人工神经网络继电保护分析论文

【摘要】本文主要介绍了高压变电系统的继电保护的主要特点和主要的发展方向，同时还介绍了人工神经网络的主要方案以及智能设备的设置方面的主要的问题。【关键词】高压;变电系统;继电保护我国的电力技术正在不断的发展当中，因此继电保护微机的保护技术也是在逐步的发展和进步当中，对于继电的保护部分也进行了技术上的分析和改造。今天小编为大家推荐《人工神经网络继电保护分析论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

人工神经网络继电保护分析论文 篇1：

电力系统继电保护新技术的发展探讨

摘 要：随着技术的不断革新，电力系统发展进程也在增速。本文从信息技术、自适应控制技术、综合自动化技术、模糊理论、人工神经网络技术等方面对新技术的发展进行了集中阐释，以供参考。

关键词：电力系统；继电保护；新技术；发展

一、电力系统继电保护新技术之信息技术

在继电保护项目中，信息技术具有非常关键的意义。一方面，借助数字信号处理技术，能对系统中的数据和信息进行及时整合，建构更加有效的数据管理框架。另一方面，信息技术中小波变换技术的应用价值也较为深远，能实现对信号不用位置以及尺寸的测定，在技术运行过程中，能将小波转化为震荡波形，整体周期较短。特别要注意的是，运行小波技术能对局部化时限和频率进行精准测量，并对一些较为细节的信息进行综合测试。

二、电力系统继电保护新技术之自适应控制技术

在电力系统继电保护项目运行过程中，自适应技术主要是根据电力系统自身的运行方式建构的有效性管理措施，能对故障状态进行全面分析，并利用定值对系统的电力性能以及基本特性进行综合管控。自适应控制技术最大的优势就在于能有效的对系统性能以及电力系统运行状态进行维护，提高有效性的同时升级管控效率。并且，在继电保护项目中运行自适应控制技术，能提升整个电力系统的安全性和稳定性。另外，运用自适应控制技术，能减少电力系统中的振荡现象、系统频率变化问题等，并对单相接地短路中的过渡电阻产生影响，能真正维护电力系统的应用流程。

三、电力系统继电保护新技术之人工神经网络技术

目前，各行业对于人工神经网络技术的研究在不断深入，将其和电力系统继电保护系统融合在一起，也是顺应时代发展的必然趋势[1]。人工神经网络技术主要是借助人工智能技术的基本参数，利用模仿人类脑细胞结构以及功能的方式，提高自动化技术的智能程度，实现较为复杂的动力学特征，并建构有效的学习机制和学习框架。在运行人工神经网络技术的过程中，技术人员能在系统运行结构中实现适应力、自组织能力、故障识别能力、记忆水平以及联想功能等多方面的提升目标，真正实现了非线性优化的发展目标，并且从一定程度上优化信息处理的效果和水平，提升整體电力系统继电保护系统的项目优化效果。

四、电力系统继电保护新技术之综合自动化技术

电力系统继电保护新技术中，综合自动化技术具有非常突出的技术优势，能在提升整体系统运行完整度的同时，建构更加有效的系统管控措施。该技术不仅能有效的实现资源的集成，也能有效提升信息共享以及信息数据的远程监控，确保在信息输入和信息输出的远方终端结构和微机之间能建立保护层级，确保控制中心的安全和稳定，顺利升级整个计算机系统项目的提优水平。特别要注意的是，在运行综合自动化技术的同时，技术人员能对保护系统中的设备和二次运行稳定性等参数进行集中管控。

五、电力系统继电保护新技术之模糊理论

近几年来，模糊理论的研究机制在不断升级，将其应用在电力系统继电保护技术中，能在提升系统运行水平的同时，优化整体技术的参数结构。第一，能借助模糊理论对系统中出现的多模振荡、同步振荡以及失步振荡进行划分，并有效处理不同问题[2]。第二，模糊理论在提高系统管控水平的同时，能运行解列系统。第三，迷糊理论提取特征和小波理论有联系，并运行模糊集法对励磁涌流的特征进行区分，从而提高系统对故障的识别效果，也有效优化变压器保护结构。第四，模糊理论能有效对无功功率以及阻抗分量等参数进行划分和推算，并利用距离保护系统对不对称故障进行集中扫除。

