姜春凯 陆乐 严晓杰

【摘 要】很多时候电力系统在运行的过程中往往会受到诸多因素的影响，使得整个电力系统运行时容易出现震荡、超过负荷等非正常状态。所以为了能够在电力系统出现故障时及时切除故障，我们应将人工智能技术应用在电力系统继电保护系统中，该技术的应用可以有效提高继电保护的智能化水平，进而推动我国电力行业蓬勃稳定发展。

【关键词】人工智能;电力系统;继电保护;分析

1导言

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。

2专家系统

专家系统（ES）是发展最早，也是人工智能应用研究最活跃和最广泛的课题之一，它与知识工程研究紧密联系在一起。在专家系统构造中，它必须涉及所研究问题领域的知识表达方式，知识处理与知识运用方面的理论和方法。专家系统不仅是融合了书本相关的理论知识来处理各种定性的问题，而且还可总结和利用专家的经验知识（或称启发式知识）来求解问题。它不仅可解决那些依靠解析方法不能解决的问题，也可使所求解问題的知识搜索和推理范围缩小，提高问题求解速度和推理效率;另外专家系统的解释模块能够对推理所用的知识、推理过程及结论进行解释。在电力系统继电保护的专家系统中，常用的知识表达方式有：基于谓词逻辑表示法，基于产生式规则表示法，基于过程式知识表示法，基于框架式表示法，基于知识模型表示法和基于面向对象表示法。实质上后两种是由于计算机和语言技术、智能技术的发展而形成的，它们是在前四种基础上的新形式和新结构，它们的关系如图所示。

图1专家系统的知识表达方式

3人工智能技术在电力系统继电保护中的应用

3.1专家系统的应用

专家系统是人工智能技术在电力系统继电保护中的一种应用，该系统主要适用于那些对时间要求不高的继电保护工作中。比如，故障诊断、故障勘测等工作，当然专家系统还可以应用在定值智能化的整合计算系统中，以及应用在相关零序电流的保护整定计算中。不管是应用在哪一种系统中都可以实现提高继电保护工作效率的目的。同时专家系统的应用原理是指将继电保护装置工作中的动作表示出来，或者是将运行人员的诊断经验等内容用规则表现出来，进一步将相应的故障诊断专家列入电力系统当中，这样一来可以方便工作人员寻找系统出现故障的原因，能够及时采取有效的对策去解决问题。

3.2暂态保护的应用

高新技术的飞速发展人工智能技术也被广泛应用，同时各种判断故障的方式也层出不穷，这些人工智能技术不仅可以提高电力系统继电保护工作的效率，还可以提高判断故障的精准性和准确性，也可以解决那些单一工频信号不能解决的问题。其中暂态保护的应用可以准确的判断出故障，它的工作原理主要是利用所产生的信号来保护电力设备和输电线的，可以根据故障的类型、位置以及持续时间等特点进行分析和判断。

3.3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灵敏度的目标，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。

3.4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。

3.5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，当然我们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。

4结论

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。虽然本文讲述的智能方法应用到电力系统继电保护中取得的成果比较明显，但是其本身并没有非常成熟的理论性，所以需要将其完善力度进一步加大。

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（作者单位：国网江苏省电力有限公司丹阳市供电分公司）