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继电保护中的人工智能技术及应用探究

2022-03-26镇威

家园·电力与科技 2022年2期
关键词:人工智能技术继电保护应用

摘要:基于社会的广泛需求,电力企业在新时期发展迅速,其电力运行安全受到了更多的重视,而作为维持电力稳定安全运行的核心手段,继电保护技术亦实现了迅速的发展。为进一步提升继电保护质量,很多电力企业开始思考在继电保护中如何渗入人工智能技术,并取得了较好的成果。文章就继电保护中的人工智能技术、应用进行了分析与论述。

关键词:继电保护;人工智能技术;应用

引言:探究继电保护中的人工智能技术及应用策略,需明确继电保护的基本定义、工作流程与展开方式,以此为基础引入对应的人工智能技术,监察人工智能技术的应用效果,对其加以调整,以此来发挥出其更大的价值与效用,维护电力系统的稳定运行。

一、继电保护中的人工智能技术

1.自适应控制技术

自适应控制技术属于保护性技术,可结合电力系统运行方式,借助改变定值来分析与处理电力系统中的各项既存故障,从而确保电力系统继电保护稳定运行。该项技术在继电保护中应用时突出以下优势:全过程观测并记录电力系统在各个时间段的运行状态,发现其可能潜在的问题并提出对应的解决策略,以此来避免问题的进一步严重化,完善、优化系统性能,保证其高效运行,提升电力企业收益。

2.人工神经网络技术

人工神经网络技术智能化程度较深,可真实模仿人体脑部细胞结构,具备复杂异常的动力学特征,主要用于快速地处理电力系统中异常复杂、困难的问题,且有着较高的工作效率,其优势主要表现在:协助记忆与学习、组织能力、环境适应能力较强,可直接识别故障样本并加以分类,以此来减少工作量,避免造成较重的经济损失[1]。

3.综合自动化技术

综合自动化技术在电力系统继电保护中的应用主要涉及到以下两点:其一,用于重要电力设备的监视、控制、操作等,其微机化特征明显,可推动子系统信号数字化,在综合自动化技术支撑下,电力设备可替代传统模式的变电所机电设备与模拟设备,大幅度提升电气设备性能;同时,综合自动化技术可实现操作功能、监视功能的整合,提升人机联系紧密性;其二,通信局域网络化、光缆化。光纤局域网络技术与通信技术在人工智能技术下的不断优化与应用,一定程度上强化了通信局域抗电磁干扰性能。且当前阶段社会经济迅速发展,电力系统继电保护对通信局域网络化、电缆化水平有了更高的要求,推进通信局域网络化,不但可提升各项数据信息的传输效率,保障电力系统稳定安全运行,还可简化电缆、施工流程。

二、继电保护中的人工智能技术及应用

从以下数个方面阐述各种人工智能技术在电力系统继电保护中的应用:

1.专家系统

专家系统属于智能化计算机程序系统,当前阶段已有大量的研究成果、专业的经验与知识,其可模拟人类专家参与各种决策与领域问题处理,适用于以下各项事务:其一,对时间要求不高的继电保护工作,例如事故勘测、整合、诊断等;其二,定值智能化整合、研究与计算工作能;其三,零序电流保护整定计算方面的工作。在继电保护中应用专家系统,可比较清晰、直观地展示电力设备工作时的具体动作,以规则来展示运行人员诊断内容、经验等,并可在管理系统中引入故障诊断专家,分析继电保护中的诸多故障因素,查明其故障点、故障特征、故障原因,以此为基础制定对应的解决策略;同时,技术人员可利用这部分规则全方位分析在继电保护设计中的不切适宜的部分,并提出系列可行的矛盾冲突解决策略[2]。

2.暂态保护

传统模式的继电保护主要依赖的是过滤模式,其需投入海量的人力、物力、时间与精力等,其已经逐渐难以满足电力系统正常运行所需,而其作为人工智能技术在继电保护进程中的一种应用方式,不但可提升继电保护在各个阶段的工作效率,还可解决以往单一工频信号难以发现与解决的问题,大幅度提升故障判断准确度。暂态保护发挥功能的原理可概括为以下内容:结合故障所处位置、表现特征、所属类型、造成影响、持续时间等对故障的整体情况有一个大致的理解,并基于此对其加以精确地分析、总结、判断,将相应的高频信号从故障暂态中直接提取出来,再利用高频信号来保护输电线路、电力设备的运行安全。

