，， ，

(1.新疆大學(xué)電氣工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830047；2. 國(guó)網(wǎng)新疆電力調(diào)度通信中心，新疆 烏魯木齊 83002；3. 國(guó)網(wǎng)新疆電力公司檢修公司，新疆 烏魯木齊 830002)

0 引 言

隨著對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化要求的不斷提高，作為其中重要部分的繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。目前，中國(guó)大部分省網(wǎng)公司都建立了繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)為繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置提供了統(tǒng)一的分析平臺(tái),有利于調(diào)度部門(mén)迅速掌握電網(wǎng)實(shí)際故障狀況以及繼電保護(hù)動(dòng)作行為，及時(shí)分析電網(wǎng)事故、迅速做出正確判斷進(jìn)行事故處理并快速恢復(fù)系統(tǒng)。同時(shí)有助于掌握繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行狀況，有效地分析繼電保護(hù)動(dòng)作行為，提高調(diào)度管理及運(yùn)維水平[1]。在對(duì)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)普及應(yīng)用的同時(shí)，對(duì)其在電力系統(tǒng)中的深化應(yīng)用逐漸成為人們關(guān)心的另一個(gè)方面?？梢?jiàn)深化應(yīng)用不僅是對(duì)智能電網(wǎng)發(fā)展的契合，更是對(duì)調(diào)度人員處理相關(guān)問(wèn)題的有力幫助。

1 發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng) (supervisory control and data acquisition，SCADA)技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展階段。繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)已經(jīng)普遍地應(yīng)用于國(guó)內(nèi)高電壓等級(jí)電網(wǎng)中，功能也越來(lái)越豐富，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和配置發(fā)生了很大的變化。在繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)建設(shè)初期還存在著多種問(wèn)題，例如數(shù)據(jù)共享交互不完善、工作站維護(hù)過(guò)于頻繁、規(guī)約和接口不統(tǒng)一等，隨著對(duì)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)功能的不斷完善，上述問(wèn)題得到了有針對(duì)性的解決。建立覆蓋區(qū)域更廣泛的信息站內(nèi)網(wǎng)，統(tǒng)一信息傳輸形式，有利于數(shù)據(jù)的廣泛共享。繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)嵌入到現(xiàn)代調(diào)度管理當(dāng)中，不同的站點(diǎn)由不同的調(diào)度層級(jí)負(fù)責(zé)，大大提高了故障處理的效率。由文獻(xiàn)[12]得知，經(jīng)過(guò)對(duì)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)軟件和硬件的改造，繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)在日常運(yùn)行當(dāng)中已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)比較合理規(guī)范的工作模式。

隨著智能電網(wǎng)的提出和發(fā)展，對(duì)當(dāng)前的繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)提出了更高的要求，提高故障的處理速度，降低電力系統(tǒng)故障發(fā)生率是建立堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的必然要求。所以對(duì)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展提出了新的要求，從數(shù)據(jù)的可視化展示到數(shù)據(jù)信息專(zhuān)家系統(tǒng)的建立都在不斷的賦予繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)以新的功能。

2 定義及組成結(jié)構(gòu)

2.1 定義

繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)是電力系統(tǒng)下的一個(gè)子系統(tǒng)用以處理各種故障信息，并兼有分析判斷功能。文獻(xiàn)[13]指出電力繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)采集電力系統(tǒng)中各繼電保護(hù)裝置和故障錄波器的實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)運(yùn)行、故障和配置信息, 進(jìn)行故障分析和處理、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視和配置信息管理, 是現(xiàn)代電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的重要組成部分。文獻(xiàn)[14]指出繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)是為了提高電網(wǎng)調(diào)度信息化、智能化，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)繼電保護(hù)和錄波裝置的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視及電網(wǎng)故障后的及時(shí)診斷，是電網(wǎng)調(diào)度迅速掌握故障時(shí)的保護(hù)動(dòng)作行為。文獻(xiàn)[15]指出繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)主要對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行監(jiān)視、控制和管理；提供為保護(hù)裝置服務(wù)的計(jì)算、分析手段;并對(duì)保護(hù)裝置產(chǎn)生的信息進(jìn)行綜合分析和利用。以往的文章對(duì)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的定義大多是從功能出發(fā)，敘述了它在電力系統(tǒng)中的作用，并沒(méi)有給出明確定義。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作，并結(jié)合常規(guī)以及智能化變電站繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行工況，這里給出如下定義：繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)是在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化概念的基礎(chǔ)之上提出的，是對(duì)電力系統(tǒng)故障情況的一種處理措施并收集故障及控制操作信息向上級(jí)傳輸。

