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

赵亚清 郝波

国网天津市电力公司宁河供电分公司 , 天津 301500

摘要：为提高电力系统运行安全性、稳定性，要不断提高继电保护系统的运行性能，利用继电保护系统，减少故障。人工智能技术应用越来越广泛，在电力行业继电保护系统中应用人工智能技术可以很好地提高电气自动化水平，打造高效处理、全面感知的电力系统，确保供电系统可靠稳定。

关键词：人工智能技术；电力系统；继电保护；应用

人工智能技术，即AI技术，主要是指能够模拟、扩展人的理论技术，以及科学技术。将该技术应用到继电保护系统建设中，能够让继电保护识别更加灵敏、保护动作更加准确，增强电力系统运行的稳定性，因此，应对此项技术的应用展开深入分析，并积极探索有效的技术应用方案，以更好地发挥出此技术的优势，优化电力系统的运行水平。

1人工智能技术

人工智能技术是计算机技术发展中产生的独立新型学科，其集合了通信、电子及其他现代技术，通过程序开发应用，将人类思维方式与机器设备相结合，模拟人类大脑思维进行研究，更好地解决了企业生产、居民生活等各个领域中的技术难题。近年来，随着研究理论的不断成熟，人工智能应用范围越来越广泛，尤其是在技术发展领域，借助人工智能技术可以更好地完成系统仿真和控制。

2人工智能技术在电力系统继电保护中的应用

2.1专家系统的应用

（1）专家系统的应用功能。专家系统是一种AI计算机程序系统，目前常用开发工具为Jess、Prolog、CLIPS等，该系统中蕴含着海量的专业领域专家级别的知识与经验，其在继电保护系统中的主要应用功能是，让继电保护机制可以运用人类专家的知识，以及问题解决方法，来处理各项运行业务，使继电保护机制能够自动、准确地处理以往需要人类专家处理的复杂问题，提升继电保护运行水平。具体来说，专家系统在继电保护中的应用功能，可以被总结概括为故障勘测、故障诊断、零序电流保护整定计算等改善继电保护工作效率的功能。总体来看，这些应用功能均具备明显的启发性、透明性、灵活性，可以让继电保护系统基于专业的直觉、知识，围绕现状进行判断、推理、联想，使其能够向人们提供一些与自身存在关联的问题，如故障位置、故障类型等，同时，也会让继电保护系统不断接纳新的知识，由此推动继电保护系统运行水平的成长。（2）专家系统的应用过程。一般来说，专家系统在继电保护系统中的应用过程可以被阐释为，前端的传感装置等电力系统运行信息收集装置，会将所收集到的参数信息，传递给专家系统，然后专家系统再运用推理机，将这些信息与知识库中的各个规则条件进行匹配，之后，将匹配规则运行得出的结论，传递给电力系统中的控制装置，以及数据显示层面，由此系统控制装置，就会根据该结论，判断是否启动继电保护行为，与其他控制行为，同时，管理者也可以通过人机界面，查看到相关记录，由此完成专家系统在继电保护中的应用。在此过程中，匹配规则中蕴含着专家级别的知识，以及专家处理问题的方法，能够让最终得出的继电保护运行判断更加准确，而且还能够给出更详细的故障信息参数，为故障维修工作提供有力依据，增强了继电保护系统的效用。

2.2暂态保护在电力系统继电保护中的应用

传统的继电保护工作主要采取过滤方式，需要耗费大量的人力与研究精力，早已无法满足电力系统的运行需求。作为人工智能技术在电力系统继电保护中的一种应用形式，暂态保护的应用不仅可以有效提高电力系统继电保护工作效率，且还可以解决单一工频信号所不能解决的那些问题，大大提高故障判断精准度。具体来说，其工作原理为：根据故障所在位置、所属类型以及持续时间等对故障进行精确的分析与判断，将高频信号从故障暂态中提取出来并应用高频信号保护电力设备与输电线路。

