人工神经网络在变电站综合自动化系统优化中的应用
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摘要
随着电力系统的发展和对变电站综合自动化系统运行要求的提高，其中常规的谐波检测和继电保护技术已经越来越不适应不断发展的系统的要求，同时，随着人工神经网络技术的发展，如何将人工神经网络应用到综合自动化系统中引起了人们的重视并且有了广泛的研究。
本文运用人工神经网络所具有的自适应能力、学习能力和模式识别能力，将人工神经网络应用于谐波抑制、距离保护和励磁涌流判别中，取得了良好的效果。将人工神经应用于谐波电流抑制中，不但有较高的检测精度，而且还能跟踪检测，根据环境的变化能自适应地调整神经网络的权值以便正确地检测出线路的谐波电流。自适应距离保护模型的仿真结果表明，对区内故障可靠动作，区外故障可靠不动作，并且，系统振荡周期的快慢对其判别能力没有影响。应用人工神经网络进行励磁涌流的判别，可以综合多种特征量，这样就大大提高了判断的准确性。
This paper describes a new method of the Artificial Neutral Network in the Active filters, adaptive distance relay protection and the distinction magnetizing inrush and internal fault. It means that some problems existing in the power system, using strong adaptive ability and studying ability of Artificial Neutral Network could solve i.e. faults analysis, direction distinction and the distinction magnetizing inrush and internal fault. In the Active filters, its output can vary adaptively with the input. The results obtained from simulation show that it can detect and track the harmonic currents accurately. The paper presents a new method of adaptive distance relay protection, the result shows that this method is absolute reliable using in the protection of power system. Through the using of Artificial Neutral Network in the distinction magnetizing inrush and internal fault verifies the dependability, security and quick speed of operation.
本文运用人工神经网络所具有的自适应能力、学习能力和模式识别能力，将人工神经网络应用于谐波抑制、距离保护和励磁涌流判别中，取得了良好的效果。将人工神经应用于谐波电流抑制中，不但有较高的检测精度，而且还能跟踪检测，根据环境的变化能自适应地调整神经网络的权值以便正确地检测出线路的谐波电流。自适应距离保护模型的仿真结果表明，对区内故障可靠动作，区外故障可靠不动作，并且，系统振荡周期的快慢对其判别能力没有影响。应用人工神经网络进行励磁涌流的判别，可以综合多种特征量，这样就大大提高了判断的准确性。
This paper describes a new method of the Artificial Neutral Network in the Active filters, adaptive distance relay protection and the distinction magnetizing inrush and internal fault. It means that some problems existing in the power system, using strong adaptive ability and studying ability of Artificial Neutral Network could solve i.e. faults analysis, direction distinction and the distinction magnetizing inrush and internal fault. In the Active filters, its output can vary adaptively with the input. The results obtained from simulation show that it can detect and track the harmonic currents accurately. The paper presents a new method of adaptive distance relay protection, the result shows that this method is absolute reliable using in the protection of power system. Through the using of Artificial Neutral Network in the distinction magnetizing inrush and internal fault verifies the dependability, security and quick speed of operation.
引文
1 沈国荣，郑玉平，黄健．变电站自动化发展综述．江苏电机工程，2000，19(4)：1～5．
2 黄益庄．变电站综合自动化技术．北京：中国电力出版社，2000，4．
3 Akagi H et al. Instantaneous Reactive Power Compensators Comprising Switching Device without Energy Storage Components. IEEE Trans Industry Applications, 1984, IA-20(3): 625～633.