現(xiàn)代應(yīng)用中的繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)還兼有信息分析處理等功能，且不斷的被賦予新的功能，使之更加完善。繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)從概念上分為兩部分：一部分是安裝在一次設(shè)備上的各種繼電保護(hù)裝置；另一部分是基于自動(dòng)化對(duì)故障信息的采集，通過(guò)傳輸線(xiàn)路的傳送，由中心調(diào)度對(duì)故障信息進(jìn)行分析處理并下達(dá)管理信息。建設(shè)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的意義不僅僅停留在對(duì)保護(hù)動(dòng)作報(bào)告和故障錄波文件的信息搜集和分類(lèi)管理,更重要的是能夠及時(shí)準(zhǔn)確分析保護(hù)動(dòng)作行為,大大提高信息和故障綜合分析處理能力,并通過(guò)對(duì)變電站故障信息的綜合分析,使調(diào)度部門(mén)可以及時(shí)、快速了解電網(wǎng)故障情況,并進(jìn)行事故分析、故障定位等,以做出正確的分析和決策,從而確保電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 組成結(jié)構(gòu)

理解繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)是理解系統(tǒng)功能定義和提出深化應(yīng)用的前提基礎(chǔ)，繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)從提出到現(xiàn)在逐漸發(fā)生著變化，在不同的變化當(dāng)中可以看出，繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的功能分級(jí)管理更加地明確，新設(shè)備接入系統(tǒng)越來(lái)越自如，系統(tǒng)更加的完善。但是繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的本質(zhì)功能并沒(méi)有隨著這一切的變化而偏離。反而，新增加的功能是對(duì)基本功能的補(bǔ)充和完善。文獻(xiàn)[16]對(duì)電網(wǎng)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)做介紹的同時(shí)，只是把整個(gè)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)簡(jiǎn)單的分為子站和廣義上的主站，然后分別討論了子站與主站的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。文獻(xiàn)[17]中同樣指出繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上分為主站與子站，并指出主站隸屬于中心調(diào)度，子站是各個(gè)場(chǎng)站的統(tǒng)稱(chēng)。文獻(xiàn)[13]指出繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)由主站、輔站和子站組成，但并沒(méi)有指出各個(gè)環(huán)節(jié)與整個(gè)調(diào)度的嵌入關(guān)系。

繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)是依托電力系統(tǒng)調(diào)度而建立起來(lái)的，所以繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與電力調(diào)度方式密不可分。繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)就是嵌入到調(diào)度模式中的一個(gè)子系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)中心調(diào)度、地調(diào)以及各個(gè)場(chǎng)站，分層分區(qū)域管理。繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)由中心站、輔助站和子站組成，每個(gè)站點(diǎn)都由硬件設(shè)備和軟件分析輔助設(shè)備構(gòu)成，子站偏向于現(xiàn)場(chǎng)變電站實(shí)時(shí)監(jiān)控，數(shù)據(jù)的在線(xiàn)采集以及場(chǎng)站人員對(duì)中心站和輔助站命令的執(zhí)行；輔助站主要負(fù)責(zé)自己所屬地區(qū)場(chǎng)站上傳數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析處理、日常監(jiān)控和緊急情況處理等任務(wù)；中心站負(fù)責(zé)自己管轄場(chǎng)站的日常監(jiān)控和緊急情況處理，同時(shí)還負(fù)責(zé)各個(gè)子站以及輔助站上傳的各類(lèi)信息分析處理，并對(duì)故障處理或者日常調(diào)整決定下發(fā)到各個(gè)子站及輔助站，對(duì)整個(gè)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的運(yùn)行起到系統(tǒng)把握作用。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

