智能化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于繼電器愛惜探討

1、智能化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于繼電愛惜的探討（韓杰）（西南科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)院供用電技術(shù)專業(yè)）【摘要】：隨著電力工業(yè)的進(jìn)展，智能化網(wǎng)絡(luò)（Intelligentnetwork）在電力系統(tǒng)中取得了普遍的應(yīng)用。本文概述了智能化網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)、大體結(jié)構(gòu)和進(jìn)展進(jìn)程，并對智能化網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用做了詳細(xì)的話述。最后，對智能化網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)展趨勢和在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望?！娟P(guān)鍵詞】：智能化網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)應(yīng)用前景展望StudyontheApplicationofIntelligentnetworkUsedinPowerSystem(HanJie)(InternetNetworkSchoolofPowersupplytec

2、hnology,SWUST)Abstract：Withthedevelopmentofelectricpowerindustry,Intelligentnetworkiswidelyusedinpowersystem.Features,thebasicstructure,developmentprocess,aswellasapplicationofIntelligentnetworkareelaboratedinthisarticle.Besides,thispaperalsooutlooksthedevelopmenttrendsandtheapplicationprospectsofIn

3、telligentnetworkusedinpowersystem.Power system the【Keywords:Intelligentnetworkapplicationprospectsoutlook目錄一、智能化網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)展進(jìn)程1二、智能化網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)1三、智能化網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)繼電愛惜的應(yīng)用2一、智能操縱22、優(yōu)化計(jì)算23、故障診斷34、自動化愛惜3四、智能化網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)繼電愛惜的進(jìn)展趨勢3五、總結(jié)4參考文獻(xiàn)5致謝6智能化網(wǎng)絡(luò)，是一種模范動物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)行為特點(diǎn)，進(jìn)行散布式并行信息處置的算法數(shù)學(xué)模型。這種網(wǎng)絡(luò)依托系統(tǒng)的復(fù)雜程度，通過調(diào)整內(nèi)部大量節(jié)點(diǎn)之間彼此連接的關(guān)系，從而達(dá)處處置信

4、息的目的。智能化網(wǎng)絡(luò)具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)的能力，能夠通過預(yù)先提供的一批彼此對應(yīng)的輸入一輸出數(shù)據(jù)，分析把握二者之間潛在的規(guī)律，最終依照這些規(guī)律，用新的輸入數(shù)據(jù)來推算輸出結(jié)果。智能化網(wǎng)絡(luò)具有四個(gè)大體特點(diǎn)：非線性、非局限性、非定性、非凸性。智能化網(wǎng)絡(luò)理論，作為人工智能的一個(gè)最活躍的分支，其模擬人腦的工作方式，為解決復(fù)雜的非線性、不確信性、不確知性系統(tǒng)的問題開辟了一個(gè)嶄新的途徑，因此在電力系統(tǒng)應(yīng)用研究中受到了普遍的關(guān)注。一、智能化網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)展進(jìn)程1943年，心理學(xué)家和數(shù)理邏輯學(xué)家成立了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)學(xué)模型，稱為MP模型。他們通過MP模型提出了神經(jīng)元的形式化數(shù)學(xué)描述和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方式，證明了單個(gè)神經(jīng)元能執(zhí)行邏輯功

5、能，從而開辟了智能化網(wǎng)絡(luò)研究的時(shí).期。60年代，智能化網(wǎng)絡(luò)取得了進(jìn)一步進(jìn)展，更完善的智能網(wǎng)絡(luò)模型被提出，其中包括感知器和自適應(yīng)線性元件等。1982年，美國加州工學(xué)院物理學(xué)家提出了Hopfield神經(jīng)網(wǎng)格模型，引入了“計(jì)算能量”概念，給出了網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)固性判定。1984年，他乂提出了持續(xù)時(shí)刻Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，為神經(jīng)運(yùn)算機(jī)的研究做了開拓性的工作,開辟了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于聯(lián)想經(jīng)歷和優(yōu)化計(jì)算的新途徑，有力地推動了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究。智能化網(wǎng)絡(luò)的研究受到了各個(gè)發(fā)達(dá)國家的重視，美國國會通過決議將1990年1月5日開始的十年定為“腦的十年”，國際研究組織號召它的成員國將“腦的十年”變成全世界行為。二、智能化網(wǎng)絡(luò)

