智能化继电保护的应用与发展_开题报告

一、国内继电保护发展现状 

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，继电保护技术得天独厚，在 40 余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。 

建国后，我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有，在大约 10 年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。20世纪50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。在20 世纪60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行具体深入的研究。

引言：继电保护运作现状及未来智能化优势

一、传统继电保护的运作特点及缺陷

继电保护系统的主要作用是在电力系统出现故障时，能够对出现的问题进行及时的诊断和控制 ，来保证电力系统的正常运作。传统的继电保护设备运作时主要是在被保护的元件端 15进行局部故障分析根据电流差动或方向比较进行保护，按照固定的措施进行处理，虽然这种方式的选择性和速动性较好，但这种设备只能对本地装置进行检测，若装置以外的部分出现故障，就很难进行有效处理。 而且这种设备相对封闭，不同保护设施之 间很难进行有效地协作分ⅢJ一。在如此复杂的情况下，传统继电保护技术自适应性能差的特点限制了其发展，由于电力系统的不断更新扩大，电网的运行方式随之不断改变，这就要求继电保护设备进行及 时的配套修改，但这在传统设备上是难以自主实现的，大多时候需要人员进行配合，传统继电保护技术的可靠性和选择性在现代庞大电力工程面前是难以得到保证的。这些传统设备对人员的需求量较大，在维护时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运作上的差异性，很难对继电保护设备进行统一管理。 

二、、继电保护系统实现智能化 

（一）智能化继电保护的发展

1、继电保护与人工智能技术结合 。电力系统的飞速发展使继电保护的难度大大提高，而人工智 能技术的研发给继电保护技术注入了新的活力。近年来，国内外纷纷将先进的人工智能技术引入电力系统，在继电保护技术上也得到了相应的应用。例如专家算法 、人工神经网络、进化规划等人工智能技术在继电保护技术上取得了有效地成果。人工智能的特点是模仿人类的思考方式来分析与处理问题的方式，适合运用在复杂多变且难 以用固定方式解决问题 的场合 ，为继电保护技术的发展提供了新思路。专家算法是运用最早的人工智能技术，它结合了定性理论知识和专家经验，在解决问题时会利用检索与推理功能将问题范围缩小，提高解决问题的效率。神经网络技术是指模拟人脑神经系统的结构和功能，利用大量的处理部件，由人工方式制造的网络化信息处理系统，它具有自学习自适应的优点 ，能够对接收或处理的数据进行联想储存。人工神经网络是具有非线性映射功能的系统，面对复杂非线性问题可以迅速作出判断，利用计算机的高速运算能力以最快速度寻找最优化解，也就是说只要记录的样本足够多，网络结构够合理，人工神经网络可以在各种复杂状态下对设备故障进行识别分类，选择最有处理方式。人工智能技术在继电保护系统上的应用未来国家电力部门的重点研究课题，通过人工智能技术能对被保护元件的故障进行最科学的判断，并对故障进行自动处理，保证电力系统的正常运行。继电保护技术智能化的实现，使其速动性、选择性、灵敏性以及可靠性均得到了大幅度提高。

（二）智能化继电保护的特点

1、继电保护技术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。近年来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，在继电保护领域应用的研究也已开始。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。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非线性问题，距离保护很难正确作出故障位置的判别，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别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。

2、智能化继电保护利用计算机技术、网络技术对设备进行实时监测，在故障发 生时陕速、准确定位，在最短时间内进行最优化处理，能够将监测 的数据和处理信息进行储存并传输到监控中心，方便管理人员进行检查与监控。智能化技术 的采用提高了继电整个保护系统的稳定性和可靠性。智能化继电保护设备检测效率高，记录的数据更加真实可靠，而且具有操作方便维护简单的特点，不再需要调试人员带着沉重测试设备奔赴现场,节省了大量人力和物力。 

综上所述，随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为：计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化，这对继电保护工作者提出了艰巨的任务，也开辟了活动的广阔天地。

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