依托電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化對(duì)該系統(tǒng)分層、分級(jí)的結(jié)構(gòu)，有利于明確各個(gè)層級(jí)所負(fù)責(zé)的中心任務(wù)。對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行而言，使各個(gè)負(fù)責(zé)單位明確自己的職責(zé)能夠更加高效地解決發(fā)生的問(wèn)題，提高對(duì)突發(fā)事件的處理能力，從而降低個(gè)別故障引起的對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的沖擊和影響。

3 功能定義

繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)能夠提供強(qiáng)有力的事故處理措施，保證較高的安全水平。在滿(mǎn)足電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化為主要任務(wù)的前提下，提出了繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)新的功能要求。

(1)圖形顯示功能

中心站主機(jī)可顯示全網(wǎng)地理接線(xiàn)圖，通過(guò)點(diǎn)擊地理接線(xiàn)圖中任一變電站可調(diào)出該變電站的主接線(xiàn)圖及保護(hù)、錄波裝置的配置圖，點(diǎn)擊任一裝置即可調(diào)出該裝置的歷史數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障，有報(bào)告?zhèn)鞯街行恼緯r(shí)，變電站主接線(xiàn)圖中有明顯標(biāo)志自動(dòng)顯示故障報(bào)告的存在。圖形具有方便的編輯功能，如添加、刪除設(shè)備等。

(2)故障信息的管理統(tǒng)計(jì)功能

繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)不僅需要獲取在線(xiàn)運(yùn)行裝置的故障信息、運(yùn)行狀態(tài)、開(kāi)關(guān)動(dòng)作情況以及趨勢(shì)(即將形成什么動(dòng)作狀態(tài))和其他一次設(shè)備的操作信息，而且需要對(duì)二次設(shè)備的運(yùn)行情況、錄波狀態(tài)以及其他信息進(jìn)行收集、分析。對(duì)于信息不足或不能夠獲取足夠的有用信息進(jìn)行分析時(shí)，利用已有的數(shù)據(jù)庫(kù)和模型，結(jié)合現(xiàn)有少量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。對(duì)系統(tǒng)的故障做出接近準(zhǔn)確的判斷，把因分析錯(cuò)誤而引起的二次系統(tǒng)沖擊降低到最小。對(duì)于大型網(wǎng)絡(luò)，由于設(shè)備眾多，提供給主站的信息過(guò)于繁雜時(shí)，中心站利用信息綜合，結(jié)合已有模型、數(shù)據(jù)庫(kù)和以往典型故障類(lèi)型，對(duì)海量信息進(jìn)行篩選，來(lái)減少調(diào)度人員的工作量，能夠及時(shí)準(zhǔn)確地找出有用的信息，對(duì)發(fā)生的故障進(jìn)行有效的分析。

對(duì)于存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行多種方式的標(biāo)示，例如按照單位、廠(chǎng)站、線(xiàn)路名、開(kāi)關(guān)號(hào)、保護(hù)及錄波裝置型號(hào)等，便于調(diào)取和查詢(xún)。同時(shí)系統(tǒng)軟件具備與辦公軟件相兼容，方便調(diào)度人員對(duì)數(shù)據(jù)的管理操作。