总而言之，在电力系统继电保护新技术运行过程中，网络化推进是技术发展的大趋势，借助网络获取的运行和故障信息，对继电保护装置进行自动化管控。在运行自动化测量、自动化数据获得以及自动化数据搜集功能等，确保网络化传输效果的最优化。另外，在电力系统继电保护新技术逐步推广的过程中，能将人工智能和项目发展之间建立有效的互动机制，确保系统综合能力的升级，并有效应用模糊理论和人工神经网络技术，提高人工智能技术的传递效果。不仅能完善电力系统继电保护新技术的发展框架，也能一定程度上推进电力系统保护技术的可持续发展。

参考文献：

[1] 张保会，王进，李光辉等.具有低电压穿越能力的风电接入电力系统继电保护的配合[J].电力自动化设备，2013，32（03）：1-6.

[2] 邹俊雄，蔡泽祥，孔华东等.基于图形平台的电力系统继电保护动作逻辑仿真[J].电力系统自动化，2014，26（08）：61-64.

作者：曹永红 何婧婷

人工神经网络继电保护分析论文 篇2：

浅谈高压变电系统继电保护的特点与发展

【摘　要】本文主要介绍了高压变电系统的继电保护的主要特点和主要的发展方向，同时还介绍了人工神经网络的主要方案以及智能设备的设置方面的主要的问题。

【关键词】高压;变电系统;继电保护我国的电力技术正在不断的发展当中，因此继电保护微机的保护技术也是在逐步的发展和进步当中，对于继电的保护部分也进行了技术上的分析和改造。目前，继电保护的技术措施在理论上和实践上来讲都是不够完善的，还是存在一定的问题的，比如LR91就是在测量信号的元件上的正确度不是很高，在系统的操作过程当中常常有一些误动情况的发生，而且在一些选相元件中也有很大的问题；目前采用的集成电路的抗干扰的能力不是很强，尤其是如果有一些功率比较大的报话机在周围的话，非常容易就引起误跳闸的现象发生；而且人机界面不是非常的友好，对于一些定值的整定比较的复杂，甚至有的还需要在现在亲自进行计算；而且在出口的时候由于没有压板，所以运行人员和继电的保护人员在工作的过程中会有很大的不便，同时也会引起误跳闸的情况发生。

1.继电保护的发展特点

在继电系统中的几点保护装置主要是以微处理器为基础的，通常是采用一些数字的处理方法对于不同的模块化软件来实现各种不同的功能，而且这种集成电路的器件在实际中得到了非常广泛的应用，所以，这种继电保护装置也在很大程度上有了一定的发展，并且应用的范围逐渐的扩大，使用的功能也是逐渐的强大起来，尤其是在保护的功能上，同时还可以用微处理器去处理比较强大的数据，同时实现了以前没有实现的多种保护功能。

随着对于继电保护装置的逐渐发展，电力系统对于继电保护装置也有了比较严格的要求，电力系统对于继电保护装置的主要要求有四点，分别是：快速性、可靠性、灵敏性以及选择性。

继电保护的发展方向主要有三点分别是：要有比较良好的人机界面，并且要有比较高的可信赖性同时还要有非常方便的接线方式。

对于保护状态：这个菜单的设置主要的作用就是实现保护装置的电流和电压以便能够及时的采样值和开入量状态，因为这个菜单的设置它可以很全面的反映出这项保护锁能够运行的环境，因此就给现场的工作人员进行维护和调试在一定程度上提供了很大的方便性。对于开入状态如果投入或者接受到了一些动作信号的话则用“1”来表示，如果没有投入或者是没有接受到动作信号的话则用“0”来表示,对于交流和直流的回路进行校验：校验的方法就是在保护屏上加入耳钉的电压的电流，如果在显示屏上显示出来的采样的值和实际的加入的值相差小于5%的话，则进行输入接点的检查，如果进入到了保护状态或者是开入状态的子菜单中，并且在保护屏上要分别对各个接点进行模拟和导通，此时，在显示屏上的开入量的状态就会有相应的改变。

有良好的二次施工的环境，继电保护的特点取消了原来的背板式的配线方式，而采用的插件没有外部的连线，而且其电缆的排列是比较整齐的，比较能够适应现在的业主进行投资之后最大化的收益要求。

