人工智能技术在电力系统继电保护中的应用

人工智能技术在电力系统继电保护中的应用

周志站

广西河池东兰供电局 广西河池 547000

摘要：在当前科学技术高速发展的背景下，基于现代信息技术的人工职能技术得到快速发展以及广泛应用，各行业在人工智能技术支持下，生产效率以及质量得到大幅提升。电力行业在发展过程中也认识到人工智能技术的优势，并积极推动自身智能化建设进程。基于此，本文将针对人工智能技术在电力系统继电保护应用相关问题进行研究，希望对电力行业发展提供参考意见。

关键词：电力系统；人工智能技术；继电保护

引言：随着我国发展进入新常态，社会经济建设对电力资源的需求量不断提升，由此也对电力行业提出高质量供电的要求。继电保护作为电力系统的重要组成部分，在实际运行过程中在确保电力供应稳定性以及电网运行安全方面发挥着重要作用。随着科学技术不断发展，人工智能技术的优势逐渐显现，电力行业也开始推动继电保护智能化建设。由此，对人工职能技术在电力系统继电保护中的应用方式已经成为电力行业技术人员的重点研究内容。

一、人工智能技术概念及特点

（一）人工智能技术概念

从本质层面分析，人工智能技术是一种集成性技术，该技术在实际发展过程中以现代信息技术为基础，同时集合通信技术以及其他领域新型技术，进而实现将部分人类智慧与思维方式与机器相连接，配合相应程序的开发与应用，促使人工智能在一定程度上可以接近人类的思考方式，并超越人类功能。该技术自进入人类视野以来，一直存在诸多争议，一部分专家认为人工智能技术严重违反了自然规律，甚至有可能脱离人类的控制造成反噬。还用一部分专家认为人工智能技术的发展可以发挥更大的价值，至于安全性方面，人工职能的基础是程序，如果失去程序这一基础，智能也沦为空谈^[1]。从当前实际发展情况分析，无论社会各界对人工智能技术有何种争议，该技术的广泛应用已成定局。

（二）人工智能技术特点

从技术层面分析，人工智能技术是一种将人类智慧与机器相结合的的技术形式，在实际发展过程中人机结合是其呈现出的主要特点。从当前技术发展情况分析，人工智能技术特点呈现出多样化的趋势。首先，该技术是一种从知识表达向大数据知识学习的转变过程，并逐渐推动信息化社会进步。从媒体技术层面分析，人工智能技术的发展在促进多媒体向融媒体以及跨媒体转变方面发挥者巨大作用，这里涉及媒体为计算机网络环境^[2]。除此以外，人工智能技术发展的最终目的为融合人类以及机器的优点，实现高水平的脑机结合，随着人工智能技术的广泛应用，其发展模式已经开始由个体智能向群体智能发展，进一步拓宽了智能自主系统的发展空间。

二、电力系统继电保护中人工智能技术的应用方式

（一）接地保护

从当前实际发展情况分析，受我国疆域辽阔等因素影响，各地区之间实际情况不同，进而导致电力系统在实际规划建设过程中难以依照统一的标准进行，进而导致电力系统在接地保护方式方面也存在一定差异性。依照电力系统运行过程中的电流差异，接地保护也分为大电流以及小电流接地方式。前者主要适用于电流较大的情况，人工智能技术在应用于该模式条件下可以对线路进行实时识别，一旦发现故障自动切断线路，避免损失扩大；后者主要应用于电流较小的情况下，人工智能技术在应用于该模式的条件下可以利用通信模块向继电系统发送保护信号，在检测到系统存在异常时会发送报警信号，在此过程中电力系统可以保持运行状态^[3]。

在自动化继电保护系统中，不同的接地保护形式在重要功能方面也有不同的侧重点，大电流模式中执行系统是其中最为关键的环节，而小电流模式中逻辑层是其中最为关键的功能。电力系统在正常运行模式下不会产生零序电压，此时三项电压是其主要分布点，如果接入电压表，三项电压可以实现独立显示。在此背景下如果出现异常情况，比如其中一项处于接地状态，电力系统则会显示零序电压。此时，维修人员在接收报警信号后通过对电压读数进行判断即可实现故障判断。