(3)報(bào)警功能和信息發(fā)布功能

繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的報(bào)警功能是對(duì)故障已經(jīng)發(fā)生或者超越安全控制線(xiàn)的一種提示。分為現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警和主、輔站的系統(tǒng)報(bào)警，分別提醒現(xiàn)場(chǎng)操作人員以及終端管理人員系統(tǒng)所處的危險(xiǎn)境況。信息發(fā)布功能既是對(duì)當(dāng)前發(fā)生故障信息的一個(gè)在線(xiàn)發(fā)布，也是對(duì)訂購(gòu)信息再處理分析結(jié)果的發(fā)布。

4 深化應(yīng)用

4.1 數(shù)據(jù)的可視化處理

繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)涉及的信息量非常龐大，這些信息大致可以分為：保護(hù)裝置的運(yùn)行信息、保護(hù)動(dòng)作信息、保護(hù)定值信息、保護(hù)錄波信息、網(wǎng)絡(luò)通道信息、保護(hù)開(kāi)關(guān)量信息等。不同種類(lèi)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類(lèi)顯示，已不能滿(mǎn)足操作人員對(duì)于效率的追求，而且隨著數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的不斷發(fā)展，使其在繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)信息顯示中的應(yīng)用成為發(fā)展趨勢(shì)。

傳統(tǒng)的繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)信息圖示化包含了簡(jiǎn)單的圖形功能。圖形維護(hù)模塊能繪制各種簡(jiǎn)單圖形，在繪制普通圖形的基礎(chǔ)上通過(guò)組合的方式能形成各種保護(hù)設(shè)備、母線(xiàn)、變壓器、線(xiàn)路、開(kāi)關(guān)、電抗器等圖元，用來(lái)形象地顯示電氣元件。數(shù)據(jù)的可視化在包含傳統(tǒng)數(shù)據(jù)圖示化的基礎(chǔ)上更加直觀、形象地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)；挖掘、突出呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性；增強(qiáng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的藝術(shù)效果，符合審美；實(shí)現(xiàn)用戶(hù)與數(shù)據(jù)的交互、增強(qiáng)用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)的控制。

數(shù)據(jù)的可視化在繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)中的應(yīng)用以簡(jiǎn)潔、易懂、省時(shí)高效的方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容并理解數(shù)據(jù)含義為目的，最終滿(mǎn)足調(diào)度人員的需求。數(shù)據(jù)的可視化技術(shù)在繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)信息處理中的高級(jí)應(yīng)用以3方面來(lái)闡述：①呈現(xiàn)多維混搭信息的可視化應(yīng)用，結(jié)合存儲(chǔ)模塊對(duì)故障信息的發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)和故障的類(lèi)型進(jìn)行多維混搭呈現(xiàn)，可提高分析對(duì)比時(shí)間；②揭示數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)趨勢(shì)的可視化應(yīng)用，可對(duì)調(diào)度人員在使用數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用分析時(shí)前后不同時(shí)刻頻繁瀏覽的數(shù)據(jù)類(lèi)型自動(dòng)關(guān)聯(lián)呈現(xiàn)，并且提供手動(dòng)選擇和刪除數(shù)據(jù)類(lèi)型關(guān)聯(lián)呈現(xiàn)；③可記憶數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用，把調(diào)度人員對(duì)某些數(shù)據(jù)的分析進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作記憶起來(lái)，并用不同于初始的呈現(xiàn)方式在原始數(shù)據(jù)中顯示出來(lái)。對(duì)下一次分析提供幫助。數(shù)據(jù)的可視化展示見(jiàn)圖2。

圖2 數(shù)據(jù)的可視化展示

數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在系統(tǒng)中的應(yīng)用極大地提高了調(diào)度人員分析檢測(cè)系統(tǒng)的工作效率，也是兩個(gè)不斷發(fā)展的科學(xué)技術(shù)很好的耦合，并且發(fā)揮了新的作用。

4.2 采集信息的深入挖掘與應(yīng)用

繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)所采集的信息作為電力系統(tǒng)中信息的一部分，對(duì)其深入的價(jià)值挖掘以及應(yīng)用顯得越加重要。需要對(duì)其采集信息進(jìn)行如下的深入挖掘與應(yīng)用。

