丁芃

寧夏送變電工程有限公司，中國(guó)·寧夏 銀川 750000

1 引言

繼電保護(hù)中的人工智能技術(shù)可以主動(dòng)地處置繼電器在工作中遇到的問(wèn)題，也為電力系統(tǒng)運(yùn)行提供更加科學(xué)快捷的處理方法，隨著社會(huì)發(fā)展的步伐，繼電器智能化技術(shù)產(chǎn)業(yè)的涉及面越來(lái)越廣泛，由于研究方面投入的力度大、研究的頻率高等優(yōu)勢(shì)，其在未來(lái)市場(chǎng)上具有很大的發(fā)展?jié)摿?，因此發(fā)展企業(yè)的電力工程智能化技術(shù)是非常關(guān)鍵的。繼電保護(hù)技術(shù)隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了五代機(jī)型包括：機(jī)電型、晶體管型、整流型、集成電路型繼電保護(hù)，以及發(fā)展到現(xiàn)在的微機(jī)保護(hù)型。然而，隨著電力系統(tǒng)更加智能化的發(fā)展以及人們對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性要求的提高，微機(jī)保護(hù)型繼電保護(hù)已經(jīng)無(wú)法滿足設(shè)備的要求，人工智能技術(shù)順勢(shì)而生，開(kāi)始在繼電保護(hù)中逐漸發(fā)揮作用。

2 繼電保護(hù)中的人工智能技術(shù)

2.1 專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)（ES）是人工智能領(lǐng)域的非常重要的一個(gè)分支，其系統(tǒng)的原理就是通過(guò)對(duì)專家某個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)分析，利用智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行模擬專家對(duì)此問(wèn)題的決策的過(guò)程，來(lái)解決需要專家決定的復(fù)雜問(wèn)題[1]。例如，故障專家系統(tǒng)就是智能計(jì)算機(jī)根據(jù)人工提供或觀察到的數(shù)據(jù)來(lái)推斷出某個(gè)對(duì)象發(fā)生故障的具體原因。繼電保護(hù)中的專家系統(tǒng)就是對(duì)整個(gè)用電系統(tǒng)的各種檢測(cè)、保護(hù)的工作原理，制定相關(guān)的規(guī)則進(jìn)行鑒別、整定、核查、校正等，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)設(shè)備的智能調(diào)整與維護(hù)。在繼電保護(hù)中，專家系統(tǒng)的知識(shí)表達(dá)方式有以下幾種：基于謂詞邏輯的系統(tǒng)、基于產(chǎn)生式規(guī)則的系統(tǒng)、基于過(guò)程式知識(shí)的系統(tǒng)、基于框架式的系統(tǒng)，這四個(gè)系統(tǒng)為專家系統(tǒng)的基本系統(tǒng)，隨后在基本系統(tǒng)上發(fā)展起來(lái)了基于知識(shí)模型的系統(tǒng)和基于面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)。

2.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）就是智能計(jì)算機(jī)通過(guò)模擬人腦組織結(jié)構(gòu)和人類對(duì)未知事物認(rèn)知過(guò)程的信息處理系統(tǒng)[2]。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采取的是非線性映射的方法，這就可以解決難以列出方程式或求解復(fù)雜的非線性問(wèn)題。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）可以通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣本的學(xué)習(xí)，調(diào)整自身的連接權(quán)，將獲得的知識(shí)分布于網(wǎng)絡(luò)上，并開(kāi)啟ANN 的記憶模式。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）具有強(qiáng)大的知識(shí)獲取能力，比繼電保護(hù)ES 診斷方法更加的先進(jìn)。

2.3 模糊理論

模糊理論引進(jìn)語(yǔ)言變量和模糊邏輯，利用模糊隸屬度的概念對(duì)不確定事件與現(xiàn)象進(jìn)行描述。模糊理論打破了經(jīng)典集合中用0 和1 表示非此即彼的清晰概念，模糊識(shí)別可以通過(guò)對(duì)事物特征進(jìn)行描述，因此對(duì)計(jì)算機(jī)的表述也更加具體。

3 繼電保護(hù)中人工智能技術(shù)的應(yīng)用

3.1 專家系統(tǒng)的應(yīng)用

專家系統(tǒng)在繼電保護(hù)領(lǐng)域運(yùn)用會(huì)受到時(shí)間因素的影響，多適用于一些對(duì)時(shí)間要求不太嚴(yán)格的繼電保護(hù)環(huán)境過(guò)程當(dāng)中，如故障診斷，高阻接地故障探測(cè)、故障定位、繼電保護(hù)的整定與協(xié)調(diào)等。專家系統(tǒng)對(duì)于繼電保護(hù)的故障診斷，利用的是基于產(chǎn)生式規(guī)則的基礎(chǔ)系統(tǒng)，工作原理就是把運(yùn)行人員的診斷經(jīng)驗(yàn)以及繼電保護(hù)裝置工作的動(dòng)作邏輯用計(jì)算機(jī)規(guī)則表現(xiàn)出來(lái)，輸入故障診斷專家系統(tǒng)的知識(shí)里面，進(jìn)而利用知識(shí)庫(kù)已存在的信息對(duì)告警信息做出分析判斷，診斷出故障是否存在的方式。