2.3人工神经网络在电力系统继电保护中的应用

人工神经网络近年来一直是人工智能领域中的研究热点，在电力系统继电保护工作中发挥着极其重要的作用，主要适用于以下几个方面：（1）判断故障类型与距离，如可以BP模型作为方向辨别设备，快速判断出故障所在方向并有效保护输电线方向；（2）区分正确方向与反方向电流故障。人工神经网络具有优异的学习与辨别能力，有了它的支持，工作人员便可以更好地进行分析与辨别，保护电流方向正确的故障，并及时关闭反方向的电流故障，以有效提升电流灵敏度；（3）与专家系统配合使用，全方位诊断电力系统继电保护中所存在的故障。

2.4模糊理论的应用

（1）优化继电保护运行算法。在AI领域，模糊理论的主要作用是让AI算法完成传统数学算法难以做到的运算。而对于继电保护机制来说，模糊理论可以赋予该机制基于不确定因素的运行控制能力，减少不确定因素为继电保护运行带来的影响。在此过程中，人们可以借助模糊理论，构建相应的的算法，以模拟人脑对不确定因素的思考和考虑，使得继电保护机制在做出保护行为决策时，能够将电力系统运行中的不确定因素考虑在内，提高保护行为的合理性，优化电力系统运行水平。为此，在继电保护运行算法设计中，需运用模糊理论，将各类不确定因素，在算法中予以阐释，由此借助具体的模糊值，表示各种不确定关系，形成一个有效的电力模糊系统，以阐释电力系统的运行，再基于此，设置继电保护运行规则，最终使各项不确定因素均被涵盖在继电保护运行运算的考虑范围内，弱化不确定因素对继电保护的影响。（2）故障识别。模糊识别是AI技术在继电保护系统中应用的主要方向。通常来说，AI模糊识别常见于继电保护机制对高阻抗检测、距离保护等功能的管理。具体的应用方法可以被阐释为，借助AI模数识别，通过构建一个内置的微处理机制，对配电线接地保护装置加以改善，使其可以识别更加微小的，由故障引起的电流、电压变化，以精准识别高阻抗故障，并快速地作出保护反应，提高继电保护运行效果。从总体来说，AI模糊识别在电力系统故障识别上的应用机理可以被概括为，通过识别运行状态中的不确定状态，以识别出可能存在故障的位置，然后加以针对性的参数比较，来准确地判断是否存在故障，由此消除以往条件下，故障引发的电流、电压变化过小造成的识别忽略问题，提高保护运行的精度。

3电力系统继电保护发展趋势

3.1智能化水平不断提高

随着科学技术的发展，人工智能技术在电力系统中的应用越来越广泛，在继电保护系统中的应用逐渐趋于成熟，它不仅可以解决电力系统运行问题，还可提高处理效率。如神经网络技术的应用，使电力系统中的一些非线性问题迎刃而解，为工作人员解决故障提供路径。利用神经网络技术可以很好地分析故障样本，根据继电保护系统实际运行情况，解决问题，大大提高了电力系统继电保护智能化水平。

3.2网络化水平不断提高

计算机网络技术发展，为我国工业生产提供了通信支撑。电力系统继电保护发展，实现了电力系统稳定运行。电力系统信息传输是依靠网络通信实现的，只有不断提高继电保护网络水平，才能更好地提高信息传输效率和质量，满足电力系统发展需要。人工智能技术，可以将更多的电力系统运行信息传输到继电保护系统中，进行科学数据分析，及时发现系统中运行故障，确保运行安全。

4结语

我国电力系统发展有了很大提高，现代化技术应用越来越广泛，人们对继电保护也提出了更高要求。将人工智能技术应用于电力系统继电保护中，可以很好地提高继电保护效率，确保电力系统稳定运行。人工智能技术应用还有很大的提升空间，需要不断加强研究与实践，提高人工智能技术应用水平。

参考文献

[1]陈全观，周刚，杨小立，等.人工智能技术在电力系统继电保护中的应用[J].石河子科技，2020，（04）：16-17.

[2]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，（04）：282-284.