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摘要：超高压、远距离、大容量输电及全国性联网对保证电网安全与稳定运行的继电保护技术提出了更高的要求。一些传统的继电保护和故障诊断技术已不能满足电力系统不断发展的要求。因此，基于人工智能技术的继电保护系统越来越受到重视，本文分析了传统的输电线路继电保护所存在的不足，运用人工智能技术所具有的自适应、自学习能力，阐述基于人工智能技术的输电线路继电保护的概念。
关键词：人工智能；继电保护；电力系统
1引言
尽管微机保护在性能、功能及可靠性等方面都远远超过了传统的晶体管型和集成电路型保护，但其并没有充分发挥计算机所具有的智能作用。继电保护技术的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。在2002年举行的国际大电网会议上就提出了“系统保护”的概念”，即要求尽可能的将保护、监控、测量、远动、通信等功能集成在一个装置内，以便减少设备的投资及提高设备运行的可靠性。目前，随着计算机技术和通讯技术的快速发展，人工智能技术的发展也迈上了一个新的台阶，并在很多领域得到了应用。人工智能中的神经网络所具有的并行运算能力、极强的自适应性、高度的鲁棒性和容错能力，对于非线性系统的求解比传统计算方法有着无与伦比的优势，它弥补了传统方法的单纯依靠数学求解的繁琐，引起电力系统研究人员的高度重视，并取得一些成果。
2传统的输电线路继电保护简介
电力系统的输电线路因各种原因可能会发生相间或接地短路故障，短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害，因此，必须有相应的保护装置来反映这些故障，并控制故障线路的断路器，使其跳闸以切除故障。反映输电线路的相间和接地短路的主要保护有：电流保护、距离保护和纵联保护。
电流保护.根据线路故障对主、后备保护的要求，输电线路的电流保护有三种：无时限电流速断保护，简称电流保护第1段，其作用是保证在任何情况下只切除本线路上的故障，它是按照躲开相邻线路出口处的最大短路电流来整定的。带时限电流速断保护，简称电流保护第1I段，其作用是为了弥补电流速断保护无法保护线路全长的缺陷，定时限过电流保护，简称电流保护第1Ⅱ段，其作用是作本线路主保护的后备保护，即近后备保护，并作相邻下的后备保护，即远后备保护，电流保护的起动电流按照躲开最大负荷电流来整定，在动作时限上过电流保护满足阶梯状的动作特性，即从负荷到电源端依次提高一个时间阶段△t。第1、II、III段统称为线路短路的三段式电流保护。
距离保护是以距离测量元件为基础构成的保护装置。其动作和选择性取决于本地测量参数（阻抗、电抗、方向）与设定的被保护区段参数的比较结果，而阻抗、电抗又与输电线的长度成正比，故名距离保护。
纵联保护。电流保护和距离保护用于输电线路的主要缺陷是当靠近线路断路器处发生故障时，远离故障侧的保护只能以第1I段延时（0．5s，甚至大于O．5s）切除故障，这对于很多重要的高压网络线是不允许的。为了电力系统的稳定运行，要求设置具有无延时切除线路任意处故障时的保护装置。输电线纵联保护正是随着电力系统的不断发展，为满足这种技术的要求而产生的。
人工智能在继电保护研究的核心技术问题建设“智能电网”是具有划时代意义的大事。将导致电网技术的革命性变化。其中，在电力系统继电保护方面，我们认为有以下几个关键理论和技术，应尽早跟踪和研究。
3广域人工智能继电保护技术
传统继电保护往往针对一个电力设备或一条输电线路，刚性地进行保护。后备保护也只是机械地延伸保护。传统继电保护事实上几乎没有自适应的判断和保护能力。随着电网规模扩大，电网结构日趋复杂，传统继电保护整定配合越来越困难。针对这种情况，新提出的广域保护将面对一个电力网络子集，即将一个“子域”作为分析、判断和处理电网事故或故障的单位。在“域”的范围内外，综合地采集该子域的运行参数和继电保护信息，进行“域内”和“域外”的综合判断和自适应分析，用以达到准确判断事故和故障的目的，并进行决策处理：或转入“自愈”处理程序，或转入隔离事故部件处理程序。最后达到保护一个“域”、并使该“域”达到“坚强”的目的。广域保护系统目前已趋于成熟。今天的广域继电保护包含继电保护和安全自动控制两方面内容。
其中，广域继电保护将辅助传统主保护、提高保护定值的自适应能力、简化保护配合、缩短保护动作时间。并将发挥其关键作用，以助于从根本上切实解决现有继电保护整定配合复杂等难题，提高保护的自适应能力。而安全自动控制方面的功能，则更多地为实现电网“自愈”提供解决方案。
显然，广域保护系统对“智能电网”早期诊断，促进电网“自愈”，保护电网安全、可靠运行，较之传统继电保护，有质的飞跃。
4保护系统智能重构技术
继电保护系统“重构”是近年来继电保护技术又一项重要突破。传统的继电保护系统存在如下问题：
传统继电保护系统的结构是一种固定刚性结构。联接方式、保护对象、适应的条件均是预先设定、一成不变的，无法适应一次系统的变化。并且自适应的能力也弱；
可在线配置（启动或停运）或重组继电保护系统，以自适应电网结构的变化。即继电保护系统具有“重构”功能；
对继电保护系统内部元器件或部件的状态进行在线诊断，识别继电保护装置自身的显性或隐藏故障，即具有“自诊断”功能；在继电保护元件或装置失效时，能自动寻求替代元件或替代系统，以重新恢复其功能。即继电保护系统具有“自愈”的功能。由上可见，为适应电网电源结构和运行方式的变化以及继电保护自身故障后的自愈，均要求对继电保护资源和系统进行重新组合，并通过继电保护系统的重构满足一次系统对保护的要求。“重组功能”也是继电保护技术的一项重大突破。构建“高智商”继电保护系统，实现“智能电网”自愈自愈是电网继电保护的最高境界。“智能电网”通过“自愈”而达到“坚强”。因此，实现电网自愈，是继电保护工作者的光荣使命。
“自愈”首先要求更新观念。智能电网的“自愈”要求构建“高智商”继电保护系统，在电网系统未发生问题之前预先对电网各部分进行自适应分析判断，防范于未然，尽可能使其自愈，把损失减到最小。因此对理论及实践水平提出很高要求。多智能体系统是分布式人工智能研究的一个重要分支，其目标是将大的复杂系统建造成小的、彼此相互通信及协调的、易于管理的系统，它具有自治、协调和分布等特性。
目前流行的基于多Agent技术的输电线路保护系统，由组织层Agent、协调层Agent和执行层Agent构成，各Agent通过变电站之间的光纤通信网进行通信，实时交换各侧保护的动作信息，以便判断故障发生的范围，从而决定相关断路器是否需要跳闸。该保护系统相比于电流保护和距离保护具有全线速动的优点，相比于纵联保护具有节约专用通道投资的优点。
5结论
实现继电保护专业人员的第二次“解放”。继电保护人工智能状态检修辅助决策系统有机结合了状态检修与大数据、互联网+技术，在依托改造后的生产管理系统（PMS）继电保护设备周期管理模块的基础上，可实现继电保护巡检管理
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