(1)利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)新能源發(fā)電模型進(jìn)行優(yōu)化

新能源并網(wǎng)發(fā)電有別于傳統(tǒng)的火電和水電，具有相同的特點(diǎn)就是終端能源消耗的不可控性，從而對(duì)系統(tǒng)的故障特性帶來(lái)了新的問(wèn)題。

由繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)采集的各個(gè)風(fēng)電廠(chǎng)、光伏電廠(chǎng)的故障信息進(jìn)行綜合篩選，反饋給研究人員，利用這些實(shí)測(cè)的信息，結(jié)合試驗(yàn)?zāi)M仿真，對(duì)等值風(fēng)電廠(chǎng)、光伏電廠(chǎng)模型進(jìn)行優(yōu)化，使其更加真實(shí)地反應(yīng)實(shí)際電廠(chǎng)特性。利用改進(jìn)的模型對(duì)新能源電廠(chǎng)進(jìn)行分析和模擬，能夠起到對(duì)故障的預(yù)判作用。試驗(yàn)仿真信息再次與繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)反饋的有用信息相比較，進(jìn)一步對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化，依此循環(huán)，能夠形成一個(gè)比較準(zhǔn)確的模型，提供對(duì)系統(tǒng)的分析準(zhǔn)確性。

(2)利用故障分析結(jié)構(gòu)進(jìn)行故障反演

繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)信息的采集，生產(chǎn)報(bào)告?zhèn)鬏數(shù)秸{(diào)度中心，經(jīng)過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)的分析，對(duì)故障過(guò)程及結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確再現(xiàn)，為相關(guān)從業(yè)人員的培訓(xùn)提供了很好的素材。對(duì)已完成分析的典型故障類(lèi)型，進(jìn)行整理、總結(jié)形成故障反演的培訓(xùn)資料。在此資料中可以進(jìn)行故障展示，從保護(hù)動(dòng)作的再現(xiàn)結(jié)合所導(dǎo)致的后果，分析得出故障產(chǎn)生的原因。

故障反演整體設(shè)計(jì)過(guò)程包括如下步驟。

圖3 故障反演結(jié)構(gòu)圖

主要元件的建模和仿真數(shù)據(jù)的輸入所需要的數(shù)據(jù)，采用實(shí)際系統(tǒng)提供的參數(shù)，對(duì)于系統(tǒng)不能夠提供的數(shù)據(jù)，參考典型數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充。

生動(dòng)的故障反演不僅能使受培訓(xùn)人員對(duì)故障有更加清晰的認(rèn)識(shí)，而且能夠加深對(duì)于故障的理解，從根本上杜絕故障再次發(fā)生時(shí)的誤操作。

4.3 專(zhuān)家系統(tǒng)的優(yōu)化

繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的深化應(yīng)用除了對(duì)于信息的再利用之外，還有新型功能的開(kāi)發(fā)。在繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)信息分析層面，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)分析功能的專(zhuān)家分析系統(tǒng)有著重要的實(shí)用意義。

專(zhuān)家系統(tǒng)是繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)各個(gè)功能模塊中的高級(jí)應(yīng)用。故障分析專(zhuān)家系統(tǒng)是一種基于規(guī)則和事例的智能計(jì)算機(jī)程序，它利用知識(shí)庫(kù)和預(yù)設(shè)推理結(jié)構(gòu)完成邏輯分析判斷，求解涉及專(zhuān)業(yè)知識(shí)的高難度問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)問(wèn)題智能化處理，是現(xiàn)代分析軟件升級(jí)應(yīng)用的一種趨勢(shì)化嵌入模塊。

