徐福兵 高 健

（南京南瑞繼保電氣有限公司 江蘇省南京市 211102）

淺析繼電保護多信息融合處理技術(shù)

徐福兵 高 健

（南京南瑞繼保電氣有限公司 江蘇省南京市 211102）

近年來，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展步伐不斷加快，我國電網(wǎng)規(guī)模在日益增大的同時，也對我國電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性提出了更高的標準與要求?，F(xiàn)階段，傳統(tǒng)的繼電保護已經(jīng)越來越難以滿足日益增長的用電需求，多信息融合處理技術(shù)的興起與發(fā)展成為繼電保護更新升級的新方向。本文針對多信息融合技術(shù)應(yīng)用，簡要論述了繼電保護中多信息融合處理技術(shù)的優(yōu)勢，并探討了繼電保護多信息融合處理技術(shù)的實際應(yīng)用。

繼電保護；多信息融合；技術(shù)綜述；應(yīng)用

當前，大電網(wǎng)、大機組、大容量、超高壓的電力系統(tǒng)籌建已成為我國電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的大趨勢，更加經(jīng)濟化、穩(wěn)定化、安全化、可靠化是我國電網(wǎng)規(guī)劃及發(fā)展所追求的目標。繼電保護多信息融合處理技術(shù)的推廣和普及，是我國電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的必然要求，分析研究繼電保護多信息融合處理技術(shù)的合理應(yīng)用，對于我國的電網(wǎng)建設(shè)的持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

1 多信息融合技術(shù)綜述

1.1 定義

多信息融合技術(shù)是一種全新的信息處理發(fā)展方向，主要是指利用多個傳感器在同一系統(tǒng)對一類問題進行分析處理。當前各領(lǐng)域?qū)θ诤线@一概念均有涉及，其研究的內(nèi)容與成果廣泛多樣，從本質(zhì)上講，多信息融合是一個籠統(tǒng)的概念，學(xué)術(shù)界尚為有統(tǒng)一的定義。依據(jù)本文探討的應(yīng)用領(lǐng)域，參考國內(nèi)外的研究成果，可將多信息融合處理技術(shù)定義為：基于特定的規(guī)則下，利用計算機技術(shù)綜合并分析多個傳感器中按照時間順序采集的觀測信息，并將其用于實現(xiàn)范圍內(nèi)的估算任務(wù)和決策問題的信息處理過程。

1.2 融合層次

多信息融合被由低到高分為三種不同層次的融合：數(shù)據(jù)層信息融合（原始數(shù)據(jù)的融合）、特征層融合（原始數(shù)據(jù)中特征信息的提取及融合）、決策層融合（針對具體問題，利用特征層融合結(jié)果對其進行分析、融合及決策）。

1.3 基本融合方法

（1）基于信息論的融合方法。信息熵法、表決法、模板法等都可被視作基于信息論的融合方法。這類融合方法，在進行目標識別時依靠的是目標身份與觀測參數(shù)之間的映射關(guān)系，不需要通過統(tǒng)計的方式，對隨機形式的觀測數(shù)據(jù)進行直接模擬。

（2）基于認識模型的融合方法。過程模型識別通過對人類進行模仿，并對若干傳感器（四肢、鼻、眼、耳等）數(shù)據(jù)進行實體辨別，這類方法被稱之為基于認識模型的融合方法，其主要包括了專家系統(tǒng)（基于知識）、邏輯計算模版法及模糊集合理論[3]。當前被大量運用于電力系統(tǒng)中的主要是專家系統(tǒng)和模糊集合理論兩種融合方法。

（3）智能信息融合?，F(xiàn)階段，智能信息融合的主要發(fā)展趨勢為AI（人工智能）技術(shù)的運用。在工程領(lǐng)域自適應(yīng)的方法是目前AI（人工智能）技術(shù)最簡單的應(yīng)用方式。同時，AI（人工智能）技術(shù)也逐步被運用于更高層次中。

2 繼電保護多信息融合處理技術(shù)的優(yōu)勢

根據(jù)功能進行劃分的傳統(tǒng)繼電保護，需將各種功能不同的保護裝置安裝于每一個電氣設(shè)備上，而在電路上每種保護裝置通常是處于相互獨立的狀態(tài)中，并擁有各自的回路，因而每一個體箱內(nèi)都只能單獨安裝設(shè)置只具備一種功能的保護裝置[1]。這導(dǎo)致現(xiàn)有的保護裝置雖然能夠?qū)σ恍┒丝谶M行繼電保護，由于實際操作中各保護裝置的相互通信聯(lián)系受到很大地限制，造成了各設(shè)備之間的保護裝置聯(lián)系不夠密切。隨著電壓等級不斷提升，傳統(tǒng)的繼電保護所起到的保護效果越來越難以滿足電力系統(tǒng)的整體需求。

多信息融合處理技術(shù)在繼電保護中的運用，電力系統(tǒng)中電氣量的反應(yīng)嚴格遵循保護原理與基礎(chǔ)，同時對電力系統(tǒng)中其他信息的參考與反應(yīng)還可以通過互聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)。在一個實際的變電站中，站內(nèi)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)也被包含于互聯(lián)網(wǎng)中。當前在變電站的綜合自動化系統(tǒng)中，光纖通信技術(shù)與計算機局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被廣泛運用，使多信息融合處理技術(shù)在繼電保護中應(yīng)用得以實現(xiàn)[2]。

