人工智能技术在电力系统继电保护中的应用探讨 刘永飞1 刘利军2 李斌2

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年2月5期   作者:刘永飞1 刘利军2 李斌2
[导读] 随着时代不断发展,电力系统行业逐渐应用人工智能技术,
        摘要:随着时代不断发展,电力系统行业逐渐应用人工智能技术,充分发挥出其技术优势,从多个角度进行创新,提升行业的整体发展水平。本文从人工智能技术入手,深入分析专家系统、人工神经网络、模糊理论以及多代理系统在继电保护中的应用与实践,并提出其技术的优点与缺点,以供参考。
        关键词:人工智能技术;电力系统;继电保护;

        引言:继电保护装置是电力系统的重要组成部分,在电力系统中发挥着重要的作用,当系统在运行过程中由于人为因素、设备因素或者自然因素影响出现故障时,继电保护装置可以及时发挥出自身的功能,迅速切断存在的故障,保证电力系统正常运行,最大限度的降低故障部分产生的影响,安全可靠的供电。
一、专家系统的应用
        专家系统发展实践较长,也是现阶段人工智能发展最为活跃的技术之一,该技术与知识工程存在紧密的关联,可以充分发挥出自身的技术优势。在专家系统中,系统的构造较为特殊,其涉及的领域与知识的表达方式参存在较大的关联性,存在大量的知识运用与知识处理方法,可以满足现阶段的应用需求。专家系统可以灵活运用自身蕴含的各种理论知识处理定性问题,根据实际情况总结专家的经验,对定性问题进行合理的处理,寻求问题的答案。例如,在实践应用过程中,专家系统可以高效的解决传统方法难以解决的问题,并利用自身功能缩小求解的推理范围与知识范围,以提升问题的解决速度,满足现阶段的发展需求,甚至运用已经推理的过程、知识、结论以及经验解释问题。专家系统在电力系统中的应用,促使现阶段实现了运用知识表达其方式,如常见的基于谓词的逻辑表示、基于框架的表示、基于面向对象的表示、基于知识模型表示以及基于过程式的知识表示,在实质应用中主要是运用语言技术与计算机进行,形成完整的结构[1]。
    在继电保护过程中,其管理工作与整定工作中专家系统被应用在多个环节中,灵活利用自身的优势进行处理,优化继电保护日常运行管理专家系统,以满足现阶段的发展需求。在电力系统运行过程中,当设备检修、设备运行方式变化时,其行为会引发保护装置的定值发生改变,并且其专家系统可以根据结构、经验、规程等进行决策,制定完善的保护机制,满足现阶段的发展需求。灵活应用现阶段的继电保护装置,整合现阶段的保护程序,通过编制编程调试系统工具,做好相间距离与接地距离的整定。但实际的系应用过程中,还存在一些问题,如容错性较低、知识库建立不完善、故障处理速度较慢等,严重影响保护动作,应合理进行优化,以满足现阶段的需求[2]。
二、人工神经网络的应用
        人工神经网络技术也是现阶段常见的技术,以自身的技术为基础,对人类的神经与脑组织进行模仿,做好信息系统处理,可以有效的满足当前的发展需求。人工神经网络具有较强的优势,如适应性、并行分布处理性、联想记忆性、模仿性以及智能性等,在进行智能保护过程中可以灵活利用自身的优势进行处理,以提升整体的处理效率,同时为现阶段智能化继电保护研究奠定良好的基础。人工神经网络技术与专家系统存在明显的不同,主要是以自身为基础,灵活利用大量的标准学习与实践对技术中的连接值与阈值进行控制,将知识隐式分布在网络中,同时进行人工神经网络记忆。通过分析发现,人工神经网络技术具有较强的记忆能力,可以利用记忆功能获取知识,处理含有噪声的数据,提升技术水平。

也可以将人工神经网络看作是一种非线性的映射求方法,灵活利用其优势解决现阶段存在非线性问题,充分发挥出继电保护装置的功能与作用[3]。以实际为例,在输电线两侧系统的电势角度摆开背景下,当发生经过渡电阻短路时,原有的距离保护难以进行故障判断,可能造成拒动或者误动,在此背景下灵活应用人工神经网络技术对故障样本进行训练,集中考虑各种因素,可以保证其在发生任何故障时进行正确的判断,提升故障处理效率[4]。
三、模糊理论的应用
        模糊理论也是现阶段常见的技术之一,该技术是以模糊集合理论为基础,改变了传统的经典集合方式,从多个角度进行创新,促使其整体性提升,运用模糊的概念对不确定的现象与事件进行处理,运用语言变量进行逻辑分析,总结专家经验,解决存在的问题。现阶段模糊理论已经被广泛的应用在电力系统中,以技术为基础为人们进行特征层次的事物识别提供良好的工具,满足现阶段的发展需求。灵活利用微机保护进行人类识别模拟,区分对象特征,实现智能化的实现。智能模糊理论在电力系统继电保护的应用逐渐深入,促使其从发电机保护、主变保护以及线路等角度进行优化,如基于故障分量的电压暂态高频分量的模糊选项,灵活利用现阶段的相同基准的模变变化进行故障处理,运用特征集合进行完善,满足故障处理要求。但在实际应用过程中,模糊理论也存在一定的缺陷,如受隶属度的影响,在复杂系统的模糊模型建立与辨识环节中,现有的语言规则与修改理论方法还不够完善,模糊系统的学习能力不足,限制其功能的发挥,造成诊断系统的不确定性,需要进一步进行技术创新[5]。
四、多代理系统的应用
        电力系统信息呈现出明显的拓扑特点,进而在进行故障诊断过程中,将重点放在单个诊断对象的局部信息,造成诊断出现片面情况,最终影响诊断结果。分布式人工智能技术的出现,促使现阶段的技术应用发生改变,如多代理系统(MAS-multi-a-gentsystem)是以自治、智能Agent之间行为协调为基础,其技术更具有优势,在实践应用过程中,可以高效的解决现阶段存在的复杂问题,并提升其合作性、适应性、交互性以及自主性,优化现有的特征,提升协调管理能力,优化现有的结构,为后续的发展奠定良好的基础。现阶段多代理技术常见于远程控制、电压稳定、故障诊断以及潮流分布中,在诊断方面呈现出优势,并广泛的应用在继电保护中,实现对电力系统的保护。
        结论:综上所述,在当前的时代背景下,人工智能技术逐渐成熟,被广泛的应用在电力系统中,促使电力行业发展。灵活利用人工智能其技术进行继电保护创新,改变了传统的应用理念,明确了电力系统故障诊断发展的新方向,发挥出新技术优势,探索全新的理论方法,为后续的发展奠定良好的基础。与此同时,随着计算机技术的创新,人工智能技术在继电保护领域中的应用范围内将进一步扩大,为电力系统继电保护领域的发展提供技术支撑。
参考文献:
[1]张育善.人工智能技术在电力系统继电保护中的应用[J].科技风,2019,11(32):175-176.
[2]胡连梅,刘辉.人工智能技术在电力系统继电保护故障分析中的应用[J].科技信息,2019,14(13):343-345.
[3]王峰.继电保护自动化技术在电力系统中的应用[J].山东工业技术,2018,12(13):185.
[4]胡斌.人工智能技术在电力系统继电保护中的应用[J].电子技术与软件工程,2017,13(20):257.
[5]吴战伟,闫玲玲,雒春林.自适应技术在电力系统继电保护中的应用[J].自动化应用,2018,14(06):109-110.

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