丁健

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司茂名供電局，廣東茂名，525000）

0 引言

針對于廣域通信特色的改善以及對廣域繼電的保護(hù)算法進(jìn)行改善，制定出與廣域電網(wǎng)相符合的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對保護(hù)區(qū)域的構(gòu)成以及其動作策略進(jìn)行深入的研究成為使得有效廣域的繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)的重要方面。

該篇文章在這個(gè)有限范圍內(nèi)的電網(wǎng)信息區(qū)域的智能保護(hù)體系的研究基礎(chǔ)之上，并與工程應(yīng)用相結(jié)合，將分布式的集中決策系統(tǒng)構(gòu)建出來，實(shí)行在標(biāo)準(zhǔn)化的通信區(qū)間方面GA智能保護(hù)的算法進(jìn)行相關(guān)的改進(jìn)研究。

1 分布式集中決策方面有關(guān)區(qū)域的智能保護(hù)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1 區(qū)域智能保護(hù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該篇文章是以變電站的集中模式來作為基礎(chǔ)，從而對一類分布式的集中決策區(qū)域的智能保護(hù)體系進(jìn)行了相關(guān)的討論，這個(gè)系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)如圖1。該系統(tǒng)是運(yùn)用著變電站的集中式，在每一個(gè)變電站的內(nèi)部來設(shè)置上智能決策的中心，用來對規(guī)定區(qū)域范圍內(nèi)電氣量和狀態(tài)信息進(jìn)行收集，經(jīng)過在GA智能保護(hù)的算法基礎(chǔ)上來對具體故障的元件進(jìn)行相關(guān)的確定，而且依照和發(fā)生故障的元件之間所連接的關(guān)系來對動作的方式做出決定。

1.2 確定標(biāo)準(zhǔn)化的通信區(qū)間

標(biāo)準(zhǔn)化的通信區(qū)間其實(shí)是表示著該區(qū)域智能的保護(hù)系統(tǒng)設(shè)置在沒個(gè)變電站的內(nèi)部智能決策的中心來對所需采集信息的范圍與信息的內(nèi)容以及類型的需要所進(jìn)行的判別。該標(biāo)準(zhǔn)化的通信區(qū)間需要確定一般要考慮到兩個(gè)方面的因素：第一，其實(shí)際通信的能力對于標(biāo)準(zhǔn)化的通信區(qū)間所具有的客觀約束的能力。伴隨著當(dāng)代在光纖通信方面的日益成熟，將光纖迂回同步數(shù)字的體系其環(huán)網(wǎng)通信的模式得以實(shí)現(xiàn)是在未來發(fā)展的必要趨勢。當(dāng)前的電力體系繼電保護(hù)的工程當(dāng)中依舊運(yùn)用著獨(dú)立脈沖的編碼調(diào)制以及SDH裝置還有直連光纖的復(fù)合架空通道，對于迂回路還沒有得到應(yīng)用。因此結(jié)合著以IEC61850數(shù)字化的變電站為基礎(chǔ)，使得站間點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸?shù)靡詫?shí)現(xiàn)依舊是現(xiàn)在社會上最為可靠有效的通信方式。第二，實(shí)現(xiàn)以GA智能保護(hù)的算法作為基礎(chǔ)而且確保性能的優(yōu)越性對于標(biāo)準(zhǔn)化的通信區(qū)間的需要。以GA故障的元件來進(jìn)行判斷作為基礎(chǔ)事實(shí)上就是對于各類電氣量以及保護(hù)元件的狀態(tài)其邏輯對應(yīng)的關(guān)系所進(jìn)行的挖掘進(jìn)程。運(yùn)用盡量多種而且和元件的狀態(tài)有著緊密聯(lián)系的電氣量，而且和現(xiàn)在各類廣域的繼電保護(hù)的原理相結(jié)合之下進(jìn)行相關(guān)的研究，能夠確保對于故障方面做出準(zhǔn)確的反映，而且還能夠保證信息之間清晰邏輯關(guān)聯(lián)。