6、的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)智能化網(wǎng)絡(luò)的研究與進(jìn)展及神經(jīng)生理科學(xué)、數(shù)理科學(xué)、信息科和運(yùn)算機(jī)科學(xué)等眾多領(lǐng)域，是一種新的信息處置理論。它所特有的信息處置機(jī)制，與傳統(tǒng)的數(shù)字運(yùn)算機(jī)有著本質(zhì)的不同。智能化網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)由大量模擬人腦的神經(jīng)元互連組成，無獨(dú)立的用于存儲的信息空間，更沒有單一執(zhí)行指令的CPU,每一個(gè)神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)都十分簡單，信息處置與存儲合二為一，通過調(diào)整連接權(quán)值，由整體狀態(tài)來給出響應(yīng)信息。智能化網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射系統(tǒng)，具有壯大的模式識別能力，能夠?qū)θ我鈴?fù)雜狀態(tài)或進(jìn)程進(jìn)行分類和識別。三、智能化網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)繼電愛惜中的應(yīng)用目前，智能化網(wǎng)絡(luò)已用于負(fù)荷預(yù)測，警報(bào)處置，操縱等方面，它已經(jīng)從研究時(shí)期轉(zhuǎn)為實(shí)際應(yīng)用。一、智能

7、操縱在電力系統(tǒng)中利用智能化網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)智能操縱，確實(shí)是利用其估量和聯(lián)想的能力，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)與參數(shù)的識別和操縱，這已在多種操縱結(jié)構(gòu)中如自校正操縱、模型跟蹤操縱、預(yù)測操縱等操縱中取得應(yīng)用。YMPark等采納2個(gè)BP網(wǎng)絡(luò)組成電力系統(tǒng)穩(wěn)固器(PSS)的模型，其中1個(gè)在系統(tǒng)功率擺動中估量發(fā)電機(jī)的輸出功率。另一個(gè)用于判定并給出操縱決策。范諭等應(yīng)用4層BP網(wǎng)絡(luò)對發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式和系統(tǒng)干擾進(jìn)行精準(zhǔn)在線識別，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了一種最優(yōu)勵磁調(diào)劑器模型，計(jì)算與仿真結(jié)果說明，這種調(diào)劑器比固定點(diǎn)線性勵磁方式具有更強(qiáng)的穩(wěn)固性能和動態(tài)品質(zhì)，在系統(tǒng)運(yùn)行方式較大的轉(zhuǎn)變范圍內(nèi)都能提供專門好的操縱性能，在大小擾動下均表現(xiàn)出專門好的阻尼特

8、性和良好的電壓性能。袁宇春等提出了用智能化網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)切負(fù)荷操縱，選用的是多輸入單輸出的單層前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，選取185個(gè)樣例進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練后，在西北電網(wǎng)模擬某線路故障顯示了較好的操縱特性.二、優(yōu)化計(jì)算由于智能化網(wǎng)絡(luò)能夠成立任意非線性的模型，并適于解決時(shí)刻序列預(yù)報(bào)問題，尤其是隨機(jī)平穩(wěn)進(jìn)程的預(yù)報(bào)，因此電力系統(tǒng)短時(shí)間負(fù)荷預(yù)報(bào)是其應(yīng)用研究的一個(gè)重要方面，歐建平等以3個(gè)智能化網(wǎng)絡(luò)組成負(fù)荷與天氣轉(zhuǎn)變量的周、日、時(shí)3個(gè)預(yù)報(bào)分析系統(tǒng)，氣象參數(shù)和預(yù)測周、日、時(shí)前某段歷史負(fù)荷參數(shù)作為網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練輸入?yún)?shù)，各自產(chǎn)生獨(dú)立的預(yù)報(bào)，再綜合產(chǎn)生最終的預(yù)報(bào)。姜齊榮等那么用智能化網(wǎng)絡(luò)成立發(fā)電機(jī)、勵磁系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)的詳細(xì)模型