故障分析專(zhuān)家系統(tǒng)作為繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用核心內(nèi)容，它是對(duì)子站上傳信息的一種智能分析，信息的上傳采用中心站向子站對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行訂購(gòu)，保護(hù)系統(tǒng)中的任何一個(gè)信息都可以成為被訂購(gòu)對(duì)象，同樣主站也可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)訂購(gòu)，直接訂購(gòu)某一種或幾種類(lèi)型的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)擇優(yōu)選取。專(zhuān)家系統(tǒng)的加入為繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的模塊組成結(jié)構(gòu)注入了新的定義，由信號(hào)采集與存儲(chǔ)模塊、電網(wǎng)故障觸發(fā)模塊和故障綜合分析模塊組成。結(jié)合這種模塊組成結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的信息篩選做法是把信息的篩選功能賦予了故障綜合分析模塊當(dāng)中，讓故障綜合分析模塊執(zhí)行有用數(shù)據(jù)篩選的分析判斷。這樣延誤了故障分析處理的時(shí)間，而且不能夠自定義多種信息選取方式，單純地依據(jù)所要分析的故障進(jìn)行篩選，會(huì)導(dǎo)致有用信息依然沒(méi)被篩選處理單獨(dú)存儲(chǔ)、或者有用信息在特定的故障分析中被無(wú)用化而刪除。而且傳統(tǒng)的信息甄別篩選條件太過(guò)固定且單一，容易漏選重要信息。

為此提出了在電網(wǎng)故障觸發(fā)模塊之后加入信息篩選模塊。信息篩選模塊是信息的智能化分析處理模塊，為故障綜合分析模塊的信息處理提供所需信息匹配供應(yīng)。在系統(tǒng)正常情況：采用按需求上傳指定信息。在系統(tǒng)故障情況下，能及時(shí)上傳故障簡(jiǎn)要信息，包括故障發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、類(lèi)型等基本故障信息。簡(jiǎn)要信息還應(yīng)該包含詳細(xì)內(nèi)容的鏈接，如果調(diào)度人員對(duì)簡(jiǎn)報(bào)的某個(gè)信息的詳細(xì)內(nèi)容感興趣，通過(guò)點(diǎn)擊能夠在短時(shí)間內(nèi)獲取相關(guān)信息，從而提高了繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的實(shí)用化。信息篩選模塊可以根據(jù)用戶(hù)的要求設(shè)置數(shù)據(jù)信息上傳的優(yōu)先級(jí)，還可以設(shè)置不同的接口以應(yīng)對(duì)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)中安裝的不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的不同通信協(xié)議的設(shè)備。信息篩選模塊對(duì)存儲(chǔ)模塊還應(yīng)該有反饋功能，對(duì)分析過(guò)后的數(shù)據(jù)組別中無(wú)用信息范疇打包反饋給存儲(chǔ)模塊，以便于存儲(chǔ)模塊對(duì)無(wú)用信息及時(shí)刪除，釋放存儲(chǔ)空間。加入信息篩選模塊后故障綜合分析流程如圖4。

故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)是將專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)用到故障診斷之中,可以利用領(lǐng)域知識(shí)和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)提高故障診斷的效率。故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)在繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)中的應(yīng)用是依據(jù)分析人員預(yù)設(shè)的規(guī)則或形成的模型對(duì)上傳的保護(hù)信息進(jìn)行預(yù)想分析，分析過(guò)程還可以加入智能的并行分析，來(lái)提高分析速度，從而提高工作人員的研究效率。

在故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)保護(hù)信息分析完成之后，進(jìn)一步增加系統(tǒng)的功能，使其能夠自動(dòng)對(duì)描述數(shù)據(jù)特性的信息產(chǎn)生報(bào)告。

圖4 故障綜合分析流程

4.4 繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)與EMS的融合

能量管理系統(tǒng)(EMS)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代電力系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，主要針對(duì)發(fā)電和輸電系統(tǒng)，用于大區(qū)級(jí)電網(wǎng)和省級(jí)電網(wǎng)的調(diào)度中心。EMS的信息化，即能夠精確高效地集成、共享和利用各類(lèi)信息,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)及設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和電網(wǎng)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度，和智能電網(wǎng)對(duì)EMS精確優(yōu)化的事故預(yù)測(cè)功能的要求，為繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)和EMS的融合提高了天然的切入點(diǎn)。

繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)與EMS的融合能夠強(qiáng)化繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的基本功能，EMS是一個(gè)相對(duì)成熟的平臺(tái)，可以為繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持；EMS還提供了強(qiáng)大的在線(xiàn)圖形顯示功能，可以及時(shí)準(zhǔn)確地查看到故障發(fā)生地點(diǎn)附近其他設(shè)備的運(yùn)行情況；EMS具有完備功能全面、設(shè)計(jì)周密的各種公共服務(wù),包括圖形管理工具、報(bào)表工具、權(quán)限服務(wù)、告警服務(wù)、web服務(wù)和系統(tǒng)管理等等。集成繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)可直接利用這些成熟的公共服務(wù)功能,既避免了大量重發(fā)開(kāi)發(fā)的工作,又更能滿(mǎn)足用戶(hù)的使用習(xí)慣。

繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)和能量管理系統(tǒng)的相互交互可以體現(xiàn)在如下兩個(gè)方面。

(1)信息交互。繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)把故障信息傳輸給EMS，使智能調(diào)度與輔助決策系統(tǒng)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理，協(xié)助調(diào)度員對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行更合理的調(diào)度以提高輸電效率、電能質(zhì)量及處理事故的能力。電力系統(tǒng)中某處發(fā)生故障，繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)采集的信息上傳專(zhuān)家系統(tǒng)，與此同時(shí)，EMS把故障處附近的線(xiàn)路、變壓器等設(shè)備的電氣信息傳輸給繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)，以輔助專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)故障進(jìn)行分析，提高分析判斷故障的準(zhǔn)確性。

(2)預(yù)報(bào)警功能。繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)采集的故障信息，一方面可以為EMS提供準(zhǔn)確的故障定位，讓調(diào)度人員迅速作出決策，避免已發(fā)生故障擴(kuò)大的連鎖反應(yīng)，把故障影響降到最低；另一方面，由于繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)是專(zhuān)業(yè)的故障分析系統(tǒng)，對(duì)電力系統(tǒng)中已發(fā)生的故障有準(zhǔn)確判斷作用，繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)和EMS的融合之后，解決了電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，EMS在系統(tǒng)故障發(fā)生后會(huì)將所有報(bào)警信息不加處理地提供運(yùn)行人員,數(shù)以萬(wàn)計(jì)的數(shù)據(jù)涌入調(diào)度控制中心,并且還經(jīng)常會(huì)伴隨誤報(bào)警的現(xiàn)象，幫助調(diào)度人員做出正確的故障處理決策。

5 結(jié) 論

分析研究了繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的系統(tǒng)原理、組成結(jié)構(gòu)、功能以及一些規(guī)范化的應(yīng)用。未來(lái)電網(wǎng)中接入的場(chǎng)站越來(lái)越多，面對(duì)不斷增加的場(chǎng)站帶來(lái)的龐大信息量分別提出了三方面的建議：首先，針對(duì)大量信息的存儲(chǔ)和便于調(diào)用，提出了增加信息篩選模塊；其次，基于數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)形式，提出了繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)信息的可視化應(yīng)用，提高可讀性、更對(duì)相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)模塊和頻繁交互瀏覽的數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行綜合呈現(xiàn)、智能化組合；最后，對(duì)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)與能量管理系統(tǒng)的融合可能性、優(yōu)越性以及結(jié)合的切入點(diǎn)進(jìn)行了分析探討。所提出的基于繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的深化應(yīng)用，是結(jié)合實(shí)際問(wèn)題提出的可行性解決方案，對(duì)解決此類(lèi)實(shí)際問(wèn)題提供了一種思路，有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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