人工智能技术在电力系统继电保护中的应用刘金才论文_刘金才

人工智能技术在电力系统继电保护中的应用刘金才论文_刘金才

摘要:尽管微机保护在性能、功能及可靠性等方面都远远超过了传统的晶体管型和集成电路型保护,但其并没有充分发挥计算机所具有的智能作用。继电保护技术的未来趋势是向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。在2002年举行的国际大电网会议上就提出了“系统保护”的概念”,即要求尽可能的将保护、监控、测量、远动、通信等功能集成在一个装置内,以便减少设备的投资及提高设备运行的可靠性。目前,随着计算机技术和通讯技术的快速发展,人工智能技术的发展也迈上了一个新的台阶,并在很多领域得到了应用。人工智能中的神经网络所具有的并行运算能力、极强的自适应性、高度的鲁棒性和容错能力,对于非线性系统的求解比传统计算方法有着无与伦比的优势,它弥补了传统方法的单纯依靠数学求解的繁琐,引起电力系统研究人员的高度重视,并取得一些成果。

关键词:人工智能技术;电力系统继电保护;应用

1 智能化技术的概念

什么是智能化技术,一般称为人工智能技术。是把GPS定位技术、精密传感技术,采用计算机模拟处理模式的一种新的技术。智能化技术通过对语音、声音和图像进行识别以后,在通过设计好的智能化处理系统进行分析运算。主要功能包括语言处理系统、自动控制系统和图像语音识别系统。随着科学技术不断地发展,智能化技术在建筑电气工程的运用越来越广泛和实用。给建筑电气工程施工带来的帮助越来越显而易见。不仅能提高建筑电气工程系统装置的可靠性,还能给机器、照明系统、电脑系统提供自动化运行和控制管理。还加强系统和设备的保护能力。

2 人工智能在继电保护中的重要作用

2.1 选择性切除故障点

电力系统在运行的过程中如果发生故障或者产生一些问题,就会对电力系统的安全性产生威胁。电力系统中的继电保护与自动化装置能够对系统中发生故障和问题的准确位置进行切除,同时还具有一定的选择性,这样就可以将故障点与电力系统中的其他设备切断分离开来,电力系统就能够继续运行,而且安全性和稳定性能够得到一定的保障。

2.2 继电保护与自动化装置的灵敏性

一般情况下,电力系统中的继电保护与自动化装置都具有一定的灵敏性,这个性能可以保证电力系统在发生故障时,继电保护与自动化装置必须对故障进行及时的处理和解决。从专业的角度来说,电力系统中的继电保护与自动化装置所具有的灵敏性可以在很大程度上满足电力系统中故障处理工作的要求和需求。因此,相关工作人员在对继电保护与自动化装置的性能和质量进行评估时,其具有的灵敏性大小是评估装置性能好坏的重要评判标准。

3 人工智能在继电保护中的应用策略

3.1 模式识别的应用

模糊理论(FuzzyTheory)是将经典集合理论模糊化,并引入语言变量和近似推理的模糊逻辑,具有完整的推理体系的智能技术。模糊理论(FuzzyTheory)解决问题的方法主要是模仿人脑的不确定性概念判断、推理思维方式,对于模型未知或不能确定的描述系统,以及强非线性、大滞后的控制对象,应用模糊集合和模糊规则进行推理,表达过渡性界限或定性知识经验,模拟人脑方式,实行模糊综合判断,推理解决常规方法难于对付的规则型模糊信息问题。对难以描述和处理的自动控制过程、疑难病症的诊断、大系统的研究等方面,都具有突破;为人类从精确性到模糊性、从确定性到不确定性的研究提供了正确的研究方法。模糊理论的优点是:更接近人的表达习惯,在相当程度上增强了系统的容错性。近几年模糊理论在电力系统继电保护故障分析中应用非常广泛。利用它更接近人的表达习惯,增强系统的容错性的优点去解决输电网络故障诊断的不确定性(保护或断路器误动、拒动及信道传输干扰等因素)造成的,对于专家系统来说,很容易导致错误的结果,或者产生不了推理结果。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但模糊理论目前在应用中还存在一些缺陷。(1)模糊系统的知识库或相关规则的模糊度要随输电网络的结构和自动装置的配置进行相应的修改。(2)不具备学习能力。因而把专家系统和模糊理论相结合,精确推理就变为近似推理,于是增强了专家系统的容错性。也可以把遗传算法和模糊理论相结合,后面有详细介绍。