（二）变压器继电保护

变压器是电力系统中的重要组成部分之一，在确保电力系统运行平稳性方面发挥着重要作用。因此，变压器继电保护也是电力行业智能化建设中的重点环节。现阶段，人工智能技术在变压器继电保护方面的应用主要包含以下方面：第一，瓦斯保护。变压器结构组成中涵盖油箱部分，此部分在实际运行过程中出现故障的几率较大，这就使得其运行过程中产生较多有毒物质及易燃气体，进而制约了电力系统安全运行目标达成。人工智能技术投入使用后，技术人员可以实现对变压器瓦斯进行动态化监控，一旦瓦斯浓度超过危险线，系统会自动报警提醒运维人员进行处理，进而实现最大限度地降低变压器故障导致的供电不稳带来的损失。变压器瓦斯结构如图1所示^[4]；第二，变压器短路保护。人工智能技术在实际应用中可以实现对变压器设备阻抗继电保护器实现保护变压器短路的目的。依据相关研究以及实践经验可知，通过利用人工智能技术对电路系统进行设置可以确保变压器内部出现短路故障的情况依然维持运行状态，通过自动化运行的方式避免短路故障影响供电稳定性。

图1 变压器瓦斯结构

（三）发电机组保护

发电机组是电力系统中最为关键的组成部分，其运行稳定性直接对电力系统运行安全性造成影响，因此，电力行业在实际发展人工智能技术过程中将发电机组保护作为其中重点内容，目前应用较为广泛的保护模式主要有以下几种：

1. 重点保护模式。该方式是当前我国最为常见的保护方式。在实际应用过程中需要首先在发电机内部定子绕组部件上安装继电保护装置，在发电机组出现异常后，该设备会自动启动确保发电机组内部元件不受损害。此外，该模式在实际应用过程中还可以实现对发电机组纵联差动情况进行有效维护，及利用电力系统中发电机及电流之间的融合作用，结合系统运行实际需求与情况，对相位高度进行科学调整，进而实现对发电机组进行保护^[5]；第二，备用保护方式。该模式在实际应用过程中可以有效降低因低负荷所导致的电机绝缘击穿故障问题，人工智能技术的应用在此模式中可以实现故障发生时自动切断电源并发出故障警报，提醒运维人员立即进行处理，以确保电力系统运行不受影响。

图2 发电机组保护

（四）智能化监控系统

在电力监控系统中应用人工智能技术可以进一步提升监控效率与质量，同时促使智能化监控体系不断完善。在具体操作过程中，技术人员可以从网络数据以及过程控制单元层面入手，对电力系统运行情况进行监控与管理。此外，工作人员在实际工作过程中还可以在已有智能化监控系统基础上融入通信技术以及数据传输技术进一步提升监控系统的应用水平，最大限度地保障电力系统运行正常，为满足社会经济建设对高质量供电的要求提供有力支持。

总结：综上所述，在当前时代背景下，人工智能技术得到高速发展以及广泛应用，其在电力系统继电保护中发挥的作用以及价值也逐渐显现，因此，推动继电保护与人工智能技术结合已经成为当前行业内重点研究内容。为实现此目标。技术人员应注意进一步提升人工智能技术在接地保护、变压器继电保护、发电机组保护方面的重视程度，同时结合人工智能技术对监控系统进行完善，为确保电力系统运行平稳性提供有力保障。

参考文献：

[1]姬生飞,潘仁秋,徐华斌.人工智能技术在电力系统继电保护中的应用研究[J].通信电源技术,2020,199(07):288-290.

[2]郭鑫.人工智能技术在电力系统继电保护中的应用分析[J].祖国,2019,265(05):142+147.

[3]王哲,刘梓健,邱宇.人工智能技术在电力系统故障诊断中的应用研究[J].电子设计工程,2020,28(02):148-151.

[4]国际平.电力系统继电保护新技术的发展与分析[J].中国科技纵横,2019,(008):192,256.

[5]饶斌.电力系统中智能变电站继电保护技术分析[J].好日子,2019,(013):1-1.

作者简介：周志站（1990-09-17），男壮族，广西河池东兰人，本科，主要从事电力继电保护、电力调度运行、电力设计等工作。