錢(qián)世超

（安徽理工大學(xué)，安徽 淮南 232001）

1 人工智能的概念

人工智能作為一門(mén)新興技術(shù)，其主要是對(duì)人的理論、方向進(jìn)行模擬、延伸與拓展。人工智能為計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支，其能夠?qū)χ悄苓M(jìn)行深入的了解，從而生產(chǎn)出智能的機(jī)器，類似于人類對(duì)問(wèn)題作出反應(yīng)的系統(tǒng)。在對(duì)人工智能進(jìn)行研究時(shí)，語(yǔ)言識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、機(jī)器人等都是主要研究對(duì)象。人工智能是一門(mén)極富挑戰(zhàn)性的科學(xué)，涉及心理學(xué)、哲學(xué)及社會(huì)科學(xué)等眾多學(xué)科。隨著時(shí)間的推移，人工智能的理論與技術(shù)已經(jīng)日漸成熟，并且其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。在未來(lái)的發(fā)展中，人工智能對(duì)人類生產(chǎn)生活起到促進(jìn)的作用[1]。

2 電力系統(tǒng)的常見(jiàn)故障及故障診斷現(xiàn)狀

2.1 常見(jiàn)故障

2.1.1 變壓器故障

此類故障分為內(nèi)部故障和外部故障，而常說(shuō)的變壓器故障診斷通常是指內(nèi)部故障，主要有電故障和熱故障兩種類型。電故障主要是由于變壓器內(nèi)部出現(xiàn)高電場(chǎng)而使得其絕緣性下降，從而使變壓器出現(xiàn)故障。熱故障是指變壓器內(nèi)部由于溫度過(guò)高而產(chǎn)生的故障。

2.1.2 輸電線路故障

電力系統(tǒng)的輸電線路出現(xiàn)故障主要是由于在雷電的影響下對(duì)絕緣子表面造成閃絡(luò)以及造成短路等。當(dāng)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)此類問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)跳閘從而切斷電路。而輸電線路故障也有電桿損壞、絕緣子損壞等，這類故障的處理辦法較為復(fù)雜。

2.1.3 母線故障

若是樞紐變電站出現(xiàn)母線故障，對(duì)電力用戶會(huì)造成較大的影響，由于電網(wǎng)的負(fù)荷過(guò)大，對(duì)系統(tǒng)的安全運(yùn)行會(huì)造成一定的影響。而出現(xiàn)這種故障的原因也較多，可包括母線短路、誤動(dòng)作、母線保護(hù)拒動(dòng)等。當(dāng)出現(xiàn)母線故障時(shí)還極有可能會(huì)引起超級(jí)跳閘、系統(tǒng)跳閘以及全廠停電的情況。

2.2 故障診斷現(xiàn)狀

我國(guó)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷的研究時(shí)間較短，僅僅只是研究一些理論知識(shí)，其中可包括診斷技術(shù)的實(shí)際作用及重要意義等。而在國(guó)內(nèi)系統(tǒng)對(duì)故障診斷技術(shù)進(jìn)行研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)主要存在如下四方面的問(wèn)題：（1）泥石流、雨雪天氣引起的故障；（2）系統(tǒng)保護(hù)不力；（3）電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題；（4）電力設(shè)備老化。隨著科技的不斷發(fā)展，在進(jìn)行電力系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，需要現(xiàn)代化的管理方法來(lái)增強(qiáng)電力系統(tǒng)的可維護(hù)性和穩(wěn)定性，其中也需要診斷技術(shù)快速發(fā)展，以滿足我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展需要。

3 人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)故障診斷中的運(yùn)用

人工智能技術(shù)并不是一項(xiàng)單一的技術(shù)，其是由多種技術(shù)綜合而成的。在現(xiàn)今對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷時(shí)，主要依靠的是人工智能專業(yè)理論知識(shí)和相關(guān)的技術(shù)手段，如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊理論及遺傳算法等。在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，涉及的人工智能技術(shù)較多，本文主要對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊理論、遺傳算法及信息理論等在電力系統(tǒng)故障檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。這些人工智能技術(shù)在對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行故障檢測(cè)時(shí)發(fā)揮了較大的作用，不僅能保證電力資源的合理運(yùn)用，而且能較大程度的節(jié)省財(cái)力、物力[2]。