3.2 暂态保护在电力系统继电保护中的应用

暂态保护实施过程中,为了实现对输电线路的保护,需要对高频信号进行充分利用,故障暂态形成信号内容包含持续时间、位置以及故障种类等多种因素,针对信号整个频域来讲,即这些信息会存在于直流、高频当中。在以往的保护措施中,故障产生高频率容易被过滤方式所忽略,在这一过程中,在设计滤掉高频信号滤波器时,就必须加大研究力度。而在对暂态保护进行充分应用的过程中,可以通过特殊设计高频信号的方式,在故障暂态中将具体算法以及高频检测装置提取出来,在此基础上通过快速处理信号算法有效判断相应故障。在不断促进暂态保护目标发展的过程中,必须将微处理技术的功能全面发挥出来。

3.3 遗传算法(Genetic Algorithms,GA)的应用

遗传算法是基于自然选择和遗传机制,在计算机上模拟生物进化机制的寻优搜索算法。他能在复杂而庞大的搜索空间中自适应的搜索,寻找出最优或准最优解,且算法简单,适用,鲁棒性强。遗传算法对待求解问题几乎没有什么限制,也不涉及常规优化问题求解的复杂数学过程,并能够得到全局最优解或局部最优解集,这是他优于传统优化技术之处。遗传算法从优化的角度出发基本上可以解决故障诊断问题,尤其是在复故障或存在保护、断路器误动作的情况下,能够给出全局最优或局部最优的多个可能的诊断结果。但是如何建立合理的输电网络故障诊断模型是使用遗传算法的主要“瓶颈”。如果能够建立合理的数学模型,那么不仅可以使用遗传算法解决故障诊断问题,还可以使用其他类似的启发式优化算法解决故障诊断问题。

3.4 数字继电保护的智能化

在整个人工智能技术的应用中,数字电路的应用也必不可少。其能够有效地实现断路器的智能化,与传统的电磁继电保护相比明显存在一定的优势。其主要是对一些小型机组以及变压器和电动机进行相应的保护。在低压电路中的应用表现的十分明显。例如:过流继电器,其在控制电路中,通过对主电路电流的监护,将其控制在一个正常的数值内,如果电力系统出现电流过载,那么过流继电器就能够在第一时间将电源进行切断,这样主电路中的电流互感器也会出现相应的电流过载感应,从而对电磁继电器发出相应的反馈信号,这样就能够实现电气二次设备的保护。这也是数字继电保护智能化的核心所在。

4 结语

继电保护装置是电力系统不可分割的一部分。当系统由于自然的、人为的或设备故障等原因,使电网中的某处发生故障或不正常状态时,继电保护装置能迅速将故障部分切除,以保证电力系统运行的稳定性,并最大限度地使电网的非故障部分继续可靠地供电。

参考文献:

[1]吕卫胜.人工智能技术在电力系统继电保护中的应用[J].山东电力技术,2012,23(01):61-63.

[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,2011,13(02):343-345.

[3]陈斌.人工智能技术在继电保护中的应用与发展[J].广东科技,2014,18(03):140-142.

[4]陶涛,陈少华,陈章宝.基于多Agent的继电保护系统研究[A].中国农业大学.中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(中册)[C].中国农业大学:2008:4.

论文作者:刘金才

论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第12期

论文发表时间:2020/4/3

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