论智能化继电保护的应用及其发展

段震海

摘 要：继电保护系统是保证电力系统安全的基础，其存在的目的是提高电力系统的运行效率，预防电力系统故障带来的损失。随着社会的迅速发展，人们对电力的需求翻倍增加，传统的继电保护手段的可靠性和稳定性已大打折扣，无法满足人们的需求，而新兴的智能化技术为继电保护系统的发展开辟了新的道路。文章就电力系统继电保护的智能化发展及实际应用进行简要论述。

关键词：智能化；继电保护技术；应用；发展

引言

继电保护是伴随着电力系统产生的，可以说继电保护是电力系统不可或缺的配套产物。继电保护装置的主要作用就是保障电力系统能够安全稳定的运行。伴随着我国经济的进步发展，人民的物质需求日益增长，随之而来的是对电力需求的大幅提高，为了避免电力供应系统在运行时发生崩溃的情况，继电保护系统必须进行相应的技术升级。在现代科技的推动下，继电保护技术逐步实现了网络化、智能化，使得继电保护速动性、选择性、灵敏性以及可靠性得到了很大程度的提高。

1 继电保护的发展历程与现状

1.1 继电保护技术的发展

继电保护技术是伴随电力系统的发展而发展起来的。当电力系统在运行中突然出现电力中断或故障时，需要采取一定的技术手段来保证电力能够快速恢复，目前来说继电保护技术是极为有效的解决手段。我国的继电保护技术从二十世纪50年代到二十世纪90年代，经历了从无到有、从由国外引进到自主研发制造的历程。最初的先进继电保护技术几乎完全被国外垄断，我国继电保护技术相比于其他国家起步较晚，但是通过不断的学习，逐步总结出自己的发展路线，并且在工艺和技术上逐渐超越进口设备，形成了拥有自主知识产权的继电保护技术。在这40多年发展历程中，继电保护设备从最初的电磁式发展到晶体管式，再发展到集成电路式，再到90年代的微机继电保护设备。微机继电保护设备一经开发便得到了迅速的发展和利用，可以说在进入90年代后，我国的继电保护技术便以进入智能化时代。

1.2 继电保护技术的现状

目前电力系统的继电保护技术已经发展的非常完善，但随着信息化潮流的到来，以及新型传感技术、新型传输技术的出现，又为继电保护技术的发展注入了新的动力，充分利用这些先进技术有效的提高了继电保护设备的性能。在这个互联网的时代，计算机自然是不可缺少的工具，计算机技术与继电保护技术的结合，为电力系统提供更有效的保障，也适应了智能化发展的趋势。

2 传统继电保护的运作特点及缺陷

继电保护系统的主要作用是在电力系统出现故障时，能够对出现的问题进行及时的诊断和控制，来保证电力系统的正常运作。传统的继电保护设备运作时主要是在被保护的元件端口进行局部故障分析根据电流差动或方向比较进行保护，按照固定的措施进行处理，虽然这种方式的选择性和速动性较好，但这种设备只能对本地装置进行检测，若装置以外的部分出现故障，就很难进行有效处理。而且这种设备相对封闭，不同保护设施之间很难进行有效地协作分工。

在如此复杂的情况下，传统继电保护技术自适应性能差的特点限制了其发展，由于电力系统的不断更新扩大，电网的运行方式随之不断改变，这就要求继电保护设备进行及時的配套修改，但这在传统设备上是难以自主实现的，大多时候需要人员进行配合，传统继电保护技术的可靠性和选择性在现代庞大电力工程面前是难以得到保证的。这些传统设备对人员的需求量较大，在维护时工作量也是十分巨大的，增加了人力成本。并且由于不同地域在管理和运作上的差异性，很难对继电保护设备进行统一管理。