3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)故障診斷中，其能夠?qū)θ斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)閾值和連接權(quán)不斷進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣獲得的知識(shí)點(diǎn)在整個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中隱形分布，從而形成人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)模式的記憶。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在獲得知識(shí)上有強(qiáng)大的功能，因?yàn)楹性肼晹?shù)據(jù)的處理特征，能夠有效彌補(bǔ)專家系統(tǒng)存在不足。電力系統(tǒng)中通過(guò)運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)系統(tǒng)中存在的錯(cuò)誤進(jìn)行判斷，從而使得問(wèn)題得以解決[3]。

3.2 模糊理論

在電力系統(tǒng)的故障診斷中，工程師們對(duì)故障排除與故障征兆之間的關(guān)聯(lián)難以進(jìn)行有效的鑒別，所以在電力系統(tǒng)的檢測(cè)中會(huì)出現(xiàn)診斷結(jié)果模糊不清的情況。而隨著這種模糊理論的不斷完善，其能夠較容易的將工程師的控制經(jīng)驗(yàn)融入到控制器中，從而制造了合理的模糊控制器。

很多電力系統(tǒng)的模糊控制器都采用自適應(yīng)模糊控制器的規(guī)則，其可以有一個(gè)或多個(gè)自適應(yīng)模糊系統(tǒng)而組成。

與傳統(tǒng)的自適應(yīng)控制相比，自適應(yīng)模糊控制器能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中故障中高度不確定的問(wèn)題進(jìn)行處理，從而使得電力系統(tǒng)故障檢測(cè)的效率提高[4]。

3.3 遺傳算法

遺傳算法主要是以人類遺傳機(jī)理為基礎(chǔ)，從而提出的全局優(yōu)化算法，通過(guò)生物進(jìn)化工程的雜交、繁衍等現(xiàn)象模擬的一種算法。這種遺傳算法的主要優(yōu)勢(shì)是處理優(yōu)化問(wèn)題的能力較強(qiáng)，并且有較強(qiáng)的全局優(yōu)化能力。在對(duì)電力系統(tǒng)故障進(jìn)行檢查時(shí)，可根據(jù)元件故障、斷路器跳閘、保護(hù)動(dòng)作之間的關(guān)系，建立遺傳算法，并采用差異性遺傳算法對(duì)故障進(jìn)行處理。電力系統(tǒng)應(yīng)用遺傳算法進(jìn)行故障檢測(cè)的時(shí)候，應(yīng)該從全局優(yōu)化出發(fā)，當(dāng)保護(hù)元件或者是斷路器出現(xiàn)拒動(dòng)時(shí)，診斷結(jié)果最優(yōu)。但是使用遺傳算法進(jìn)行故障診斷時(shí)，對(duì)數(shù)學(xué)模型合理的建立、確定差異等方面還需要進(jìn)行深入的研究，以期能夠在故障檢測(cè)中發(fā)揮較大的作用[5]。

3.4 信息理論

信息理論是在1948 年提出的，在電力系統(tǒng)故障診斷中應(yīng)用信息理論，能夠準(zhǔn)確的找到電力系統(tǒng)中存在的故障并引起保護(hù)裝置動(dòng)作、斷路器跳閘的過(guò)程，描述為故障信息運(yùn)動(dòng)的過(guò)程來(lái)處理故障和征兆之間的不確定性，決策最有可能發(fā)生故障事件的過(guò)程就是故障診斷的過(guò)程。

在電力系統(tǒng)故障診斷中利用信息理論輔助決策系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)故障診斷及拓?fù)錂z錯(cuò)，并且實(shí)用性較強(qiáng)。從信息理論角度來(lái)看，信息融合的過(guò)程就是電網(wǎng)故障診斷的過(guò)程。現(xiàn)今對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷時(shí)，首先需要解決的問(wèn)題就是對(duì)斷路器的動(dòng)作信息、保護(hù)裝置及錄波信息等進(jìn)行有效的利用。隨著今后研究的不斷深入，可通過(guò)信息融合、參數(shù)優(yōu)化及信號(hào)處理等措施來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

4 結(jié)論

隨著國(guó)家電網(wǎng)事業(yè)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)工程也在不斷壯大，而居民、企業(yè)的用電量也在不斷升高，這給國(guó)家電網(wǎng)帶來(lái)機(jī)遇的同時(shí)也帶來(lái)了挑戰(zhàn)。本文通過(guò)對(duì)人工智能技術(shù)進(jìn)行分析與介紹，并總結(jié)其在電網(wǎng)故障診斷中的應(yīng)用，從而促進(jìn)電網(wǎng)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。