2.继电保护的发展方向

首先，继电保护目前存在的主要问题以目前我国的高压变电站的配置来说，一般都只可以实现信息方面的采集和简单的刀闸的处理操作。而国外的却可以在没有人值班的时候就可以实现对于远方设备的操作，我国在设备的配置上以及在技术上具有的一些功能上是采用计算机来对高压变电站进行监控的，这种水平和国外的水平是不相上下的，但是，由于在电网的结构以及一次性的设备的操作的可靠性上以及一些生活上的设施和运行管理方面的限制，变电站内的自动化系统的一些功能没有得到十分充足的发挥。

而且，目前现在的变电站的系统功能都是比较注重后台的功能和结构上的复杂性，同时要求系统是庞大的，这样就给变电站的工作维护人员在日常的维护和处理故障的工作过程中增加了一定的难度。

其次，继电保护装置保持了一定的优越性，比如：具有现在国际上的比较友好的人际接口，同时还能进行汉字显示，同时还具有中文报告打印的功能，并且后台的通讯方式是非常的灵活的，可以选用光纤或者是双绞线的通讯接口形式或者是采用以太网的形式，同时现在的继电保护装置还支持一些电力行业的通讯方面的规约，并且具有大量的PC机的辅助软件，这种软件使得装置更加的方面灵活并且易于应用。并且，现在系统的整体方面的电磁的兼容性已经达到了一定的水平，而且还通过了国际上的最为严格的等级测试。

第三，对于变电站的一些高压的设备都实现了继电保护的微机化，对于测控的装置一般采用的都是图形的点阵液晶的形式，而且装置是支持主接进行线图显示的，并且能够自动的判别双位置遥信，这样就保证了开关在显示上能够正确，而且同时也能支持各种操作。能够将主变压的风冷和消防方面以及生活的服务设施进行危机话，取消了原来传统的机电式的系统模式，比如：取消了油流继电器和温度控制以及电磁式的電源控制等等许多传统的机电控制。

第四，实现智能化一次设备，现在的光纤电缆已经取代了原来的电磁电缆，并且在高电压变电站之中有了非常广泛的应用，目前的电力系统方面正在面临着变电站变压器二次电缆的施工方面的工艺比较复杂，而且工作量是比较大的。最需要解决的问题就是变压器能够得到保护和使测量回路能够得到一次设备技术的应用和二次电缆的改造问题，电子式的TA最大的特点就是能够使得输出的信号是数字化的，并且信号能够通过光缆进行传输，这样不仅可以给变电站在进行电缆的购置的时候节省一部分不小的开支，而且还可以很大程度的缩小电缆沟所占的巨大的占地面积。

如果要想使光电传感器在高电压变电站得到很好的应用的话，还要有比较宽的频率范围，而且其响应速度应该很快，测量精度应该是比较准确的，同时其抗干扰能力和绝缘性应该是比较好的等等。

3.人工神经网络系统

由许多的比较简单的处理单元通过某种方式进行连接而形成的计算机的系统就是人工神经网络系统，这种系统主要是通过它的状态对于外部信息的输入进行动态的相应进而处理一些信息，它是在高频信号的位置的基础上产生的观测方法，这样就会使站内的一些电气设备都在监控下进行，每个高压设备几乎都有数模装置，通过这个装置把信息的信号转换为高频的信号，并且通过对于高频的电流产生极值的时候进行监测，这样就可以比较简单迅速的就知道站内系统的初始的位置，当发生一些异常情况或者是故障的时候，就可以通过一些信号的处理把故障信息分离出去。

4.总结

本文主要介绍了高压变电系统中继电保护系统的发展特点和发展方向，继电保护系统的设计一般都是采用国际技术比较领先的厂家和施工队伍，超高压公司进行比较一流的管理模式，从而使高压电网可以稳定的运行。　[科]

【参考文献】

［１］钱扛木.大型火力发电厂厂用电系统[M].北京：中国电力出版社，2001.

［２］鲍雅萍.低压厂用电保护的整定配合[J].继电器，2000,28（8）：52-5.

［３］李骏，李锡芝.火力厂护卫备用低压厂变宝华配合浅析[J].华东电力，2002，（7）：22-25.

