ｌ８４ 应用方 ２科０１ ２年第期 藉１１霾 电力系统运行中人工智能的应用 易洪 （上高县供电有限责任公司，江西上高３３６４００） 摘耍由于大规模电力系统一般具有先进的自动控制水平，且电力系统研究的大量问题已具备相应的数学模型和数值算 法，因此在人工智能早期其对电力系统的吸引力不大。然而随着专家系统应用的巨大成功，亦启发电力部门研究人员去尝 试，很快发现人工智能在电力系统的应用潜力也是很大的，同时加上电力系统具备人工智能应用的技术基础，因此人工智能 在电力系统的应用研究发展的很快。本文分别从人工神经网络、专家系统以及模糊理论这三个方面在电力系统运行中的应用 说明．就电力系统运行中人工智能的应用进行分析。 关键词电力系统；人工智能；人工神经网络；专家系统；模糊理论 中图分类号ＴＭ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７１一（２０１２）０６１—０１８４—０２ 一个—■静电 ｜ＩＩ蠢■ １人工神经网络及其在电力系统运行中的应用 １．１认识人工神经网络 神经网络是一种非线性映射的方法，很多难以列出方程式或 难以求解的复杂的非线性问题，应用神经网络方法则可迎刃而 解，因此在继电保护中也得到越来越多的应用，例如在输电线两 侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一个非线 性问题，距离保护很难正确做出故障位置的判别，从而造成误动 或拒动；如果用神经网络方法，经过大量故障样本的训练，只要 样本集中充分考虑了各种情况，则在发生任何故障时都可正确判 以便对保护的动作进行决策。这里所说的故障，既包括传统保护 能够动作的金属性故障，也包括传统保护经常无法动作的经非线 性高阻抗故障的情况。 别。近几年来，电力系统继电保护领域内出现了用人工神经网络 来实现故障类型的判别、故障距离的测定、方向保护、主设备保 护等。 １．２人工神经网络在电力系统运行中的应用实例说明 １．２．１基于神经网络的继电保护特点 １）在计算机保护中。神经网络就具有极高的运算速度，继电 保护中若应用神经网络技术可以实时实现难以用数字计算机技术 实现的高精度最优算法。 ■ｔ■号龋乎—誓２）与普通计算机保护相比，基于神经 网络的继电保护具有更高的可靠性。 ３）基于神经网络的继电保护比普通计 算机保护有更强的自适应性和正确动作的 能力。 图１ ｔｔｌｌｔｍ一—予■簟 一● ｄｕｏ ｔ ●Ｉ ● －珥 砖 蠢 ● １．２－２基于人工神经网络的电力系统自适应保 护应用说明 霁 基于人工神经网络的自适应继电保护包 ｉ． ｌｉｏ ｃ括３个子网络，它们分别是前置信号处理子 网络、故障区域判定子网络和故障相判别子 网络。每个子网络都是一个三层ＢＰ网络。 其具体实现方法是：先采用前置信号处理子 ．Ｉ．’－ｔ．…．ｊ１分嬲量电ｌｔｆｏ一９次谐波相电ＩｔＯ一４次蕾馥翻●ｌ值； 网络对输电线路一侧的电流、电压信号进行 前置处理，得到其特征量；然后，在不同运 ｄｕｏ． Ｌｋ ｌｃｉｏ分麓叠兰帽翱零序．｜ｌ压、电谶的工簟突变■ 行工况和不同类型的区内外故障时，再把特 图２ 征量输入故障区域判定子网络，以判别区内 外故障；第三个子网络用于故障相判别。其 ３）故障相别判定子网络。本子网络的功能是判别故障发生在 中，基于人工神经网络的自适应继电保护结构示意图如图１所示。 哪一相或哪几相。本子网络的输入层节点数为８，分别输入三相相 １）信号的前置处理子网络。采用ｌｋＨｚ的频率对保护所在处 电压和零序电压的突变量、相电流的突变量。其输入的电压、电 的电压互感器和电流互感器的二次电压、电流进行采样，将采得 流的值是对前置信号处理子网络输出值进行处理之后得到的，如 的故障后第一个周波的电压、电流量同时输入前置信号处理子网 图２所示。 络。再由前置信号处理子网络对电压、电流量进行处理，然后输 ２专家系统及其在电力系统运行中的应用 出电压、电流的特征量——电压、电流谐波分量的幅值。 ２）故障区域判定子网络。该网络是自适应保护的核心部分， ２．１专家系统概述 用于正确判定各种类型的故障是发生在保护区内还是保护区外。 专家系统（ＥＳ）是发展最早，也是人工智能应用研究最活 稚霸 应用方 １８５ 跃和最广泛的课题之一，在专家系统构造中，它必须涉及所研究 于电力系统中。 问题领域的知识表达方式，知识处理与知识运用方面的理论和方 法。它不仅可解决那些依靠解析方法不能解决的问题，也可使所 求解问题的知识搜索和推理范围缩小，提高问题求解速度和推理 效率；另外专家系统的解释模块能够对推理所用的知识、推理过 程及结论进行解释。 ２＿２专家系统在电力系统运行中的应用 ２．２．１专家系统在电力继电保护中的应用 在继电保护整定及管理工作中，专家系统得到了广泛的使 用。面向对象知识表示法是当前应用最广的一种知识表示法。和 ３－２模糊理论在电力系统运行中的应用 其他知识表示法相比，它不仅可以实现封装、继承、关联的效 果，而且还可以实现消息发送、多态性的效果。