3.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在繼電保護(hù)當(dāng)中常用于故障類型的判別、方向保護(hù)故障距離的測(cè)定和主設(shè)備保護(hù)等方面。例如，高壓輸電線的方向的保護(hù)，對(duì)電流的保護(hù)上，是利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)和模式識(shí)別能力，有效地對(duì)電力系統(tǒng)中的故障情況做出準(zhǔn)確的識(shí)別，并且反饋給主機(jī)予以處理，這樣有效地提高了輸電的效率。

3.3 模糊理論的應(yīng)用

繼電保護(hù)中有主變保護(hù)、線路保護(hù)、發(fā)電保護(hù)等幾個(gè)方面，而模糊理論主要廣泛運(yùn)用于這幾個(gè)方面。通過(guò)提取不一樣相電壓的轉(zhuǎn)換頻率特征來(lái)使它和模糊的合集進(jìn)一步對(duì)照來(lái)判斷出故障相，它的原理就是在電壓故障分量中，電壓的高頻成分各不相同，這也就是繼電保護(hù)中模糊理論的運(yùn)用。除此之外，還有一個(gè)應(yīng)用通過(guò)模糊相似的原則對(duì)變壓器電流故障進(jìn)一步地做出判斷，當(dāng)相似的水準(zhǔn)達(dá)到一個(gè)固定的數(shù)值時(shí)，就可以判斷出變壓器發(fā)生的故障。這個(gè)的原理就是根據(jù)分析比較變壓器的真實(shí)的電流數(shù)據(jù)和理論電流的對(duì)稱度隸屬函數(shù)的相近程度。

3.4 模式識(shí)別的應(yīng)用

高阻抗檢測(cè)和距離保護(hù)等是繼電保護(hù)中的幾個(gè)方面，在這幾個(gè)方面模式識(shí)別技術(shù)使用頻率較高，應(yīng)用范圍也較為廣泛。通過(guò)進(jìn)一步地改善配電線接地保護(hù)裝置，主要是在它的內(nèi)置危機(jī)處理機(jī)上增加了一個(gè)對(duì)電壓與電流信號(hào)的模式識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)，只有這樣才能對(duì)線路的電流和電壓切實(shí)的進(jìn)行數(shù)據(jù)的對(duì)比得到準(zhǔn)確的結(jié)果，進(jìn)一步識(shí)別高阻抗的正?；蚬收蠣顟B(tài)，達(dá)到準(zhǔn)確和高效的目的。

3.5 小波分析的應(yīng)用

通常在繼電保護(hù)中，小波分析主要應(yīng)用于與電流、電壓相關(guān)的故障診斷方面，在這其中小波分析不能單獨(dú)使用，需要和其他的方法結(jié)合起來(lái)使用[3]。先用小波分析的方法提取出勵(lì)磁涌流的間斷角特征，再然后用模糊理論的方法進(jìn)行故障判斷，這就是小波分析與其他方法結(jié)合起來(lái)使用的離子變壓器短路電流和勵(lì)磁涌流。ANN 是故障判斷的訓(xùn)練，利用小波變換分別提取出變壓器正常運(yùn)作和不正常運(yùn)作的電流信號(hào)為其提供了數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)等。

利用現(xiàn)代智能計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息采集，不間斷地進(jìn)行控制、計(jì)算實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、顯示屏幕、檢測(cè)系統(tǒng)的安全性這就是電網(wǎng)調(diào)度的智能化，在電網(wǎng)調(diào)度中運(yùn)用電力自動(dòng)化技術(shù)能夠最大程度地預(yù)防突發(fā)事件[4]。智能化技術(shù)的核心是以計(jì)算機(jī)為主，這項(xiàng)技術(shù)最大的有點(diǎn)是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行的監(jiān)控和科學(xué)和合理的預(yù)算，在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程還有目標(biāo)進(jìn)行智能化系統(tǒng)的操作還有管理，這一技術(shù)的產(chǎn)生極大程度地提高了電力工程運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的科學(xué)合理，這樣既能在保證安全情況下電力調(diào)度，還有效地降低了調(diào)度機(jī)器操作的投入因?yàn)橛?jì)算機(jī)的精確計(jì)算和對(duì)數(shù)據(jù)的處理使工程進(jìn)行得更加的科學(xué)合理。這項(xiàng)技術(shù)在目前在中國(guó)大規(guī)模的被使用，智能化技術(shù)的發(fā)展得到了大規(guī)模的推廣這使是生產(chǎn)力的又一次關(guān)鍵性的改革。

4 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)的電力工程智能化技術(shù)進(jìn)程的速度與中國(guó)當(dāng)下社會(huì)的實(shí)際情況密不可分，繼電保護(hù)中智能化技術(shù)的發(fā)展還需努力探索。電力行業(yè)迅速發(fā)展帶動(dòng)了產(chǎn)業(yè)的上游和下游企業(yè)迅猛發(fā)展，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，繼電保護(hù)中的應(yīng)用會(huì)不斷加深，并逐步趨向融合。