丁芃

寧夏送變電工程有限公司，中國·寧夏 銀川 750000

1 引言

繼電保護(hù)中的人工智能技術(shù)可以主動地處置繼電器在工作中遇到的問題，也為電力系統(tǒng)運(yùn)行提供更加科學(xué)快捷的處理方法，隨著社會發(fā)展的步伐，繼電器智能化技術(shù)產(chǎn)業(yè)的涉及面越來越廣泛，由于研究方面投入的力度大、研究的頻率高等優(yōu)勢，其在未來市場上具有很大的發(fā)展?jié)摿?，因此發(fā)展企業(yè)的電力工程智能化技術(shù)是非常關(guān)鍵的。繼電保護(hù)技術(shù)隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了五代機(jī)型包括：機(jī)電型、晶體管型、整流型、集成電路型繼電保護(hù)，以及發(fā)展到現(xiàn)在的微機(jī)保護(hù)型。然而，隨著電力系統(tǒng)更加智能化的發(fā)展以及人們對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性要求的提高，微機(jī)保護(hù)型繼電保護(hù)已經(jīng)無法滿足設(shè)備的要求，人工智能技術(shù)順勢而生，開始在繼電保護(hù)中逐漸發(fā)揮作用。

2 繼電保護(hù)中的人工智能技術(shù)

2.1 專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)（ES）是人工智能領(lǐng)域的非常重要的一個分支，其系統(tǒng)的原理就是通過對專家某個領(lǐng)域內(nèi)的知識和經(jīng)驗的統(tǒng)計分析，利用智能計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行模擬專家對此問題的決策的過程，來解決需要專家決定的復(fù)雜問題[1]。例如，故障專家系統(tǒng)就是智能計算機(jī)根據(jù)人工提供或觀察到的數(shù)據(jù)來推斷出某個對象發(fā)生故障的具體原因。繼電保護(hù)中的專家系統(tǒng)就是對整個用電系統(tǒng)的各種檢測、保護(hù)的工作原理，制定相關(guān)的規(guī)則進(jìn)行鑒別、整定、核查、校正等，實現(xiàn)繼電保護(hù)設(shè)備的智能調(diào)整與維護(hù)。在繼電保護(hù)中，專家系統(tǒng)的知識表達(dá)方式有以下幾種：基于謂詞邏輯的系統(tǒng)、基于產(chǎn)生式規(guī)則的系統(tǒng)、基于過程式知識的系統(tǒng)、基于框架式的系統(tǒng)，這四個系統(tǒng)為專家系統(tǒng)的基本系統(tǒng)，隨后在基本系統(tǒng)上發(fā)展起來了基于知識模型的系統(tǒng)和基于面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)。

2.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）就是智能計算機(jī)通過模擬人腦組織結(jié)構(gòu)和人類對未知事物認(rèn)知過程的信息處理系統(tǒng)[2]。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采取的是非線性映射的方法，這就可以解決難以列出方程式或求解復(fù)雜的非線性問題。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）可以通過對標(biāo)準(zhǔn)樣本的學(xué)習(xí)，調(diào)整自身的連接權(quán)，將獲得的知識分布于網(wǎng)絡(luò)上，并開啟ANN 的記憶模式。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）具有強(qiáng)大的知識獲取能力，比繼電保護(hù)ES 診斷方法更加的先進(jìn)。

2.3 模糊理論

模糊理論引進(jìn)語言變量和模糊邏輯，利用模糊隸屬度的概念對不確定事件與現(xiàn)象進(jìn)行描述。模糊理論打破了經(jīng)典集合中用0 和1 表示非此即彼的清晰概念，模糊識別可以通過對事物特征進(jìn)行描述，因此對計算機(jī)的表述也更加具體。

3 繼電保護(hù)中人工智能技術(shù)的應(yīng)用

3.1 專家系統(tǒng)的應(yīng)用

專家系統(tǒng)在繼電保護(hù)領(lǐng)域運(yùn)用會受到時間因素的影響，多適用于一些對時間要求不太嚴(yán)格的繼電保護(hù)環(huán)境過程當(dāng)中，如故障診斷，高阻接地故障探測、故障定位、繼電保護(hù)的整定與協(xié)調(diào)等。專家系統(tǒng)對于繼電保護(hù)的故障診斷，利用的是基于產(chǎn)生式規(guī)則的基礎(chǔ)系統(tǒng)，工作原理就是把運(yùn)行人員的診斷經(jīng)驗以及繼電保護(hù)裝置工作的動作邏輯用計算機(jī)規(guī)則表現(xiàn)出來，輸入故障診斷專家系統(tǒng)的知識里面，進(jìn)而利用知識庫已存在的信息對告警信息做出分析判斷，診斷出故障是否存在的方式。

