人工智能在电力系统继电保护中的应用

来源 :中国电气工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:haibolovemj
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  摘要:现阶段,随着电力企业的快速发展,继电保护技术作为电气安全稳定运用的重要手段也得到发展。然而就当前电力系统继电保护的应用状况来看依然存在着问题,所以笔者本文就人工智能技术在电力系统继电保护中的应用进行以下探究,希望能够为相关人士提供借鉴和参考依据。
  关键词:人工智能;电力系统;继电保护;应用
  引言
  随着计算机水平的不断提升和电力系统继电保护领域中广泛的应用计算机,逐渐研究出新的控制原理和方法,同时在继电保护领域中的应用力度不断加强,如专家系统等的应用,其对继电保护的发展具有重要的推动作用。所以具体研究电力系统继电保护中人工智能技术的应用具有重要的现实意义。
  1电力系统继电保护的应用现状
  现将继电保护的具体应用进行详细的阐述:(1)伴随着社会的不断进步,相应的继电保护装置也发生了极大的变化,变得更加多元化,并且对保护装置进行合理的选择可以影响继电保护工作的顺利进行,因此,在实际的选择中,工作人员要选用功能齐全、可靠性的装置,进而使相应的工作得以高效的运行。(2)在电力系统不断发展的过程中,对继电保护功能也提出了新的要求,要确保功能可以有效符合相关的需求,主要功能有:对线路、电容器进行全面的保护,基于这些功能给继电保护带来积极的作用。与此同时,要想使继电保护技术能够得到极大的提升,就要把它与现代化技术进行有机的整合。一般而言,把网络技术与继电保护技术进行融合,从而确保继电保护工作效率得到提升,同时使其整体的运行水平更加高效。在具体的应用中,第一是全面收集综合信息,进而对信息进行有效的分析,对于控制系统而言,其可以对整个电力系统的运行加以把控,此外,通过装置的不同原理进而实施有效的搭配,这样一来,就能够实现优势互补,同时确保相应装置的最优化。第二是通过使用自适应技术,在实际的应用中,可以体现出对综合信息实施管控,进而能够及时阻止故障产生的消极影响,与此同时,还能够将正常的元件与故障元件进行隔离,进而避免影响正常元件的稳定运行,在很大程度上减少了对电力系统的影响,进一步使继电保护作用得以有效的发挥出来。
  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
  专家系统一般会运用在对时间要求不高
  的继电保护工作中。如:故障诊断、故障勘测等工作,不过其还可以使用在定值智能化的整合计算系统中,与此同时,还能够在相关零序电流的保护整定计算中得以充分的使用。无论其运用在哪种系统中,都可以在一定程度上提高其工作效率,进而减少不必要的成本浪费,在减轻工作量的同时还能给相关企业带来一定的经济效益。再者,对于专家系统而言,其具体的应用原理是:把继电保护装置中的一些动作以一种形式展现出来,亦或者是把工作人员的诊断经验用规则展现出来,进而把一些故障诊断通过专家将其录入到电力系统中,根据这种方法,就可以方便工作人员在遇到问题时进行参考,进而能够及时找出问题的原因,并且可以针对问题采取有效的措施尽快解决,这样就可以确保整个系统的稳定运行。
  2.2暂态保护的应用
  随着进一步深入研究继电保护领域中人工智能技术的应用,出现了各种判断故障类型的方法,如人工神经网络和小波理论等,这些人工智能技术不但可以将判断故障的准确性进一步提高,同时可以解决单一工频信号的传统算法难以识别的问题。但是到目前为止,传统保护新的原理并没有被人工智能的应用而完全取代,而且传感器频宽仍然会在一定程度上限制这些方法的应用,其结果只是利用复杂的计算和大量的工作提高识别故障的准确性和可靠度。暂态保护主要是利用产生的高频信号使保护输电线和电力设备等目标得以实现,故障的种类、位置和持续时间等都是故障暂态产生信号中包括的信息内容,而且在信号的整个频域,即从直流一直到高频都会存在这些信息。在传统的保护方式中,利用过滤的方式忽略故障产生的高频率,这样在滤掉高频信号滤波器的设计中需要投入大量的研究精力。而暂态保护主要是将需要的高频信号利用特殊设计的高频检测装置和算法从故障暂态中提取出来,之后将故障利用专门的快速处理信号的算法判断出来。微处理技术的发展是暂态保护目标得以实现的基础和前提。
  2.3人工神经网络的应用
  人工神经网络主要应用在判断故障类型、故障距离等方面。比如,利用人工神经网络可以对高压输电线的方向进行保护,通过利用BP模型来当做输电线保护中的方向辨别设备,不仅可以快速高效的判断出故障的所在方向,还可以有效保护输电线的方向。再者我们还可以利用人工神经网络的学习能力和辨别能力,更好的对电力系统继电保护中的故障进行分析和辨别,使工作人员能够在电流正确方向的故障进行保护,而相反方向的电流故障则应当及时的采取闭锁,因为只有这样才能实现提高电流靈敏度的目标,让输电线电流能够更好的适应。此外,人工神经网络还可以与专家系统相互融合来使用,对电力系统继电保护中的故障进行全方位的诊断,人工神经网络对整个电力系统继电保护工作具有重要意义。
  2.4模糊理论的应用
  模糊理论的应用可以实现传统数学方式难以做到的计算。近几年来随着时代的不断发展模式理论在电力体统继电保护中的应用也得到突飞猛进,其中模糊理论主要包括系统规划、模式控制以及相关的潮流计算,这些理论在电力系统继电保护中发挥巨大作用。例如,模糊理论的应用可以实现对那些电力生产的不确定进行有效确定,或者是对干负荷变化的不确定进行确定,通过使用模糊理论中的模糊值可以表示某些不确定的关系,进而构建一个有效的电力模糊系统。此外,模糊理论相比传统无工电压算法获得的效果更显著,传统的无工电压算法主要是以单目标来优化问题,此方式并不能做到充分考虑限制控制量调节的目的,所以为了实现校正违界电压应利用模糊理论对电能质量进行综合评估。
  2.5遗传算法的应用
  遗传算法也是人工智能技术中在电力系统继电保护工作中的一种,它主要是基于大自然的选择和遗传机制,通过利用计算机设备上模拟相应的生物进化,以此来寻找最佳的且最有效的搜索算法,遗传算法本身就具有很多的优势和优点。比如,可以在较为复杂和庞大的搜索空间中进行自适应的搜索,通过这种方式可以选择出最佳且最准确的算法,当然遗传算法还具备算法简单且适用性超强的优点,此外,遗传算法在进行求解问题方面几乎没有任何限制,也不会涉及到那些复杂的数学求求解过程,能够获得最全面的且最优的解集,这也正是遗传算法被广泛应用在电力系统继电保护中的原因,当然我还可以通过构建合理的数学模型来解决故障问题,进而充分发挥遗传算法的作用和价值。
  结语
  由此可见,越来越多的新的方法随着人工智能技术的发展而出现,这也进一步扩大电力系统继电保护中人工智能技术的应用范围,为继电保护的发展提供了有利的保障。通过结合不同的人工智能技术,可以将保护系统中受到不确定因素的影响合理分析处理,从而可以将保护动作的可靠性进一步提高,这也是为了智能保护发展的重要研究方向。
  参考文献
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