与其他知识表示 法不同的是，面向对象的知识表示多是强调要以客观现实世界中 存在的事物为出发点来构造系统；而且面向对象的知识表示还往 往要求对象以及对象之间的关系能够客观反映现实世界中固有事 物及其关系。也正是由于这种结构化的知识表示，使基于面向对 象知识表示法的专家系统在电力继电保护中应用的非常广泛。 ２．２．２专家系统在电力运行规划中的应用 电力系统在运行过程中往往要根据系统的相关规范要求投入 智能模糊理论在电力系统继电保护的研究已相当深入，在线 路保护、主变保护、发电机保护多方面都有了一定的进展。下面 主要介绍一种在线路保护中应用的适用于暂态保护的模糊故障选 相新方案。 线路经非线性一次电弧短路时，会产生一定的高频分量。高 频分量是叠加在工频分量上的故障分量的一部分，其不受工频变 化量的影响。模变换技术是现有的基于暂态分量的选相原理的一 种应用比较广泛的技术，该技术的应用可以有效消除输电线路各 相之间存在的互感耦合作用。其各模量网络相互，可提取相 应的故障特征进行选相。 在经Ｃｌａｒｋ变换后的模量系统中，各分量记为模１、模２、模０。 其各种故障类型特征可以从工频电流信号模选相原理推得，设各 模量电流为Ｓ１、ｓ２、Ｓ０。结果如下表所示。 或者移除一些设备或负荷。这些操作一定会导致电力运行系统拓 扑结构的变化。因此，通常要对系统的新旧拓扑结构进行潮流分 析，然后在确定各种操作的可行性。而这一任务的完成，完全是 由专家系统来实现的。 ２．２．３专家系统在电力恢复控制中的应用 由于电力系统在运行过程中出现大范围停电的概率极低，如 果一旦出现这种大范围停电的情况，调度运行人员因缺乏实际经 实际高压线路中，存在换位困难以及各种误差高频分量难以 用精确的模型进行解析和表达。对于复杂系统的识别问题，模糊 理论作为一种综合智能技术能够十分有效地从多个角度实现特征 提取，对前述判据进行模糊化实现选相。其中相关的故障类型及 故障相判别方法如下表所示。 验，几乎无法迅速采取有效措施来恢复供电。而恢复供电的过程 又涉及了大量的开关操作及并网操作，稍不小心，还会再次引起 事故。此时，若能提供一个指导操作的专家系统，将显著加快电 力系统的恢复过程。 ４结论 ３模糊理论及其在电力系统运行中的应用 ３．１模糊理论概述 关于模糊理论：模糊理论突破了经典集合中所采用的相关概 念，应用模糊隶属度的相关概念来对一些不精确的、不确定事件 与现象进行描述，并通过近似推理的模糊逻辑和引入语言变量， 来对专家的经验知识进行表述。经过多年的研究，模糊理论已成 为具有完整推理体系的人工智能技术之一，・并越来越广泛地应用 近年来，人工智能技术如神经网络、专家系统、模糊逻辑等 在电力系统各个领域都得到了应用。人工智能善于模拟人类分析 和处理问题的智能行为，适用于难以用数学模型分析和求解问题 的研究，从而为电力系统的不断发展提供新的活力。 参考文献 ［１］陈汉平．人工智能技术在电力系统中的应用研究［Ｊ］．电力建设，２００２，０４． ［２］边伟．人工智能在电力系统运行中的应用综述［Ｊ］．电气工程，２ＯｌＯ，１２． （３】张琪．人工智能在电力系统中的应用［Ｊ】．电力系统自动化，２Ｏｌ１，６． （上接第１８６页） ３．３消除铁磁谐振 ３．５做好安全宣传工作 选择专业消谐器，电压互感器（电磁式）的一次绕组中性 点不接地。系统增加接地补偿。若测试接地故障的电流大于３Ｏ安 培，可安装消弧线圈以及接地变压器实施接地补偿。 ３．４健全供电设备保护系统 为缩短排查故障时间，减少停电范围，提升供电的可靠性， 可采取如下办法：变电站内选择微机小电流系统的接地选线设 备；在主线上分段安装开关，长分支安装分支开关，短分支安装 跌落式熔断器；安装接地故障的显示仪器；建立沿线村庄通信 录，产生故障后，通过电话进行联系并询问情况，将群众纳入到 线路维护体系工作中。 教育群众，若是发现断线掉落地上、树木倒在线路上、导线 松脱横担上或拉线上，立即上报供电部门，离开故障点八米之 外，严禁靠近故障点，另外不能把牲畜栓在拉线或电杆上，也不 可以晃动拉线。 参考文献 ［１】邝．浅析ｌＯ ｋＶ配电网线路单相接地故障及处理［Ｊ１＿中国新技术新产 品．２０１１． ［２】周封，王亚丹．１０ ｋＶ配电线路单相接地故障分析及故障查找…．科技信 息，２０１ｏ． 【３】刘浩宇．中低压配电网单相接地故障选线方法研究Ｕ］．科技创新导报，２０１０． （上接第１８２页） 参考文献 ２００７，０７：２４—２５． ［３］王继伟，李俄收．汽车电气系统过电压的产生及其抑制分析［Ｊ】．交通标准 化，２００６，Ｚｌ：１８３—１８６． ［１］孙秋云，耿松亮，沈法鹏．汽车电气瞬变过电压的抑制【Ｊ］．农业装备与车工 程，２００８，０６：１９—２１． ［４］李景芝，吴际璋，冯传荣．汽车电磁干扰故障的诊断与排除［Ｊ］．汽车技术，２０００， ０９：２８－３０． 【２】扬叙，韩竣峰，石玉秋等．汽车微控制器系统的智能电源设计【Ｊ】＿机床液压，