作者：吴政

人工神经网络继电保护分析论文 篇3：

浅析电力系统继电保护及故障检测方法

【摘要】本文通过工作实践并结合相关资料，分析了电力系统继电保护及故障检测的作用和电力系统综合故障分析系统的功能，并对基于小电流接地系统的故障和基于综合故障分析系统的继电保护及故障检测提出个人看法。

【关键词】电力系统；继电保护；故障检测；方法；分析

1.前言

随着电力系统规模的日益增大，电力系统面临的故障日益严重。使电力系统的运行效率及运行质量得到有效的保障，是继电保护工作技术人员需要解决的技术问题，而继电保护与故障检测是对电力系统进行自动检测、控制与保护的装置。继电保护及故障检测能够在电力系统运行发生，如两相短路、三相短路、单相接地等故障和出现如过负荷、过电压、低电压、低周波、控制与测量回路断线等异常时，迅速而有选择性地发出跳闸指令，切除故障或发出报警，以减少故障造成的电气设备损坏和整个电力系统运行安全的影响，保证电力系统持续稳定运行。

2.电力系统继电保护及故障检测的作用

（1）保障电力系统的安全性

维护安全，性能优越。在被保护设备和元件出现故障时，继电保护装置会自动、准确、迅速、有选择的向故障元件最近的断路器发出跳闸切断指令，使之及时脱离电力系统，最大限度降低其对电力系统的破坏及对安全供电的影响，并在其它无故障部分的支持下，迅速恢复正常运行。

（2）实时监控电力系统运行状况实时监测和控制电网保护设备与录波设备等二次装置，保证电力系统正常运行。

（3）自动分析电力系统运行异常检测并自动分析电网运行异常和故障，快速、准确的诊断出故障区域、故障点和故障性质。

（4）对电力系统异常工作状态做出提示在电气设备出现不正常工作状态时，根据不同的设备运行维护条件及其异常工作情况及时发出信号，提示值班人员对运行异常或有缺陷的设备进行检修处理。继电保护装置还能在无值班人员的情况下，自动做出相应的调整，或有选择性的切除那些继续运行但有可能引起事故的电气设备。电力系统继电保护必须具备速动性、选择性、灵敏性和可靠性，才能充分发挥继电保护装置维护和管理电力系统正常运行的作用。

3.基于小电流接地系统的故障检测方法

3.1 利用空间电磁场探测单相接地故障支路方法

当小电流接地系统出现单相接地故障时，接地点的前向支路、后向支路及非故障支路的零序电压和电流会呈现出不同特点，相应线路的周围电场与磁场分布也会随之发生变化。因此，可利用零序电场和磁场探测接地故障点。

（1）小电流接地系统稳态分析

根据李孟秋以仿真模型（见图1）为典型直线π型电杆的10kV配电线路，以分别代表正常支路和故障支路的五条配电线支路进行故障点探测实验，将设定和实验得出的正常支路参数I、故障支路参数Ⅱ、故障参数及系统参数加以稳态分析，得出了故障稳态情况下的配电系统各支路零序容性电流及零序容性功率特点为：非故障支路零序容性电流超前零序电压π/2，其零序容性功率为负；故障支路故障点前向零序容性电流超前零序电压π/2，其零序容性功率为负；故障支路故障点后向零序容性电流落后零序电压π/2，其零序容性功率为正，与前二者相反。

（2）配电线路的电场和磁场分析

根据李孟秋在小电流接地系统稳态分析的基础和不考虑负载与线路间互感影响因素的条件下，对配电线路周围的电磁场进行仿真接地点探测（见图2），得出了三相电压和电流三相合成的电场和磁场与零序电压和零序电流分别产生的电场和磁场具有可替代性的结论，并利用五次谐波电流电压的电场和磁场作为检测信号，实现故障点的探测和定位，证实了利用空间电磁场探测故障支路和故障点方法的可行性。

3.2 识别故障支路和故障接地相的方法

当小电流接地系统出现单相接地故障时，会有一个包含较多故障特征的明显暂态过程。通过建立小电流接地系统数学模型，可仿真获得故障发生时前几个周波的暂态信号波形，由此检测到系统各条支路的负荷电流产生的波形瞬时畸变，再通过对接地故障发生时刻电流的暂态信号进行小波分解，可得到故障支路与健全支路的三相电流能量时谱，进而得到故障后一周波内能量积分的小波能量接地选线选相判据。通过直接从负荷电流提取瞬时特征和分析故障频带特征量，即可在系统正常运行未受到明显影响的情况下，识别判断出故障支路和故障接地相。