3.人工神经网络

人工神经网络是人工智能领域的核心要素与研究热点,其在继电保护中发挥着重要的作用,具體表现在以下数点:其一,迅速判断故障距离与类型,比如可以BP模型当作方向辨别设备,迅速判断故障大致方向以采取对应的解决策略,以此来保障输电线路正常运行;其二,精确判断反方向、正确方向电流故障,因该项技术有着较高的辨别能力、学习能力,在其支持下,技术人员可耗费更少的时间与精力来分析与判别,一方面保护电流正常方向故障,另一方面关闭反方向出现的电流故障,利于提升电力系统电路灵敏度;其三,可与专家系统搭配使用,全过程、全方位、全层级的诊断与总结继电保护工作中出现的各种故障,避免其进一步严重化[3]。

4.模糊理论

传统模式的无功电压算法通常是按照单目标法完成问题的发现、解决与优化,其虽然具备一定的效用,但是调节限制控制量方面仍会存在考虑不周等问题,且因电力系统故障问题、故障前征兆间有着相应的不确定性,彼此间关系并不明确,可能会造成最终得到的诊断结果变得模糊,该种情况下引入模糊理论,可切实解决以上出现的问题,故而其在继电保护中的应用亦开始逐渐广泛。模糊理论主要包括三方面内容:潮流计算、模式控制、系统规划,其即可确定干负荷变化与电力生产过程中的诸多不稳定要素,也可以模糊值来表示一些不确定关系,以此来建立起一个有效、完整的电力模糊系统。

5.遗传算法

遗传算法最初出现在上世纪七十年代,其理论基础是遗传机制、自然选择,借助计算机设备与技术,将问题的各种备用解编码,其后结合以上理论来完成全局优化搜索,以此来寻找最优解集,经过数十年的发展,遗传算法在继电保护中已经得到了广泛的应用,主要涉及到图像处理、电力系统无功优化、输电系统电容优化配置、输电系统故障原因诊断等,该种计算方式有着突出的优势,主要表现在:在复杂、庞大的搜索空间中进行自适应搜索,得到最优算法,选择的算法实用性强、简单易操作,在解决问题时基本不受到限制,不必进行复杂异常的求解过程即可得到最优解集,但是其也存在着不足,比如遗传算法所用的输电网络故障诊断模型还未实现科学化、系统化,若是在该方面取得突破性进展,可在后续协助技术人员利用遗传算法来解决更多、更复杂的故障诊断问题[4]。

6.计算机化

进入新时期以后,得益于互联网科技的迅速发展,计算机化在继电保护中开始发挥更加重要的作用,其主要优势表现在以下三点:其一,具备强大的保护功能;其二,故障数据、故障信息等具备充足的存放空间,且数据处理效率较高;其三,可增强网络资源通信能力,串联起各个管理部门、技术部门,提升继电保护工作效率,利于电力企业的稳定、高效发展。

结语:综述,文章就继电保护中的人工智能技术及应用进行了分析与论述,明确了其重要性与必要性,从专家系统、暂态保护等人工智能技术方面展开了探究工作,以期更好地发挥继电保护的作用。

参考文献:

[1]吴兴龙,陈乐,张芸.人工智能在继电保护中的应用[J].山东工业技术,2018,(19):131.

[2]曾宪益.基于人工智能技术的电力系统继电保护应用分析[J].电力系统装备,2021,(18):2.

[3]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,(7):3.

[4]刘伟,蔡永和.人工智能技术在电力系统继电保护中的应用探讨[J].电子乐园,2019,(22):1.

作者简介

镇威(1987.08.25),性别:男;籍贯:湖北咸宁;民族:汉;学历:本科、学士;职称:工程师;研究方向:继电保护

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