自适应技术在电力系统继电保护中应用论文_张礼才

自适应技术在电力系统继电保护中应用论文_张礼才

自适应技术在电力系统继电保护中的又被称为自适应继电保护,即利用一些基本保护装置根据电力系统的实际变化进行调整以适应系统的需求,及时排除系统出现的各种故障。这一技术的应用基础是信息技术以及数字技术,因此在大数据时代以及信息时代已然到来的大背景之下继续进行该技术的应用研究具有重要的实际意义。

1.自适应继电保护原理

(1)利用开关量信息实现自适应功能。计算机保护为了能够实现自适应能力必须要获取信息变化的相关信息,主要是各种开关和断路器的分和信息。

(2)利用被保护元件的实时信息实现自适应继电保护。传统的继电保护措施大多都是建立在实时故障信息的基础之上进行故障的判别,这样不能够很快地解决信息故障问题;自适应继电保护主要是对保护原件的实时信息进行分析并合理利用,这样就能在故障发生前做好处理故障的准备,或者在故障发生后第一时间找出故障元件,缩减故障处理时的时间。

(3)利用变电站综合信息实现自适应功能。电力系统能够通过变电站对整个电力系统的运行进行控制,变电站掌握着开关量的信息、每一个电器元件的电流电压等信息,对这些信息很好地把握,才能够更好地适应整个运行系统。对变电站的信息进行合理有效的适应,能够在最大程度上发挥不同原理继电保护的优势,为电力系统提供一定的继电保护条件。

(4)利用远方信息实现自适应继电保护。利用各种通信方式从远方的变电站和调度中心获取一些有利于实现自适应继电保护的其他信息,但必须要对信息的时效性和可靠性就行辨认。

2自适应技术的信息处理方法

神经网络和模糊逻辑是自适应技术常用的两种信息处理方式,利用两种方法都可以实现电力系统的自适应保护。但是二者依旧有一定的差异:利用神经网络技术进行系统的自适应保护主要是强调信息的收集和分析功能,即通过保护系统在最短的时间内收集内部结构以及整个系统中所有的运行信息,并对这些信息进行加工处理,使得信息能够更好地被适应,并且保证处理后的信息具有一定的抗干扰性,进而确保无论电力系统实际运行发生什么变化都能够及时适应,从而避免各种故障的出现或者及时解决系统中出现的故障。利用神经网络进行自适应信息处理的优势在于系统具有一定的容错性,可以更好地实现对电力系统中复杂故障信息的管理;以模糊逻辑作为基础的自适应技术应用就是在电力系统的实际继电保护工作中引入模糊逻辑理论,根据理论逻辑知识在处理电力系统的过程中存在的故障并分析可能存在的故障以尽早排除。

3自适应技术在电力系统继电保护的实际应用

(1)过电流保护 过电流保护是电力系统中自适应技术应用的关键。其基 本原理就是通过收集系统中的过电流信息以控制电路中的实 际电流,使得电力系统中的过电流保持在额定范围之内,从而 确保系统的正常运行。在电力系统继电保护工作中,过电流保 护是相关技术人员常用的一种线路保护手段。其主要是根据 电力系统的最大负荷电流对实际电路系统中的过电流进行自 适应,及时启动继电保护装置对线路进行保护,从而保证系统 的安全运行。

(2)使用变电站综合信息的自适应 电力系统是一个规模巨大、构造复杂的巨大操作系统,对 其进行继电保护需要综合考虑系统中各个方面的信息以把握 全局,从而更好地适应系统运行的实际变化,因此使用变电站 综合信息的自适应是对电力系统进行继电保护的核心手段。 随着数字技术、网络技术、信息化技术以及人工智能技术的不 断发展,对整个电力系统的综合信息进行管理控制实现自适应 保护成为现实并日渐成熟。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体而言,对电力系统的综合信息 进行管理控制首先要收集关于电力系统中所有信息,包括每一 个设备、电气元件的开关记录、实际电流电压值及其变化、各个 元件的工作原理、动作信息等。电力系统继电保护装置的结构 如图 1 所示,在对其加以应用的过程中,首先,通过对变电站综 合信息的收集分析,控制系统能够把握整个电力系统的实际运 行状态,从而可以利用相邻保护装置的不同工作原理对各个装置进行搭配,实现优势互补,进而达到继电保护装置的最优化。 其次,自适应技术在继电系统中的应用也体现在通过综合信息 的管控可以及时对系统中的故障元件进行阻断,而对其周围的非故障电器元件则实行隔离,尽可能地降低故障对整个电力系 统的影响,起到应有的继电保护作用。