此外，将小波变换与神经网络、模糊识别和专家系统等人工智能方法结合应用于分散性大，工况复杂的配电网系统故障检测，会有效提高小电流接地选线及故障定位的准确度。

4.分析系统的继电保护与故障檢测

4.1 综合故障分析系统功能

系统能为调度人员提供及时、简要的故障信息、故障准确位置、开关跳闸情况及保护动作行为，以使其快速作出系统恢复决策，还能为继电保护技术人员提供各套保护装置故障过程的详细动作行为、故障电流电压变化情况及各故障分量对保护装置的影响等较大量的专门信息。

系统能使就地站保护及故障录波器时钟同步，能为站内自动化监控系统提供必要数据，并通过地站保护及故障录波器进行智能化数据处理，实现不同设备间数据传输的规约转换，以适应不同工作对象需要。能通过双端故障测距计算提高测距准确性；能提供与MIS系统的数据接口和数据交换，使系统的数据上网方式更具有灵活性。系统还具有故障信息集中处理、共享及综合利用功能。

4.2 综合故障分析系统的继电保护与检测方法

（1）网络化继电保护与故障检测

微机保护装置网络化，为将电力系统继电保护各主要设备的每一点保护装置都进行差动和纵联串联保护，由主站统一协调管理提供了数据通讯、处理、上传等通信支持。可以根据继电保护装置反应的保护安装处的电气量，实时准确检测和判断出发生故障的位置、性质、原因及故障参数，及时向相应的保护装置发出指令，快速准确的切除故障元件，缩小故障范围，提高整个系统运行的安全性、可靠性和稳定性。

（2）自适应控制继电保护与故障检测

自适应继电保护能实时检测电力系统运行方式与故障状态变化，并随其变化自动改变保护性能、特性或定值，尽可能使保护适应电力系统的各种变化，从而改善了输电线路距离保护、发电机保护、变压器保护及自动重合闸等系统响应与保护的性能，增强了系统的可靠性。

（3）人工神经网络继电保护与故障检测

人工神经网络（ANN）故障检测是基于生物神经系统的神经网络、进化规划、遗传算法、模糊逻辑等人工智能技术在电力系统保护领域的成功应用。利用其具有的自组织、自学习、自适应和模式识别能力以及分布式信息存储和并行处理等特点，电力系统继电保护实现了用人工神经网络判别故障类型、测定故障距离、确定保护方向和主设备保护。如用BP模型做为方向保护的方向判别元件，能准确、快速地判别出故障的方向，进行高压输电线路的方向保护。

（4）变电站综合自动化继电保护与故障检测

将自动控制、计算机信息采集和处理及网络通信等多种先进技术有机融合为一体，具有测量、信号、保护、控制、计费、继电保护、紧急控制、故障录波、RTU、维修状态信息处理等多功能，是一个统一的综合自动化计算机系统，不仅可以代替人工对数字化变电站和无人值班变电站进行正常运行的监视、控制、操作、测量、记录和统计分析、故障状态的监视、报警和事件顺序记录与运行操作，还能利用通信网络，将变电站原有的处于缺乏整体协调、功能单一或重叠、独享信息资源、微机处理数据功能利用率低下等系统相互分割成各个独立装置与站级相连接，实现了以终端单元（RTU）和微机保护装置为核心的集成与资源共享、远方控制与信息共享的变电站集成自动化。

集成自动化系统的变电站将间隔继电保护的控制、保护、故障录波、事件记录和运行、支持系统的数据处理等功能集成在一个统一的多功能数字装置内，用少量的光纤总线连接，实现间隔内部与间隔间、间隔同站级间的网络通信，并在间隔级和站级对各个功能进行系统与优化组合。

5.结束语

继电保护与故障检测对电力系统安全、可靠、稳定运行发挥着极其重要的作用。小电流接地系统的空间电磁场探测故障支路与故障点和多分辨分析小波接地选线识别故障支路与故障接地相等故障检测新方法，是实现快速检測和识别小电流接地系统故障支路、故障点及故障接地相提高电网设备管理维护的继电保护和故障检测分析水平的可行方法。随着电力系统向微机化、数字化、自动化和网络化发展和数字化变电站、无人值班变电站及特高压电网的建设运行，继电保护及故障检测也需逐步向控制、测量、保护、智能、网络、数据通信一体化发展。

参考文献

[1]李佑光，林东.电力系统继电保护原理及新技术[M].科学出版社，2003.

[2]李孟秋.电力系统继电保护与故障检测新方法研究[D].长沙：湖南大学，2007.

[3]谢敏芝.对电网继电保护及故障管理的探讨[J].广东科技，2009（14）：178-179.

作者：丁二陆