人工智能技术在输电线路继电保护中的应用文献综述
2020-05-05 17:12:03
文 献 综 述 研究背景 继电保护在目前的电力系统中有着非常重要的作用,继电保护设备承担着第一时间保护电力系统设备安全的任务,在电力系统处于非正常工作状态时可以断开故障设备并有一定的故障区分能力。
继电保护的工作基本原理可以分为利用流过被保护元件中电流增大的幅值的过电流保护;利用短路时线路上电压幅值降低的低电压保护和利用测量阻抗幅值降低或测量阻抗角增大的距离保护。
在电网的配合保护中要实现可靠性、选择性、灵敏性、速动性,即要求: 继电保护在不需要动作时可靠不动作,而当在保护范围内发生了故障时应该可靠动作 在最小的区间内将故障从电力系统内断开,最大限度保证系统中无故障部分继续安全运行 对于保护范围内发生故障时或不正常工作时无论短路点的位置、短路点的类型、是否有接地过渡电阻都可以敏锐发现正确动作 尽可能快速切除故障,减少设备和用户在大短路电流和低电压下运行的时间,降低设备的损坏程度 继电保护的设备也随着技术发展。
我国在上世纪50年代左右开始使用的机电式保护,至今半个世纪以来使用设备不断革新,因为晶体管的普及,到60年代出现了晶体管式继电保护装置。
但是晶体管容易收到电力设备或外界强电场磁场的干扰而发生误动。
此后不久有人提出了使用微型计算机进行继电保护,虽然由于当时计算机造价高昂没能投入使用但是仍然有许多相关的研究奠定了使用微机保护的基础[1]。
在20世纪70年代初期计算机技术有了重大发展,使得微型计算机和处理器更加可靠而廉价,因而在70年代末期微机保护的硬件和软件都日趋成熟并投入使用。
传统的继电保护直接处理模拟电压电流信号,因而只能在保护安装处的设备动作的传统的继电保护三个部分,测量比较元件、逻辑判断元件和执行输出元件都必须安装在一处,同时又会受到电压回路线圈断路等问题的影响,整定计算数值是离线计算得出,目前常常使用FACTS等柔性输电技术中早已不适用。
而微机保护适时地填补了这些实际电力系统中的需求并且相比于传统继电保护有着许多优点: 允许改善继电保护的运行性能,引入自动控制或者新的计算方案,大幅提升了分量运算等保护的运算性能,提高继电保护的准确率 安装简便使用灵活,相比传统继电保护体积减少了很多,相应地便于巡检和维护,可靠度更容易得到保障 可以实现远程遥测遥控遥调等功能,与远方的控制中心通讯实现更全面的电网监控 人工智能算法中,遗传算法、判据进化算法、神经网络、模糊控制等已经有成功地用于继电保护的先例。
自从文献[2]Zadel提出模糊集(Fuzzy Set)理论以来,该理论近十多年来已得到了长足的发展,各种应用层出不穷,但在电力系统继电保护设计方面的文章尚不多见。