多信息繼電保護的信息來源基于網(wǎng)落下，信息來源渠道十分的廣泛。一次系統(tǒng)的信息獲取與采集可通過各種傳感器獲得，這些信息被稱之為直接信息，其包括了一次系統(tǒng)中各回路的電流值、電壓值等。獲取與采集二次設(shè)備本身的工作狀態(tài)信息被稱之間接信息，其包括電壓、電流二次回路的繼電保護信息、自動裝置的運行狀態(tài)信息以及完好程度信息等。多信息融合處理技術(shù)在繼電保護中的應(yīng)用，使電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、經(jīng)濟性、可靠性、安全性都得到顯著的提升。

3 繼電保護中多信息融合處理技術(shù)的實際應(yīng)用分析

（1）對電力系統(tǒng)繼電保護中的信息融合處理技術(shù)的發(fā)展過程進行分析，可得出信息的使用、提取及發(fā)現(xiàn)，不僅是電力系統(tǒng)發(fā)展升級的必然要求，同時也是繼電保護中多信息融合處理技術(shù)關(guān)鍵的發(fā)展及研究方向。繼電保護性能不斷被提升，得益于多信息融合處理技術(shù)不斷創(chuàng)新與進步。

例如，距離繼電器利用電流電壓的信息，這個技術(shù)的系統(tǒng)影響不大于采用電流過流的保護，而差動繼電器利用兩端的電流量，在靈敏性上的效果與性能明顯好于過流保護的效果與性能，又可以將電壓電流信息引入其中，方向過流繼電器兩者可以區(qū)別正向和反向的故障。技術(shù)人員也可以根據(jù)信息數(shù)量不同對保護性能進行優(yōu)差的聯(lián)系，依靠不同的繼電保護及元件保護的標準特征，使保護性能的不同層次得到有效顯著的提升。但是繼電保護的時間性太長，對操作中發(fā)生故障后要求立刻執(zhí)行檢查動作，這個動作對于電力系統(tǒng)的正常運行有著至關(guān)重要的作用。

（2）電力系統(tǒng)對繼電保護提出了很高的可靠要求，并且在現(xiàn)在社會多信息處理技術(shù)并沒有很好發(fā)展成型的背景下，保護裝置沒有足夠的條件在系統(tǒng)出故障時達到對全部層次信息進行融合性處理。所以，通過這些問題，可以看出多信息融合技術(shù)在于繼電保護技術(shù)上的方面使用還是比較狹窄的。這之中的困難主要在于：傳統(tǒng)的信息采集方法保護仍然使用點對點的方法進行配置，也就是一個保護裝置只被一個傳感器所對應(yīng)，這個方法雖然有效，但是大大使二次負載降低了，并且使傳感器的數(shù)目龐大而繁復(fù)，將二次接線和信息采集十分復(fù)雜，各個保護裝置的信息不能夠確保其可靠性。

（3）在信息傳遞的資源共享技術(shù)方面，由于需要被傳遞的信息過多，龐大且復(fù)雜的數(shù)目，對繼電保護裝置來講是非常需要時間的。但是繼電保護裝置的時間要求非常苛刻，沒有太多剩余時間進行大量、復(fù)雜的信息傳遞，造成信息無法被繼電保護裝置及時有效處理。

（4）如今，繼電保護裝置基本上都實現(xiàn)了電腦化，電腦產(chǎn)品發(fā)展迅速，技術(shù)也日新月異，這對繼電保護裝置的數(shù)據(jù)處理及運算方面問題得到很好的解決和提高。網(wǎng)絡(luò)及通訊技術(shù)發(fā)展迅猛，在21世紀網(wǎng)絡(luò)時代到來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)被深入運用到電力系統(tǒng)中，現(xiàn)在的傳輸速度和能力，已經(jīng)能夠替繼電保護系統(tǒng)，提供便捷的通道，也能夠滿足其信息的及時處理的需求。而對于數(shù)字傳感器，能夠為確保多信息融合實現(xiàn)，將信息障礙徹底清理。數(shù)字式傳感器能夠更好優(yōu)化數(shù)字接口，并且和網(wǎng)絡(luò)科技相結(jié)合，這就改變了現(xiàn)在傳感器系統(tǒng)的連接模式，真正達到了信息的分享。

4 結(jié)合語

多信息融合處理技術(shù)作為一項處于不斷發(fā)展中的創(chuàng)新型信息處理技術(shù)，其在電力系統(tǒng)繼電保護中的應(yīng)用還需要結(jié)合其技術(shù)特點與原理不斷探索與完善，這樣才能夠真正促進我國電網(wǎng)建設(shè)不斷發(fā)展與進步，從而為我國經(jīng)濟建設(shè)健康持續(xù)發(fā)展提供有利條件與環(huán)境。

[1]張文力.繼電保護多信息融合處理技術(shù)淺析[J].民營科技，2013（07）：20.

[2]廖智賢.基于多信息融合技術(shù)的繼電保護研究[J].科技風，2012（18）：257.

[3]胡敏.信息融合技術(shù)及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D].電子科技大學(xué)，2011.

TM771

A

1004-7344（2016）24-0128-02

2016-8-9

徐福兵（1979-），男，江西廣豐人，中級工程師，本科，從事電力自動化設(shè)備營銷工作。