人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用分析

楊鯉妃

摘 要：電力行業在新時期得到了迅速的發展，其中繼電保護技術的綜合利用功不可沒，為進一步發揮該項技術的價值，很多電力企業開始有意識地在繼電保護裝置中引入人工智能技術，以此來優化繼電保護方式，維護電力系統穩定、安全。文章就人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用進行了論述與分析。

關鍵詞：人工智能技術;電力系統繼電保護;應用

引言

研究并分析人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用，需結合繼電保護的實際情況，分析各項人工智能技術的應用特征、條件等，制定對應的應用方案，以此來發揮其更大的價值與效用。

1.電力系統繼電保護簡述

為保證繼電保護穩定應用，實現電力系統長久運行，有必要對該種類型的保護加以了解，其主要涉及以下內容：其一，引入繼電保護措施，可保證電力系統高質量運行，保證整體電力系統的穩定性，避免在運行中因各種因素的影響而中斷運行，產生較高的維護成本;其二，繼電保護主要針對的是主變系統、電容器以及線路等，應用范圍較廣，并在故障發現、干預、整修等方面有著突出優勢，而在引入人工智能技術之后，可進一步豐富繼電保護手段，對于電力系統的長遠發展來說有著積極的意義。

2.人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用

2.1專家系統應用

通過專家系統搜集、整理、分析電力系統整體運行狀態，將繼電保護裝置中的各種動作直接表示出來，實現對各種故障的高效處理。包括以下要點：其一，通過微機保護自檢功能，發現保護裝置硬件異常情況，客戶機在接收到保護異常報告后，向調度端發出告警信息。以此來及時處理設備可能出現的問題，減少保護裝置推出時間;其二，保護的開關量包括啟動重合閘、合閘加速、通信設備收信、開關輔助接點等，其會對保護運行起到程度不一的作用，而通過客戶機可不間斷監視保護裝置開關量變位報告，在其出現變位時，可借助查詢錄波器動作信息、變電站一次系統狀態校驗變位恰當性、準確性，如此可第一時間發現其可能潛在的問題并對其進行提前干預，避免后續在運行時引起誤動作;其三，專家系統借助對各項故障數據加以搜集與分析，判斷安全自動裝置、繼電保護裝置、斷路器工作過程的正確性，給出對應裝置的動作分析報告，如果裝置動作行為錯誤，會分析其形成該種情況的具體原因;就分析手段來講，可通過頻域、時域、波形來分析，也可利用數學工具展開專項分析，比如通過小波變換分析來分析與研究變壓器匝間故障問題，為各種故障問題的解決提供合理意見，發揮繼電保護更好的作用[1]。

2.2遺傳算法應用

遺傳算法，指的是在大自然選擇、遺傳機制作用下，借助計算機設備來模擬對應生物的進化過程，以此來尋求最有效、最優算法的搜索算法，其自適應性在應用過程中尤其突出，其在電力系統繼電保護中的應用主要表現在以下數點：輸配電網絡系統故障診斷、輸電系統電容控制與最優配置、電力系統無功優化、圖像處理等。以圖像處理中的圖像增強為例，其主要是將不清楚的圖像處理得更加清晰，其應用到的技術包括空域法、頻域法等，其中頻域法是將原圖像加以變換，比如小波變換、傅里葉變換，在變換域中加以處理，以此來實現圖像增強，空域法則是直接對原圖像加以處理，應用到的技術為平滑濾波、直方圖均衡、直接灰度變換等。以遺傳算法為基礎的圖像增強技術，其實現過程其實是尋找控制參數最優、次優解的過程，故而要實現圖像增強，首先需選擇參數模型，依靠參數模型的求解過程來實現圖像增強[2]。

過程如下：假定f（x，y）是x行、y列圖像的像素值，f（x，y）是通過遺傳算法增強之后對應的圖像像素值，得出以下結論：f（x，y）=k（f（x，y）-m（x，y））+g（m（x，y）），g（*）是對比擴展函數;m（x，y）是x行、y列位置像素點在對應領域局部均值，k是控制參數，圖像增強，可借助求解k的最優解來實現。需明確的是，遺傳算法在電力系統繼電保護中的應用，需建立系統的輸配電網絡故障診斷模型，但其在建立時通常存在各個方面的限制，使其難以達到理想狀態，故而需結合實際情況，調整遺傳算法的應用路徑，以此來發揮其最大的效用。

2.3模糊理論應用

模糊理論最大的價值是解決以往傳統數學難以完成的近似計算，其在電力系統繼電保護中的應用，主要涉及模糊控制、系統規劃、潮流計算等，比如針對電力生產、干負荷變化的不確定性，可通過模糊值來代表某不確定負荷在集合中相應的隸屬函數，構建電力系統繼電保護最優潮流模糊模型。

以無憂電壓優化算法來說，傳統方式是進行單目標優化，雖然具備一定的效用，但是卻未考慮到限制控制量調節數與有功網損問題，且在進行電壓約束處理時，忽略了“軟約束”，針對該種情況，可通過模糊線性規劃算法來予以解決，為協調好節點電壓裕度、限制調節量、降低網損間的關系，在調節有限控制量的基礎上，校正邊界電壓，減少系統網損，保證各個節點電壓留有裕度;此外，還可通過模糊綜合評判電能質量，形成二級評判體系，對電力系統的使用過程加以指導[3]。

2.4智能技術綜合應用

每種人工智能技術都會因其本身特征存在局限性，很難處理電力系統中各種復雜問題，因此有必要綜合利用各種智能技術，體現各種智能技術各自的優勢，比如綜合利用人工神經網絡、模糊理論來構建模糊神經網絡，以此來提升電力系統的靈敏性、快速性、可靠性，為電力系統的正常運行加一層保障[4]。

結語

綜上，文章就人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用進行了論述與分析，強調了其重要性與必要性，建議給予其足夠的重視，分析其應用功效，必要時還可實現各項人工智能技術的綜合利用，維護電力系統的穩定性、安全性。

參考文獻：

[1]尤松華，李東，呂鵬飛.電力系統中智能變電站繼電保護技術分析[J].電子技術與軟件工程，2018，（17）：1.

[2]廣明偉，赫瑩旭，牛曉程.人工智能技術在電力系統繼電保護中的應用[J].輕松學電腦， 2019，（22）：1-1.

[3]笪濤，孫東杰，張大林，等.配電網調度自動化系統與繼電保護措施研究[J].電力系統裝備， 2021（23）：3.

[4]虞勇，阮浩潔，沈罡，等.人工智能AI技術在保護壓板狀態識別的應用[J].集成電路應用， 2020，（6）：2.