(3)自适应自动重合闸。自适应自动闸可以很好地纠正不正当的误跳闸现象,能够在很短的时间内恢复电力系统的工作。

(4)电流速断保护电流速断保护是电力系统自适应技术应用的最直接、最有效的手段。其较之于其他继电保护手段具有速动性、选择性两个特点。所谓速动性,即反应迅速。一旦通过信息分析作出电流速断保护的决定,对整个系统的运行会产生直接速效的后果;选择性则是当发现电力系统中出现故障时要有选择地将导致故障发生的原件进行切除,但是在进行选择的时候一定要保证其稳定性和可靠性。与此同时,还必须兼顾快速的原则。电力系统的运行过程中一旦设备出现故障,其可能造成的影响非常严重,故障的每分每秒对于整个系统的运行而言都具有举足轻重的作用。因此,在电力系统继电保护的实际应用过程中必须落实好电流速断保护。目前,随着电力系统的逐渐增大以及电力系统结构和故障的日趋复杂,电力系统继电保护工作的难度也越来越大。因此,必须进一步提高自适应技术在继电保护方面的应用水平,从而更好地发挥电流速断保护在电力系统中的作用。

4自适应技术在电力系统继电保护方面的未来发展

自适应技术相比于电力系统中传统保护而言,其优势就在于信息收集的及时性以及反应的迅速性。这两点优势决定了自适应技术在电力系统继电保护中能够解决传统手段不能克服的困难,能够更好地发挥作用。因此,其未来的发展方向也应该在于提高自己的优势,并逐渐拓展优势。

首先,利用最新的信号处理技术对电力系统的综合信息进行及时把握,提高继电保护的及时性。在上文中笔者已经提及,自适应技术在信息处理时常用的两种方式是模糊逻辑和神经网络。就模糊逻辑而言,其目前的研究和发展并不是十分完善,因此在日后有必要进行更深入地研究和分析,优化其分析结构,从而保证数据分析的准确性。就神经网络而言,则可以进一步提高其对数据进行定量分析的能力,或者将其与模糊逻辑相结合,提高整个系统的工作效率。其次,利用人工智能技术进行自学习,从而更好地实现自适应继电保护。人工智能技术是21世纪得到迅速发展的关键技术,这一技术也将是电力系统继电保护的未来发展方向。随着社会的不断发展,人们对电力的需求逐渐增加,因而电力系统的规模逐渐增大,也更加多样化和复杂化,简单地利用数据模型进行系统的继电保护显然并不现实。因此,利用人工智能技术对各种数值和特性进行自学习,从而实现自适应保护是我们共同努力的方向。

结语:

自适应技术在电力系统的继电保护方面的应用主要有过电流控制、电流速断以及综合信息控制管理三个方面,但是概括来说其原理依旧是利用信息技术、数字处理技术对电力系统的运行信息进行处理,从而预防或者尽快解决系统中已经出现的故障,从而起到继电保护的作用。其未来的发展方向将主要体现在人工智能技术的开发,因此势必需要相关学者们进行更多的研究。

参考文献:

[1]王秋红,罗建.电磁暂态仿真程序EMTP在电力系统继电保护中的应用[J].重庆电力高等专科学校学报,2008(4):15-17.

[2]周泽听,周春霞,董明会,等.国家电网仿真中心动模实验室建设及继电保护试验研究[J].电网技术,2008(22)50-55.

论文作者:张礼才

论文发表刊物:《中国电气工程学报》2019年第3期

论文发表时间:2019/6/11

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