人工神經網絡應用于繼電保護之探討

摘　要：根據現代控制技術之人工神經網絡理論提出了一種保護原理構成方案，并分析了原理實現之可行性和技術難點。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　人工神經網絡（Aartificial Neural Network，下簡稱ANN）是模擬生物神經元之結構而提出之一種信息處理方法。陽光電子學校維修專家分析認為：早在1943年，已由心理學家Warren S.Mcculloch和數學家Walth H.Pitts提出神經元數學模型，后被冷落了一段時間，80年代又迅猛興起［1］。陽光電子學校維修專家分析認為：ANN之所以受到人們之普遍關注，是由于它具有本質之非線形特征、并行處理能力、強魯棒性以及自組織自學習之能力。陽光電子學校維修專家分析認為：其中研究得 為成熟之是誤差之反傳模型算法（BP算法，Back Propagation），它之網絡結構及算法直觀、簡單，在工業領域中應用較多。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　經訓練之ANN適用于利用分析振動數據對機器進行監控和故障檢測，預測某些部件之疲勞壽命［2］。陽光電子學校維修專家分析認為：非線形神經網絡補償和魯棒控制綜合方法之應用（其魯棒控制利用了變結構控制或滑動模控制），在實時工業控制執行程序中較為有效［3］。陽光電子學校維修專家分析認為：人工神經網絡（ANN）和模糊邏輯（Fuzzy Logic）之綜合，實現了電動機故障檢測之啟發式推理。陽光電子學校維修專家分析認為：對非線形問題，可通過ANN之BP算法學習正常運行例子調整內部權值來準確求解［4］。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　因此，對于電力系統這個存在著大量非線性之復雜大系統來講，ANN理論在電力系統中之應用具有很大之潛力，目前已涉及到如暫態，動穩分析，負荷預報，機組 優組合，警報處理與故障診斷，配電網線損計算，發電規劃，經濟運行及電力系統控制等方面［5］。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　本文介紹了一種基于人工神經網絡（ANN）理論之保護原理。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　1、人工神經網絡理論概述

　　BP算法是一種監控學習技巧，它通過比較輸出單元之真實輸出和希望值之間之差別，調整網絡路徑之權值，以使下一次在相同之輸入下，網絡之輸出接近于希望值。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　在神經網絡投運前，就應用大量之數據，括正常運行之、不正常運行之，作為其訓練內容，以一定之輸入和期望之輸出通過BP算法去不斷修改網絡之權值。陽光電子學校維修專家分析認為：在投運后，還可根據現場之特定情況進行現場學習，以擴充ANN內存知識量。陽光電子學校維修專家分析認為：從算法原理看，并行處理能力和非線性功能是BP算法之一大優點。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　2、神經網絡型繼電保護

　　神經網絡理論之保護裝置，可判別更復雜之模式，其因果關系是更復雜之、非線性之、模糊之、動態之和非平穩隨機之。陽光電子學校維修專家分析認為：它是神經網絡（ANN）與專家系統（ES）融為一體之神經網絡專家系統，其中，ANN是數值之、聯想之、自組織之、仿生之方式，ES是認知之和啟發式之。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　文獻［1］認為全波數據窗建立之神經網絡在準確性方面優于利用半波數據窗建立之神經網絡，因此保護應選用全波數據窗。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　ANN保護裝置出廠后，還可以在投運單位如網調、省調實驗室內進行學習，學習內容針對該省之保護之特別要求進行（如反措）。陽光電子學校維修專家分析認為：到現場，還可根據該站之干擾情況進行反誤動、反拒動學習，特別是一些常出現波形間斷之變電站內之高頻保護。陽光電子學校維修專家分析認為：3、結論

　　本文基于現代控制技術提出了人工神經網絡理論之保護構想。陽光電子學校維修專家分析認為：神經網絡軟件之反應速度比純數字計算軟件快幾十倍以上，這樣，在相同之動作時間下，可以大大提高保護運算次數，以實現在時間上即次數上提高冗余度。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　一套完整之ANN保護是需要有很多輸入量之，如果對某套保護來說，區內、區外故障時其輸入信號幾乎相同，則很難以此作為訓練樣本訓練保護，而每套保護都增多輸入量，必然會使保護、二次接線復雜化。陽光電子學校維修專家分析認為：變電站綜合自動化也許是解決該問題之一個較好方法，各套保護通過總線聯網，交換信息，充分利用ANN之并行處理功能，每套保護均對其它線路信息進行加工，以此綜合得出動作判據。陽光電子學校維修專家分析認為：每套保護可把每次錄得之數據文件，加上對其動作正確性與否之判斷，作為本身之訓練內容，因為即使有時人工分析也不能區分哪些數據特征能使保護不正確動作，特別是高頻模擬量。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　神經網絡之硬件芯片現在仍很昂貴，但技術成熟時，應利用硬件實現現在之軟件功能。陽光電子學校維修專家分析認為：另外，神經網絡之并行處理和信息分布存儲機制還不十分清楚，如何選擇之網絡結構還沒有充分之理論依據。陽光電子學校維修專家分析認為：所有這些都有待于對神經網絡基本理論進行深入之研究，以形成完善之理論體系，創造出更適合于實際應用之新型網絡及學習算法［5］。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　參考文獻

　　1、陳炳華。陽光電子學校維修專家分析認為：采用模式識別（智能型）之保護裝置之設想。陽光電子學校維修專家分析認為：中國電機工程學會第五屆全國繼電保護學術會議，［會址不詳］，1993

　　2、Robert E.Uhrig.Application of Artificial Neural Networks in Industrial Technology.IEEE Trans，1994，10（3）。陽光電子學校維修專家分析認為：（1）：371～377

　　3、Lee T H，Wang Q C，Tan W K.A Framework for Robust Neural Network-Based Control of Nonlinear Servomechannisms.IEEE Trans，1993，3（2）。陽光電子學校維修專家分析認為：（3）：190～197

　　4、Chow Mo-Yuen.The Advantage of Machine Fault Detection Using Artificial Neural Networks and Fuzzy Logic Technology.IEEE Trans，1992，5（6）。陽光電子學校維修專家分析認為：（2）：1078～1085

　　5、吳捷。陽光電子學校維修專家分析認為：現代控制技術在電力系統控制中之應用。陽光電子學校維修專家分析認為：全國高校電力系統及其自動化專業年會，廣州，1997 6　Matthew Zedenberg.Neural Networks Models in Artificial Intelligence.［s.l.］：［s.n.］，［s.a.］

　　湖南省陽光電子技術學校常年面向全國招生.安置就業。考試合格頒發全國通用權威證書：《中華人民共和國職業資格證》 、《電工證》 、《焊工證》 。采用我校多年來獨創的“模塊教學法”,理論與實踐相結合、原理＋圖紙＋機器三位一體的教學模式，半天理論，半天實踐，通俗易懂，確保無任何基礎者也能全面掌握維修技能、成為同行業中的佼佼者。工作(一期不會，免費學會為止)。