基于人工智能技术的电力系统母线保护的应用研究

孙恒东

（江苏省电力公司检修分公司南京运维分部,210019）

基于人工智能技术的电力系统母线保护的应用研究

孙恒东

（江苏省电力公司检修分公司南京运维分部,210019）

在电力系统厂站设备中，母线作为重要构成内容，为了实现母线的安全可靠运行，就需要完善落实电力系统母线保护工作，而在智能化技术的支撑下，对于电力系统母线保护而言，能够借助这一技术的运用来满足母线设备以及电网的实际运行之需。

人工智能技术；电力系统；母线保护；应用；研究

0 前言

在全面推进智能电网建设步伐的过程中，为了进一步满足社会用电需求，就需要针对电网超高压、大容量且远距离传输发展之需，提高对电网继电保护技术的重视程度，为实现电网的安全可靠且高效运行提供保障。

1 基于人工智能技术下的人工神经网络与多Agent系统概述

1.1 人工神经网络

人工神经网路作为一种智能化行为的系统，是借助大量处理元件的连接来组建成相应的网络系统，系统结构是对人脑组织结构与运行机制的模拟，作为多学科交叉下的产物，人工神经网络具备了较高的智能化水平，能够模仿人脑神经系统信息处理功能来实现对信息的处理。所呈现出的特点为：具备自适应能力、泛化功能、非线性映射功能、高度并行处理功能以及联想存储功能，基于人工神经网络下，能够借助所测量的数据，实现对系统的建模、估计与逼近，并能够满足分类、预测以及事儿逼等多方面之需。

1.2 多Agent系统

在人工智能领域中，多智能体系统作为分布式人工智能研究的重要组成内容，其本质上致力于将复杂且庞大的系统进行缩小，并在具备良好通信能力的同时，搭建出协调且完善的系统。Agent所以呈现出的特征为：自治性、可通信性、反应能力以及自发行为。简单的讲，Agent作为一种计算实体，能够在一定环境下，自主且持续的发挥出自身的作用，进而迎合反应性、社会性以及主动性之需。而多Agent系统则是由多个Agent组成，且各Agent间相互联系与作用，展现出了自主性、分布性、协调性的特点，且在组织能力、学习能力以及推理能力方面具备极大优势。借助多Agent系统来实现对问题的解决，呈现出了较强的鲁棒性，且可靠性与效率性极高。基于控制方式下，该系统可分为集中式与分布式两种控制系统结构形式。

2 基于人工智能技术的电力系统母线保护的具体应用对策

2.1 基于人工神经网络下电力系统母线保护的实现

基于人工智能技术下，实现母线保护的高度智能化，能够针对最小不平衡电流进行自动调解，在规避人为干扰因素的同时，实现该项工作的智能化与自动化。基于人工神经网络下，可将某一段电力母线作为其中的确定物理对象，且相应输入与输出分别是：各回路同一时刻二次检测电流与一次侧同一时刻流过的电流之和，进而搭建出基于输入与输出间的函数关系，并以人工神经网络模型来逼近这一函数关系，以此来寻找问题解决之路。而其中的回路一次侧同一时刻流过的电流之和，需要满足克西霍夫电流定律，所以在母线保护上的物理对象输出恒定为零；而经过TA传变后，受到变比与传变等误差的干扰，在TA传变后，基于同一时刻下，所流过的电流之和不仅不会是零，可能还会很大，这就意味着在母线保护这一物理对象上，输入之和通常都不会是零。

而基于人工神经网络下的电力系统母线保护，在故障启动方法上，要求能够针对目前区域所出现的故障做出迅速且灵敏的反应动作，常用的故障启动方法为：采样值突变量法、小波奇异性法、自适应模型预测法、瞬时幅值突变量法。在故障判断方法上，要求在判断过程中，母线保护能够实现对故障点的可靠判断，在此过程中，借助ANN模型能够将母线保护对象的输入与输出关系进行反映，进而基于ANN模型的输出下，能够实现对母线区内与区外故障的判断，并以ANN模型输出变大与故障发生时间是否同步这一原理，实现对母线区外故障TA饱和影响的去除，且需要在故障启动下才能够实现母线保护出口，以提高出口的可靠性（图供电公司设置状态监测主机和状态检修工程师站层、省级电网技术监督部门设立状态检修中心计算机层三部分，这三层分别负责继电保护装置信息的测量与传送、接收状态监测主机的数据、接收全省各个站各种保护装置的状态信息，这些功能的发挥就能够较好的完成继电保护状态检修计划的制定，有效地保护实时控制区网络的安全运行。

3 全面获取继电保护有效状态信息

为了保证继电保护状态检修能够较好的反映设备的状态信息，笔者建议对开关电源温度检测、继电保护装置的保护采集量上传、液晶显示器背光点亮时间统计上传这三方面的工作予以高度重视。具体来说，在开关电源温度检测工作中，这一工作需要在开关电源内部靠近电解电容附近装设测温元件，这样就能够实时进行继电保护设备温度曲线的绘制，而根据绘制出的曲线图就能够较好的推断出开关电源的使用寿命，大大降低因开关电源电解电容出现故障所引发的问题，开关电源寿命的测算笔者建议应用“十度法则”；而在继电保护装置的保护采集量上传工作中，这一工作的作用主要在于在线监测电流采集回路是否正常，而根据这一回路检测就能够有效的在问题出现前对其进行检修，避免相关故障的出现。为了实现这一继电保护装置的保护采集量上传工，我们需要明晰CPU 采集到的保护电压和保护电流不需要上传，而上传的主要是保护电流和测量电流，这样才能够通过对比实现这一工作的根本追求；而在液晶显示器背光点亮时间统计上传工作中，这一工作主要根据液晶显示器投运时间及背光点亮时间进行其使用寿命的推测。除了上述三点要点外，继电保护状态检修还需要上传软硬件版本信息、CRC 校验码、定值及区号、装置内部温度、开关电源工作时间、控制回路短线、失电告警、通道监测（线路保护）、通信口状态监测等信息，这样才能够较好的保证继电保护装置的平稳运行。

4 结论

在我国电力事业的不断发展中，继电保护装置的状态检修将是这一发展的必经道路，为此笔者在本文的研究中提出了关于继电保护装置状态检修实用化尝试的一些看法，希望能够在一定程度上起到抛砖引玉的作用，推动我国继电保护装置检修工作的相关发展。

[1]陈惠姜.继电保护状态检修的实用化尝试[J].广东科技,2014,22:51+49.

[2]邓久艳.继电保护状态检修的实用化应用探究[J].南方农机,2015,09:66-67.

[3]宋柯,何滔,郑焯文,童松,张海翔,吕飞鹏.继电保护状态检修的研究[J].四川电力技术,2013,04:62-65.

Application Research of power system bus protection based on artificial intelligence technology

Sun Hengdong
（Jiangsu electric power company maintenance branch Nanjing operation and maintenance branch,210019）

In the power station equipment in the bus system,as an important part of the content,in order to achieve the safe and reliable operation of the bus,you need to improve the implementation of busbar protection work in power system,and intelligent technology,for busbar protection of power system,can help to use the technique to meet the equipment and the actual bus the operation of the power grid.

artificial intelligence technology;power system;bus protection; application; research