段震海

摘 要：繼電保護系統(tǒng)是保證電力系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)，其存在的目的是提高電力系統(tǒng)的運行效率，預(yù)防電力系統(tǒng)故障帶來的損失。隨著社會的迅速發(fā)展，人們對電力的需求翻倍增加，傳統(tǒng)的繼電保護手段的可靠性和穩(wěn)定性已大打折扣，無法滿足人們的需求，而新興的智能化技術(shù)為繼電保護系統(tǒng)的發(fā)展開辟了新的道路。文章就電力系統(tǒng)繼電保護的智能化發(fā)展及實際應(yīng)用進行簡要論述。

關(guān)鍵詞：智能化；繼電保護技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展

引言

繼電保護是伴隨著電力系統(tǒng)產(chǎn)生的，可以說繼電保護是電力系統(tǒng)不可或缺的配套產(chǎn)物。繼電保護裝置的主要作用就是保障電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運行。伴隨著我國經(jīng)濟的進步發(fā)展，人民的物質(zhì)需求日益增長，隨之而來的是對電力需求的大幅提高，為了避免電力供應(yīng)系統(tǒng)在運行時發(fā)生崩潰的情況，繼電保護系統(tǒng)必須進行相應(yīng)的技術(shù)升級。在現(xiàn)代科技的推動下，繼電保護技術(shù)逐步實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化、智能化，使得繼電保護速動性、選擇性、靈敏性以及可靠性得到了很大程度的提高。

1 繼電保護的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

1.1 繼電保護技術(shù)的發(fā)展

繼電保護技術(shù)是伴隨電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來的。當(dāng)電力系統(tǒng)在運行中突然出現(xiàn)電力中斷或故障時，需要采取一定的技術(shù)手段來保證電力能夠快速恢復(fù)，目前來說繼電保護技術(shù)是極為有效的解決手段。我國的繼電保護技術(shù)從二十世紀(jì)50年代到二十世紀(jì)90年代，經(jīng)歷了從無到有、從由國外引進到自主研發(fā)制造的歷程。最初的先進繼電保護技術(shù)幾乎完全被國外壟斷，我國繼電保護技術(shù)相比于其他國家起步較晚，但是通過不斷的學(xué)習(xí)，逐步總結(jié)出自己的發(fā)展路線，并且在工藝和技術(shù)上逐漸超越進口設(shè)備，形成了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的繼電保護技術(shù)。在這40多年發(fā)展歷程中，繼電保護設(shè)備從最初的電磁式發(fā)展到晶體管式，再發(fā)展到集成電路式，再到90年代的微機繼電保護設(shè)備。微機繼電保護設(shè)備一經(jīng)開發(fā)便得到了迅速的發(fā)展和利用，可以說在進入90年代后，我國的繼電保護技術(shù)便以進入智能化時代。

1.2 繼電保護技術(shù)的現(xiàn)狀

目前電力系統(tǒng)的繼電保護技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的非常完善，但隨著信息化潮流的到來，以及新型傳感技術(shù)、新型傳輸技術(shù)的出現(xiàn)，又為繼電保護技術(shù)的發(fā)展注入了新的動力，充分利用這些先進技術(shù)有效的提高了繼電保護設(shè)備的性能。在這個互聯(lián)網(wǎng)的時代，計算機自然是不可缺少的工具，計算機技術(shù)與繼電保護技術(shù)的結(jié)合，為電力系統(tǒng)提供更有效的保障，也適應(yīng)了智能化發(fā)展的趨勢。

2 傳統(tǒng)繼電保護的運作特點及缺陷

繼電保護系統(tǒng)的主要作用是在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的問題進行及時的診斷和控制，來保證電力系統(tǒng)的正常運作。傳統(tǒng)的繼電保護設(shè)備運作時主要是在被保護的元件端口進行局部故障分析根據(jù)電流差動或方向比較進行保護，按照固定的措施進行處理，雖然這種方式的選擇性和速動性較好，但這種設(shè)備只能對本地裝置進行檢測，若裝置以外的部分出現(xiàn)故障，就很難進行有效處理。而且這種設(shè)備相對封閉，不同保護設(shè)施之間很難進行有效地協(xié)作分工。

在如此復(fù)雜的情況下，傳統(tǒng)繼電保護技術(shù)自適應(yīng)性能差的特點限制了其發(fā)展，由于電力系統(tǒng)的不斷更新擴大，電網(wǎng)的運行方式隨之不斷改變，這就要求繼電保護設(shè)備進行及時的配套修改，但這在傳統(tǒng)設(shè)備上是難以自主實現(xiàn)的，大多時候需要人員進行配合，傳統(tǒng)繼電保護技術(shù)的可靠性和選擇性在現(xiàn)代龐大電力工程面前是難以得到保證的。這些傳統(tǒng)設(shè)備對人員的需求量較大，在維護時工作量也是十分巨大的，增加了人力成本。并且由于不同地域在管理和運作上的差異性，很難對繼電保護設(shè)備進行統(tǒng)一管理。

