統(tǒng)電容控制與最優(yōu)配置、電力系統(tǒng)無功優(yōu)化、圖像處理等。以圖像處理中的圖像增強為例，其主要是將不清楚的圖像處理得更加清晰，其應用到的技術包括空域法、頻域法等，其中頻域法是將原圖像加以變換，比如小波變換、傅里葉變換，在變換域中加以處理，以此來實現(xiàn)圖像增強，空域法則是直接對原圖像加以處理，應用到的技術為平滑濾波、直方圖均衡、直接灰度變換等。以遺傳算法為基礎的圖像增強技術，其實現(xiàn)過程其實是尋找控制參數(shù)最優(yōu)、次優(yōu)解的過程，故而要實現(xiàn)圖像增強，首先需選擇參數(shù)模型，依靠參數(shù)模型的求解過程來實現(xiàn)圖像增強[2]。

過程如下：假定f（x，y）是x行、y列圖像的像素值，f（x，y）是通過遺傳算法增強之后對應的圖像像素值，得出以下結論：f（x，y）=k（f（x，y）-m（x，y））+g（m（x，y）），g（*）是對比擴展函數(shù);m（x，y）是x行、y列位置像素點在對應領域局部均值，k是控制參數(shù)，圖像增強，可借助求解k的最優(yōu)解來實現(xiàn)。需明確的是，遺傳算法在電力系統(tǒng)繼電保護中的應用，需建立系統(tǒng)的輸配電網(wǎng)絡故障診斷模型，但其在建立時通常存在各個方面的限制，使其難以達到理想狀態(tài)，故而需結合實際情況，調整遺傳算法的應用路徑，以此來發(fā)揮其最大的效用。

2.3模糊理論應用

模糊理論最大的價值是解決以往傳統(tǒng)數(shù)學難以完成的近似計算，其在電力系統(tǒng)繼電保護中的應用，主要涉及模糊控制、系統(tǒng)規(guī)劃、潮流計算等，比如針對電力生產、干負荷變化的不確定性，可通過模糊值來代表某不確定負荷在集合中相應的隸屬函數(shù)，構建電力系統(tǒng)繼電保護最優(yōu)潮流模糊模型。

以無憂電壓優(yōu)化算法來說，傳統(tǒng)方式是進行單目標優(yōu)化，雖然具備一定的效用，但是卻未考慮到限制控制量調節(jié)數(shù)與有功網(wǎng)損問題，且在進行電壓約束處理時，忽略了“軟約束”，針對該種情況，可通過模糊線性規(guī)劃算法來予以解決，為協(xié)調好節(jié)點電壓裕度、限制調節(jié)量、降低網(wǎng)損間的關系，在調節(jié)有限控制量的基礎上，校正邊界電壓，減少系統(tǒng)網(wǎng)損，保證各個節(jié)點電壓留有裕度;此外，還可通過模糊綜合評判電能質量，形成二級評判體系，對電力系統(tǒng)的使用過程加以指導[3]。

2.4智能技術綜合應用

每種人工智能技術都會因其本身特征存在局限性，很難處理電力系統(tǒng)中各種復雜問題，因此有必要綜合利用各種智能技術，體現(xiàn)各種智能技術各自的優(yōu)勢，比如綜合利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊理論來構建模糊神經(jīng)網(wǎng)絡，以此來提升電力系統(tǒng)的靈敏性、快速性、可靠性，為電力系統(tǒng)的正常運行加一層保障[4]。

結語

綜上，文章就人工智能技術在電力系統(tǒng)繼電保護中的應用進行了論述與分析，強調了其重要性與必要性，建議給予其足夠的重視，分析其應用功效，必要時還可實現(xiàn)各項人工智能技術的綜合利用，維護電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性。

參考文獻：

[1]尤松華，李東，呂鵬飛.電力系統(tǒng)中智能變電站繼電保護技術分析[J].電子技術與軟件工程，2018，（17）：1.

[2]廣明偉，赫瑩旭，牛曉程.人工智能技術在電力系統(tǒng)繼電保護中的應用[J].輕松學電腦， 2019，（22）：1-1.

[3]笪濤，孫東杰，張大林，等.配電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)與繼電保護措施研究[J].電力系統(tǒng)裝備， 2021（23）：3.

[4]虞勇，阮浩潔，沈罡，等.人工智能AI技術在保護壓板狀態(tài)識別的應用[J].集成電路應用， 2020，（6）：2.