人工智能技术在电力系统继电保护中的应用

徐小豪 金萌

摘要：近些年来，随着经济的快速发展和人们对清洁环境的高品质要求，社会对电力行业也有了更多的依赖。新技术的发展使电力领域涌现出许多新的核心技术，例如人工智能技术在继电保护中的应用。作为电力系统安全稳定运行的关键保障，继电保护也存在着一定的不完善性，不能完全实现人们日益增长的对电力系统稳定性的要求。从目前我国的继电保护的应用状况来看，电力市场依然存在着许许多多的问题，本文首先主要介绍了我国电力系统继电保护的现状，然后介绍了人工智能技术对继电保护的促进作用，希望能够为相关企业提供一些帮助。

关键词：人工智能;电力系统;继电保护;应用  负荷大数据分析、系统故障预告警

1、电力系统继电保护的应用现状

电力系统的运行并非是一帆风顺，从发电到用电的过程中常常受到许多因素的影响，如机组切机、电力谐波、系统震荡、故障跳闸、低频减载等，使得电力系统运行存在各种不稳定性。如果电力网络运行出现问题，且继电保护及自动化系统不能有效动作，就会造成停电时间。人工智能技术在电力行业的广泛应用，使得这些问题得到了很大程度上的缓解，有效地提高了的电力系统的稳定性。因此，人工智能技术与继电保护技术相结合的负荷大数据分析、系统故障预告警、设备故障预告警、智能巡检等新技术显得尤为必要。

在大力发展经济的时期，我国电力系统也有了很大的提升。光伏、风电装机容量的大幅提升，大型水电站的修建，智能变电站的普及都是电力行业得到发展的证明。近些年来，人工智能理论的普及，智能分析系统和人脑神经模拟系统已成功应用在继电保护中，这一现象也在电力系统领域得到了极大的关注。继电保护作为电力系统故障的一级防线，实时对电力系统进行数据采集、数据计算、逻辑分析，第一时间判别故障或异常，快速切除并隔离故障点。当前，我国微机型继电保护技术的研发与应用日趋成熟，随着国内交直流电网的不断建设，电网运行日益复杂，也为人工智能的应用提供了很好的契机。

2、人工智能技术在继电保护中的实际应用

讲到人工智能技术，就不得不提到专家系统。在实际应用工程中，专家系统实现了将人工智能从纯理论性转向实际运用的一大飞跃，也是人工智能领域的一项重大突破。只要专家系统存在，就可以达到使继电保护系统依据这种原理进行工作的目的。专家系统也并非不可捉摸，它主要是将电力系统各专家在继电保护领域中总结的所有关于故障分析、稳定运行、应对策略等经验进行收集，经过信息提取，数据建模之后将可执行程序存储到网络计算机中。技术人员可利用该软件系统，模拟电力系统专家的思维模式，对问题的进行分析与判断，在最短的时间内得出最优的解决办法。很多电力系统案例都应用了人工智能技术来分析并排除故障，他们首收集现场故障数据，并将这些信息输入到计算机，随后便打開操作软件，利用专家系统快速分析确定现场出现这种故障的原因，对症下药，尽快找到问题的根源。利用这种方式，缩短了排除故障和恢复系统正常运行的时间，减少了经济损失，同时也降低了人力成本，具有巨大的经济价值。

另一种在继电保护中产生关键作用的技术，不仅是人工智能技术的预判断和暂分析，更有暂态保护技术。暂态保护主要根据产生信号的将其运用到电力设备的继电保护中 ，一旦电力设备发出信号，其便能够按照故障发生的类型和持续的时间来进行分析和判断。故障被最初检测到时，机器可能无法准确定位，但在持续一段时间之后，便可瞬间定位。这种类似于GPS的故障定位技术，在现实社会中极大地方便了技术人员排查故障，节省大量的人力和物力，大幅度地提升了劳动效率。

人工神经网络在电力系统中得到广泛应用，该项技术可以模拟人脑进行思考分析及处理问题。在大多数时候，主要是运用到电力应用范围，比如非线性的电阻发生短路 这一现象。在普通的故障测距技术中，继电保护对于故障发生的位置很难精准判断，很容易造成线路出现失误运转，而利用人工神经网络之后，就不会产生太多的问题，在问题出现的短时间内就可以得到缓解。神经网络技术的发展，主要是针对一些电路运行上的小问题，对摩擦不会有太多的损害。

在解决电力系统故障的过程中，也可以利用问题的模糊性征兆特征。这种模糊的关系看上去有些棘手，但正是由于两者间存在的不确定性，导致用人力去诊断结果会进行一系列线索的收集 。尽管如此，模糊理论在当下的电力系统继电保护中也广泛被利用。这种技术的可取之处主要在于通过模糊理论的应用，能够有效地搜索出小问题，从而确定电力生产中尚未被发现的一些不确定因素，提前预防今后会产生的大问题。模糊理论在电力系统中得到应用之后，会扩充人工系统在解决电力线路问题的专业性，与传统且单一的无工电压算法 相比较而言具有不可替代的优越性。

3、人工智能技术在继电保护领域的发展

在人工智能领域，主要还是依赖计算机高超的算法进修学校 。这一作业过程主要是用于根据达尔文提出的自然界“适者生存”理论而得来，在故障出现之初，系统软件将相应问题全部进行编码，在计算机中存储各自的数据，此后的步骤便由计算机根据理论 进行整体性优化搜索，最终找到问题的处理方法。这种算法目前还不够成熟，仅仅在在电力系统继电保护工作中被初步应用，只能在故障的图像传输、电容最优化配置以及控制解决故障 的方法等方面有基本应用，尚无法在其他领域有更重要的建树。这种技术最大的限制是建立一个系统化的故障排除网络，一旦这个问题得以解决，未来利用算法解决继电保护中的故障就有更大的应用市场。

结束语：继电保护行业能够与人工智能相结合，与我国科技水平的提高，市场经济的高速发展及人们生活质量的大力提升有着紧密的关系。尤其是近些年来，我国电网的不断扩大，用电需求的持续增长，使传统的继电保护技术无法满足社会的需要。因此，在未来的很长一段时间内，人工智能技术在电力行业的应用都会有很大的发展空间。

参考文献：[1]常红艳.电力系统自动化中智能技术的应用[J].电子测试，2016（18）：123124.

作者简介：杨雨婵（1990），女，汉族，山东济南人，本科，工程师，研究方向：继电保护。