4 袁曾任．人工神经网络及其应用．北京：清华大学出版社，1999
5 颜湘莲，文远芳．模糊神经网络在变压器故障诊断中的应用研究．变压器，2002，39(7)：41～43
6 杨行峻，郑君里．人工神经网络．北京：高等教育出版社．1992年
7 Widrow B et al．Adaptive Signal Processing．Prntice Hall，Englewood Cliffis，N．J．1985．
8 沈世镒．神经网络系统理论及其应用．北京：科学出版社，1998
9 程湘君、王春宁、陈生潭．神经网络原理及其应用．北京：国防工业出版社，1995
10 王永骥，涂健寺．神经元网络控制．北京：机械工业出版社，1998
11 郑玉平．继电保护技术发展展望．北京：第七届全国继电保护学术会议研讨会论文集，1998．
12 陈炳华．采用模式识别(智能性) 的保护装置的设想．中国电机工程学会第五届全国继电保护学会年会论文集，1993．7
13 Jongepier A G，Van der Slusi．利用人工神经网(ANN) 的双回路自适应距离保护．IEEE第五届电力系统保护进展国际会议论文集，UK：1993
14 丁晓群，Liu Y，林钟云．神经网络运用于电力变压器故障诊断．电力系统自动化，1993，17(8)：32～35
15 贺家李，宋从矩．电力系统继电保护原理．北京：中国电力出版社，2002
16 葛耀中．新型继电保护与故障测距原理与技术．西安：西安交通大学出版社，1996
17 王国兴，张传利，黄益庄．变压器励磁涌流判别方法的现状及发展．中国电力，1998(31) 10：19～22
18 冯勇，柳焕章，陈学道．变压器励磁涌流的新判据．继电器，2002(30) 10：83～84，89
19 李玉顺．基于变压器铁心极化特性快速判别励磁涌流的方法电站设备自动化，2002，6：49～55
20 赵永彬，卢毅．基于样波分析的变压器励磁涌流判别．电力系统及其自
动化学报，2002(14) 5：44～47，72
21 葛宝明，苏鹏声，王祥衍，王维俭．基于瞬时励磁电感频率特性判别变压器励磁涌流．电力系统自动化，2002(26) 17：35～40
22 Sharp R L, Glassburn W E. A transformer differential relay with second-harmonic restraint[J]. AIEE Trans, Dec, 1958, 77(3): 913～918
23 王祖光．间断角原理的变压器差动保护[J]．电力系统自动化，1979，3(1)：18～30．
24 孙志杰，陈云仑．波形对称原理的变压器差动保护[J]．电力系统自动化，1996，20(4)：42～46．
25 陈曾田．电力变压器保护(第二版) [M]．北京：水利电力出版社，1989．
26 王维俭．电气设备继电保护原理与应用[M]．北京：中国电力出版社，1996．
27 Keizo Inagaki, et, al. Digital protection method for power transformers based on and equivalent circuit composed of inverse inductance[J]. IEEE Trans on Power Delivery, 1988, 3(4): 1501～1510.
28 王维俭，侯炳蕴．大型机组继电保护理论基础(第二版) [M]．北京：水利电力出版社，1989．
29 朱声石．变压器轻微匝问故障的保护[J]．电力自动化设备，1999，19(1)：23～27．
30 宗洪良，金华烽，朱振飞，张绍纯等．基于励磁阻抗变化的变压器励磁涌流判别方法．中国电机工程学报，Vol．21 No．7，2001：91～94．
31 陈树德等．微机继电保护．第1版．北京：中国电力出版社，2000
32 余群明，王田南．智能模拟神经网络的发展新动向[J]，模式识别与人工智能，1999，(3)．
33 徐腊元，高以梅．农村电网无人值班变电所设计与应用技术．北京：中国电力出版社，2000，2．
34 Anpsad L, DaPonte P, Apuzzo M D. A measument method basedon the wavelet transform for power quality analysis[J]. IEEE Trans Power Delivery. 1998, 13(4): 990-998.
35 Huang S J, et al. Application of morlet wavelets to supervise powe system disturbances[J]. IEEE Trans Power Delivery. 1999, 14(1): 235-243.
36 Gaouda A M, et al. Power quality detection and classification usingwavele-multiresolution signal decomposition[J]. IEEE Trans. Power Delivery, 1998, 14(4): 1469-1476.
37 蒋东翔，倪维斗．大型汽轮发电机组混合智能诊断方法的研究[J]．清华大学学报，1999，(3)．
38 葛耀中．自适应继电保护及其前景展望．电力系统自动化，1997，21(9)：42～46
39 徐建政、王剑等．变压器经济运行的神经网络控制系统．电网技术，2001，
25(9)：44～47
40 邓明荣、胡小荣、潘云鹤．一种新的人工神经元网络结构模型．系统工程理论与实践，2000(8)：132～134
41 陈维荣，钱清泉．一种基于神经网络的馈线自适应继电保护技术．西安交通大学学报．1999，34(4)：419～424
42 章泽生．新型继电保护——自适应电流保护的理论分析．云南电力技术．2001，29(1)：26～26，30
43 刘一江．微机距离保护的新方法．电工技术学报．1999，14(6)：65～68
44 段玉倩，贺家李．基于人工神经网络的距离保护．中国电机工程学报，1999，19(5)：67～70
45 熊信银，吴耀武．遗传算法及其在电力系统中的应用．武汉：华中科技大学出版社，2002
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