3.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在繼電保護(hù)當(dāng)中常用于故障類型的判別、方向保護(hù)故障距離的測定和主設(shè)備保護(hù)等方面。例如，高壓輸電線的方向的保護(hù)，對電流的保護(hù)上，是利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)和模式識別能力，有效地對電力系統(tǒng)中的故障情況做出準(zhǔn)確的識別，并且反饋給主機(jī)予以處理，這樣有效地提高了輸電的效率。

3.3 模糊理論的應(yīng)用

繼電保護(hù)中有主變保護(hù)、線路保護(hù)、發(fā)電保護(hù)等幾個方面，而模糊理論主要廣泛運(yùn)用于這幾個方面。通過提取不一樣相電壓的轉(zhuǎn)換頻率特征來使它和模糊的合集進(jìn)一步對照來判斷出故障相，它的原理就是在電壓故障分量中，電壓的高頻成分各不相同，這也就是繼電保護(hù)中模糊理論的運(yùn)用。除此之外，還有一個應(yīng)用通過模糊相似的原則對變壓器電流故障進(jìn)一步地做出判斷，當(dāng)相似的水準(zhǔn)達(dá)到一個固定的數(shù)值時，就可以判斷出變壓器發(fā)生的故障。這個的原理就是根據(jù)分析比較變壓器的真實的電流數(shù)據(jù)和理論電流的對稱度隸屬函數(shù)的相近程度。

3.4 模式識別的應(yīng)用

高阻抗檢測和距離保護(hù)等是繼電保護(hù)中的幾個方面，在這幾個方面模式識別技術(shù)使用頻率較高，應(yīng)用范圍也較為廣泛。通過進(jìn)一步地改善配電線接地保護(hù)裝置，主要是在它的內(nèi)置危機(jī)處理機(jī)上增加了一個對電壓與電流信號的模式識別數(shù)據(jù)庫，只有這樣才能對線路的電流和電壓切實的進(jìn)行數(shù)據(jù)的對比得到準(zhǔn)確的結(jié)果，進(jìn)一步識別高阻抗的正?；蚬收蠣顟B(tài)，達(dá)到準(zhǔn)確和高效的目的。

3.5 小波分析的應(yīng)用

通常在繼電保護(hù)中，小波分析主要應(yīng)用于與電流、電壓相關(guān)的故障診斷方面，在這其中小波分析不能單獨使用，需要和其他的方法結(jié)合起來使用[3]。先用小波分析的方法提取出勵磁涌流的間斷角特征，再然后用模糊理論的方法進(jìn)行故障判斷，這就是小波分析與其他方法結(jié)合起來使用的離子變壓器短路電流和勵磁涌流。ANN 是故障判斷的訓(xùn)練，利用小波變換分別提取出變壓器正常運(yùn)作和不正常運(yùn)作的電流信號為其提供了數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)等。

利用現(xiàn)代智能計算機(jī)進(jìn)行信息采集，不間斷地進(jìn)行控制、計算實時數(shù)據(jù)、顯示屏幕、檢測系統(tǒng)的安全性這就是電網(wǎng)調(diào)度的智能化，在電網(wǎng)調(diào)度中運(yùn)用電力自動化技術(shù)能夠最大程度地預(yù)防突發(fā)事件[4]。智能化技術(shù)的核心是以計算機(jī)為主，這項技術(shù)最大的有點是通過計算機(jī)對電力系統(tǒng)進(jìn)行的監(jiān)控和科學(xué)和合理的預(yù)算，在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程還有目標(biāo)進(jìn)行智能化系統(tǒng)的操作還有管理，這一技術(shù)的產(chǎn)生極大程度地提高了電力工程運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的科學(xué)合理，這樣既能在保證安全情況下電力調(diào)度，還有效地降低了調(diào)度機(jī)器操作的投入因為計算機(jī)的精確計算和對數(shù)據(jù)的處理使工程進(jìn)行得更加的科學(xué)合理。這項技術(shù)在目前在中國大規(guī)模的被使用，智能化技術(shù)的發(fā)展得到了大規(guī)模的推廣這使是生產(chǎn)力的又一次關(guān)鍵性的改革。

4 結(jié)語

中國的電力工程智能化技術(shù)進(jìn)程的速度與中國當(dāng)下社會的實際情況密不可分，繼電保護(hù)中智能化技術(shù)的發(fā)展還需努力探索。電力行業(yè)迅速發(fā)展帶動了產(chǎn)業(yè)的上游和下游企業(yè)迅猛發(fā)展，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，繼電保護(hù)中的應(yīng)用會不斷加深，并逐步趨向融合。