3 继电保护系统实现智能化

3.1 智能化继电保护的发展

3.1.1 继电保护与人工智能技术结合。电力系统的飞速发展使继电保护的难度大大提高，而人工智能技术的研发给继电保护技术注入了新的活力。近年来，国内外纷纷将先进的人工智能技术引入电力系统，在继电保护技术上也得到了相应的应用。例如专家算法、人工神经网络、进化规划等人工智能技术在继电保护技术上取得了有效地成果。人工智能的特点是模仿人类的思考方式来分析与处理问题的方式，适合运用在复杂多变且难以用固定方式解决问题的场合，为继电保护技术的发展提供了新思路。

专家算法是运用最早的人工智能技术，它结合了定性理论知识和专家经验，在解决问题时会利用检索与推理功能将问题范围缩小，提高解决问题的效率。神经网络技术是指模拟人脑神经系统的结构和功能，利用大量的处理部件，由人工方式制造的网络化信息处理系统，它具有自学习自适应的优点，能够对接收或处理的数据进行联想储存。人工神经网络是具有非线性映射功能的系统，面对复杂非线性问题可以迅速作出判断，利用计算机的高速运算能力以最快速度寻找最优化解，也就是说只要记录的样本足够多，网络结构够合理，人工神经网络可以在各种复杂状态下对设备故障进行识别分类，选择最有处理方式。人工智能技术在继电保护系统上的应用未来国家电力部门的重点研究课题，通过人工智能技术能对被保护元件的故障进行最科学的判断，并对故障进行自动处理，保证电力系统的正常运行。继电保护技术智能化的实现，使其速动性、选择性、灵敏性以及可靠性均得到了大幅度提高。

3.1.2 与计算机技术以及信息一体化技术的结合。这是一个信息化与网络化迅速发展的时代，电力系统的通信技术也进行了翻天覆地的变革。计算机技术与高速网络通信技术在各电力系统之间被广泛应用，也为继电保护技术网络化发展奠定了基础。自90年代计算机技术被引用到继电保护中，继电保护技术的计算机化、网络化进程便一刻都没有停止，微型计算机的引用使继电保护设备的动作正确率和灵敏度得到明显的提高，而且能够对故障信息和数据的进行长期储存在需要时随时调用。同时还是实现继电保护设备网络化与信息一体化的硬件前提。随着网络通讯技术的发展，继电保护系统获取电力故障信息的范围从点发展到线，又逐步发展到面，在做好本地设备保护的基础之上，还能实现与联网范围内其他设备进行信息共享，形成广域继电保护。信息一体化的继电保护方案，能够对系统内各种信息进行检测分析，实现一定区域内保护系统的联动性，各个终端及相对独立又相互联系，在保证电力系统运作安全的同时，还加强了整个系统的智能化、自动化水平。

3.2 智能化继电保护的特点

随着我国经济的飞速发展，对电能的需求量越来越大，为了保证电力系统的正常运作，就需要更好地发挥继电保护系统的作用。智能化继电保护自发展以来便得到了人们的广泛认可，在全国范围内得到迅速推广。

智能化继电保护利用计算机技术、网络技术对设备进行实时监测，在故障发生时快速、准确定位，在最短时间内进行最优化处理，能够将监测的数据和处理信息进行储存并传输到监控中心，方便管理人员进行检查与监控。智能化技术的采用提高了继电整个保护系统的稳定性和可靠性。智能化继电保护设备检测效率高，记录的数据更加真实可靠，而且具有操作方便维护简单的特点，不再需要调试人员带着沉重测试设备奔赴现场，节省了大量人力和物力。

4 结束语

继电保护系统是保障电力系统安全的关键，随着电力系统的快速发展，继电保护技术也应紧跟时代脚步，结合最先进的计算机、网络化等先进技术进行深入研究，努力实现电力系统的智能化监控与保护，加强继电保护系统安全性和可靠性，利用智能化的继电保护技术促进我国电力事业的健康发展。

参考文献

[1]薄志谦.保护智能化的发展与智能继电器网络[J].电力系统保护与控制，2013（2）：7-18.

[2]温昊秋.基于信息一体化的智能化继电保护探究[J].企业技术开发，2014（27）：101-102.

[3]姚朝贤.电力系统继电保护技术应用现状的探讨[J].科技致富向导，2012（23）：206.