9、，把這三部份的模型連接起來并與電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口，形成一個(gè)智能化網(wǎng)絡(luò)模型與電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)混聯(lián)的系統(tǒng)，這種混聯(lián)系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)固計(jì)算結(jié)果與用常規(guī)機(jī)理模型的計(jì)算結(jié)果幾乎相同。為實(shí)現(xiàn)智能化網(wǎng)絡(luò)并行、快速、在線處置電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算提供新途徑。3、故障診斷要保證電力系統(tǒng)的平安運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備由按期檢修轉(zhuǎn)變成狀態(tài)檢修，如何準(zhǔn)確地進(jìn)行電力設(shè)備的故障診斷，一直是受關(guān)注的核心之一。而這種故障的征兆錯(cuò)綜復(fù)雜，往往呈現(xiàn)出非線性和不確信性，很難用某一確信的邏輯或算法進(jìn)行識別。而這種識別恰好是智能化網(wǎng)絡(luò)所擅長的。智能化網(wǎng)絡(luò)在電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與診斷上也取得了成功的應(yīng)用。何雨俵等提出一種聯(lián)想經(jīng)歷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，取零序電流、定子不對稱電流及

10、其轉(zhuǎn)變率等電測參數(shù)為故障征兆，通過網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)想能力快速準(zhǔn)確地進(jìn)行電機(jī)初期故障的雙向診斷，能有效地處置各類模式并存的故障診斷問題。而且容錯(cuò)性好，能有效抑制現(xiàn)場噪聲干擾，使診斷系統(tǒng)具有良好的魯棒性。電網(wǎng)故障診斷中，用全局逼近的BP算法完成故障的快速定位，便于操縱人員及時(shí)處置故障。4、自動化愛惜自動愛惜是電力系統(tǒng)平安運(yùn)行的重要保障之一，隨著電力系統(tǒng)的進(jìn)展，常規(guī)的自動愛惜技術(shù)已經(jīng)不能完全適應(yīng)需要。黨德玉提到一種基于小波變換和智能化網(wǎng)絡(luò)的愛惜模型，其輸入特點(diǎn)量通過小波變換，也選用了3個(gè)三層的BP網(wǎng)絡(luò)用于判定故障種類，故障性質(zhì)和故障定位。故障種類和故障性質(zhì)的判定正確率可達(dá)100%,對線性短路故障的位置判定正

11、確率為94%,非線性故障（如經(jīng)非線性過渡電阻接地）的判定正確率為96%。張海峰等利用3層前向網(wǎng)絡(luò)組成變壓器愛惜模型，取變壓器2端的電流和其他故障特點(diǎn)量進(jìn)行綜合判定。經(jīng)大量樣本訓(xùn)練后,可準(zhǔn)確判定變壓器的勵磁涌流和各類故障。張津春等介紹了智能化網(wǎng)絡(luò)組成的自適應(yīng)自動重合閘模型，能較好地判別各類情形下瞬時(shí)性故障與永久性故障。為了解決用電路方式進(jìn)行巨量神經(jīng)元連接無法實(shí)現(xiàn)的問題，采納光電集成技術(shù)制作的光神經(jīng)元、光互連器件、光神經(jīng)芯片也已顯現(xiàn)，并成功地應(yīng)用于模式識別、聯(lián)想經(jīng)歷等方面。另外，智能化網(wǎng)絡(luò)在輸電容量限制條件下經(jīng)濟(jì)調(diào)度、基于同步相量測量的電壓平安監(jiān)控、電廠操縱、HVDC的電流操縱器等方面也取得了研究

12、與應(yīng)用。四、智能化網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)繼電愛惜中的進(jìn)展趨勢智能化網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用已做了大量的研究，一可是整體上來講仍停留在理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)上，因此必需增強(qiáng)理論研究與實(shí)際工程應(yīng)用的結(jié)合，例如可在狀態(tài)檢修、在線監(jiān)測等電力系統(tǒng)有較迫切需求的領(lǐng)域中，尋覓實(shí)際應(yīng)用的沖破口。近幾年興起的小波變換方式，由于其克服了傅里葉變換不能對信號進(jìn)行局部化分析的缺點(diǎn)。同時(shí)具有很強(qiáng)的特點(diǎn)值提取功能，專門適用于故障信號的分析,經(jīng)小波變換處置后的信號作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，可使網(wǎng)絡(luò)大大提高抗干擾性并加速收斂。因此小波分析與智能化網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合將在電力系統(tǒng)操縱、愛惜、故障診斷等方而發(fā)揮更大的作用。智能化網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)和模糊操縱的綜合對