3 繼電保護系統(tǒng)實現(xiàn)智能化

3.1 智能化繼電保護的發(fā)展

3.1.1 繼電保護與人工智能技術(shù)結(jié)合。電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展使繼電保護的難度大大提高，而人工智能技術(shù)的研發(fā)給繼電保護技術(shù)注入了新的活力。近年來，國內(nèi)外紛紛將先進的人工智能技術(shù)引入電力系統(tǒng)，在繼電保護技術(shù)上也得到了相應(yīng)的應(yīng)用。例如專家算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進化規(guī)劃等人工智能技術(shù)在繼電保護技術(shù)上取得了有效地成果。人工智能的特點是模仿人類的思考方式來分析與處理問題的方式，適合運用在復(fù)雜多變且難以用固定方式解決問題的場合，為繼電保護技術(shù)的發(fā)展提供了新思路。

專家算法是運用最早的人工智能技術(shù)，它結(jié)合了定性理論知識和專家經(jīng)驗，在解決問題時會利用檢索與推理功能將問題范圍縮小，提高解決問題的效率。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是指模擬人腦神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，利用大量的處理部件，由人工方式制造的網(wǎng)絡(luò)化信息處理系統(tǒng)，它具有自學(xué)習(xí)自適應(yīng)的優(yōu)點，能夠?qū)邮栈蛱幚淼臄?shù)據(jù)進行聯(lián)想儲存。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是具有非線性映射功能的系統(tǒng)，面對復(fù)雜非線性問題可以迅速作出判斷，利用計算機的高速運算能力以最快速度尋找最優(yōu)化解，也就是說只要記錄的樣本足夠多，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)夠合理，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以在各種復(fù)雜狀態(tài)下對設(shè)備故障進行識別分類，選擇最有處理方式。人工智能技術(shù)在繼電保護系統(tǒng)上的應(yīng)用未來國家電力部門的重點研究課題，通過人工智能技術(shù)能對被保護元件的故障進行最科學(xué)的判斷，并對故障進行自動處理，保證電力系統(tǒng)的正常運行。繼電保護技術(shù)智能化的實現(xiàn)，使其速動性、選擇性、靈敏性以及可靠性均得到了大幅度提高。

3.1.2 與計算機技術(shù)以及信息一體化技術(shù)的結(jié)合。這是一個信息化與網(wǎng)絡(luò)化迅速發(fā)展的時代，電力系統(tǒng)的通信技術(shù)也進行了翻天覆地的變革。計算機技術(shù)與高速網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在各電力系統(tǒng)之間被廣泛應(yīng)用，也為繼電保護技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。自90年代計算機技術(shù)被引用到繼電保護中，繼電保護技術(shù)的計算機化、網(wǎng)絡(luò)化進程便一刻都沒有停止，微型計算機的引用使繼電保護設(shè)備的動作正確率和靈敏度得到明顯的提高，而且能夠?qū)收闲畔⒑蛿?shù)據(jù)的進行長期儲存在需要時隨時調(diào)用。同時還是實現(xiàn)繼電保護設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化與信息一體化的硬件前提。隨著網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展，繼電保護系統(tǒng)獲取電力故障信息的范圍從點發(fā)展到線，又逐步發(fā)展到面，在做好本地設(shè)備保護的基礎(chǔ)之上，還能實現(xiàn)與聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)其他設(shè)備進行信息共享，形成廣域繼電保護。信息一體化的繼電保護方案，能夠?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)各種信息進行檢測分析，實現(xiàn)一定區(qū)域內(nèi)保護系統(tǒng)的聯(lián)動性，各個終端及相對獨立又相互聯(lián)系，在保證電力系統(tǒng)運作安全的同時，還加強了整個系統(tǒng)的智能化、自動化水平。

3.2 智能化繼電保護的特點

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對電能的需求量越來越大，為了保證電力系統(tǒng)的正常運作，就需要更好地發(fā)揮繼電保護系統(tǒng)的作用。智能化繼電保護自發(fā)展以來便得到了人們的廣泛認可，在全國范圍內(nèi)得到迅速推廣。

智能化繼電保護利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對設(shè)備進行實時監(jiān)測，在故障發(fā)生時快速、準(zhǔn)確定位，在最短時間內(nèi)進行最優(yōu)化處理，能夠?qū)⒈O(jiān)測的數(shù)據(jù)和處理信息進行儲存并傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，方便管理人員進行檢查與監(jiān)控。智能化技術(shù)的采用提高了繼電整個保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。智能化繼電保護設(shè)備檢測效率高，記錄的數(shù)據(jù)更加真實可靠，而且具有操作方便維護簡單的特點，不再需要調(diào)試人員帶著沉重測試設(shè)備奔赴現(xiàn)場，節(jié)省了大量人力和物力。

4 結(jié)束語

繼電保護系統(tǒng)是保障電力系統(tǒng)安全的關(guān)鍵，隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，繼電保護技術(shù)也應(yīng)緊跟時代腳步，結(jié)合最先進的計算機、網(wǎng)絡(luò)化等先進技術(shù)進行深入研究，努力實現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化監(jiān)控與保護，加強繼電保護系統(tǒng)安全性和可靠性，利用智能化的繼電保護技術(shù)促進我國電力事業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻

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