13、電力系統(tǒng)如此一個(gè)復(fù)雜的動態(tài)大系統(tǒng)來講，應(yīng)用潛力更大。智能化網(wǎng)絡(luò)的形象思維能力，專家系統(tǒng)的邏輯思維能力和模糊邏輯這三者的結(jié)合，可表現(xiàn)出各自的優(yōu)勢，相互彌補(bǔ)各自的不足。智能化網(wǎng)絡(luò)特有的非線性適應(yīng)性信息處置能力，克服了傳統(tǒng)人工智能方式關(guān)于直覺，如模式、語音識別、非結(jié)構(gòu)化信息處置方面的缺點(diǎn)，使之在神經(jīng)專家系統(tǒng)、模式識別、智能操縱、組合優(yōu)化、預(yù)測等領(lǐng)域取得成功應(yīng)用。智能化網(wǎng)絡(luò)與其它傳統(tǒng)方式相結(jié)合，將推動人工智能和信息處置技術(shù)不斷進(jìn)展。最近幾年來，智能化網(wǎng)絡(luò)正向模擬人類認(rèn)知的道路上加倍深切進(jìn)展，與模糊系統(tǒng)、遺傳算法、進(jìn)化機(jī)制等結(jié)合，形成計(jì)算智能，成為人工智能的一個(gè)重要方向，將在實(shí)際應(yīng)用中取得進(jìn)展。將信息幾

14、何應(yīng)用于智能化網(wǎng)絡(luò)的研究，為智能化網(wǎng)絡(luò)的理論研究開辟了新的途徑。神經(jīng)運(yùn)算機(jī)的研究進(jìn)展專門快，已有產(chǎn)品進(jìn)入市場。光電結(jié)合的神經(jīng)運(yùn)算機(jī)為智能化網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)展提供了良好條件。五、總結(jié)本文對智能化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)進(jìn)行了分析，詳細(xì)論述了智能化網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢及其在電力系統(tǒng)繼電愛惜中的應(yīng)用，并對其進(jìn)展前景做了展望?？墒亲鳛橐粋€(gè)新興的學(xué)科智能化網(wǎng)絡(luò)還存在以下問題：受到腦科學(xué)研究的限制，由于生理實(shí)驗(yàn)的困難性，因此目前人類對思維和經(jīng)歷機(jī)制的熟悉還很淺薄，還有很多問題需要解決;尚未完整成熟的理論體系；還帶有濃厚的策略和體會色彩；與傳統(tǒng)技術(shù)的接口不成熟。在電力系統(tǒng)工業(yè)中研制開發(fā)通用型價(jià)錢低廉的智能化網(wǎng)絡(luò)芯片是實(shí)現(xiàn)智能化網(wǎng)絡(luò)工程

15、應(yīng)用的重要方面。能夠預(yù)期，隨著更多的智能化網(wǎng)絡(luò)芯片和神經(jīng)運(yùn)算機(jī)的顯現(xiàn)，必將給智能化網(wǎng)絡(luò)及其在電力系統(tǒng)繼電愛惜中的應(yīng)用制造更好的硬件環(huán)境。參考文獻(xiàn):1張景明劉建國.粗糙集和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在變壓器故障診斷中的應(yīng)用J.變壓器，2020(4)2草思師劉前進(jìn).基于粒子群與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間諧波測量算法研究J.電力系統(tǒng)愛惜與操縱,2020(2)3王錫凡方萬良杜正春.現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析M.科學(xué)出版社，2007年4魏愛華程站立陳天騰.人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究J.現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2020(16)5張海蜂沈茜唐巖李元武張金程.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用J.青海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005(06)6張保會郝

16、治國.智能電網(wǎng)繼電愛惜研究的進(jìn)展(三)一一愛惜功能的進(jìn)展JL電力自動化設(shè)備ISTICEIPKU,2020(3)7劉亞娟.淺析在電力系統(tǒng)中繼電器愛惜的應(yīng)用與進(jìn)展J.城市建設(shè)理論研究(電子版),2020(33)8鄒鳴.繼電愛惜在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究J.北京電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，(12)致謝詞行文至此，我的這篇論文已接近尾聲：歲月如梭，我兩年多的大學(xué)光陰也即將敲響終止的鐘聲。離別在即，站在人一輩子的乂一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，心中不免思緒萬千，一種感恩之情油但是生。生我者父母。感激生我養(yǎng)我，含辛茹苦的父母。是你們，為我的學(xué)習(xí)制造了條件；是你們，一如既往的站在我的身后默默的支持著我。沒有你們就可不能有我的今天。謝謝你們，我的父親母親！育我成才者教師。這篇論文是在教師的的悉心指導(dǎo)與鼓舞下完成的。教師為我提供了