所以，該文章所設(shè)計(jì)研究的有關(guān)分布式的集中決策區(qū)域的智能保護(hù)體系標(biāo)準(zhǔn)化的通信區(qū)間來做出下面的界定：其所進(jìn)行關(guān)注的變電站通信的范圍是和他們相鄰的所有有關(guān)的變電站，其通信的內(nèi)容涵蓋著可以使被保護(hù)的元件狀態(tài)相關(guān)的電氣量得到反映等內(nèi)容，就像是故障所發(fā)生的方向、主保護(hù)的動作、斷路器的狀態(tài)問題以及對阻抗判斷測量等多種信息。該標(biāo)準(zhǔn)化的通信區(qū)間對每個(gè)決策的中心可以識別出本站的內(nèi)部與出線的元件以及相鄰站的內(nèi)部故障元件有著決定性的作用。

1.3 后備保護(hù)域以及保護(hù)策略

實(shí)現(xiàn)區(qū)域智能的保護(hù)功能需要依靠著分布式的智能決策的中心來一起參與完成。其后備保護(hù)區(qū)域?qū)Q策中心保護(hù)控制的范圍進(jìn)行了相關(guān)的描述，還是決策的中心依照故障的元件在后備的保護(hù)域中所在的位置來對保護(hù)策略決定的根據(jù)?？紤]到相關(guān)的后備保護(hù)要求依靠故障元件其相鄰元件的保護(hù)動作來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，該后備保護(hù)區(qū)域是利用本站做為中心來延伸到相鄰的變電站以及其出線。

策略1：假如故障元件是屬于在本站的內(nèi)部，就像是母線發(fā)生故障的問題。對故障元件其所屬的本站斷路器進(jìn)行相關(guān)的搜索，用其來當(dāng)做后備的補(bǔ)跳，對上述的斷路器其相鄰所有的斷路器進(jìn)行搜索，使其當(dāng)做后備保護(hù)。

策略2：假如故障元件是屬于該站的出線元件，就像是輸電線路所發(fā)生的故障。其后備的補(bǔ)跳，該后備保護(hù)斷路器所進(jìn)行的搜索和策略1是一致的，而且把故障元件的判斷結(jié)論發(fā)送給和本站鄰近的其他站點(diǎn)。在接收到相關(guān)的通知站搜索和發(fā)送站的連接線路其所屬該站的斷路器當(dāng)做遠(yuǎn)后備。

2 以標(biāo)準(zhǔn)化的通信區(qū)間GA作為基礎(chǔ)智能保護(hù)的算法

2.1 基因的編碼

GA通常不會對問題空間參數(shù)進(jìn)行直接的處理，而是把需要進(jìn)行優(yōu)化參數(shù)來實(shí)行編碼的處理。每個(gè)智能的決策中心把標(biāo)準(zhǔn)化的通信區(qū)間其約束范圍之內(nèi)的被保護(hù)件愛編碼成二進(jìn)制數(shù)字串，在其中，0是表示著元件正處在正常的狀態(tài)，而1是表示著元件處在非正常的狀態(tài)。在計(jì)算過程結(jié)束之后再做參數(shù)解碼這個(gè)工作，就可以獲得區(qū)域的智能保護(hù)決策解。

2.2 期望函數(shù)

在期望關(guān)系當(dāng)中，其數(shù)學(xué)的表達(dá)方式就是建立起相關(guān)的期望函數(shù)，來對數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)解就像求解就是指的依據(jù)所被保護(hù)的元件來確定的保護(hù)測量的距離與故障發(fā)生的方向以及主保護(hù)的動作期望值，和在每個(gè)信息的采集終端所接收到的相關(guān)信息的最佳逼近進(jìn)程。該文章在對保護(hù)信息期望函數(shù)的構(gòu)造當(dāng)中對斷路器的失靈保護(hù)暫時(shí)沒有進(jìn)行考慮，因?yàn)楝F(xiàn)在只是有220kV與以上的變電站才會必須對其配置，而且其屬于是近后備的動作，他的信息獲取會存有一定的延時(shí)現(xiàn)象。所以在條件的允許狀況之下，再對添加相關(guān)的期望函數(shù)進(jìn)行考慮。如圖2當(dāng)中的變電站2做為所研究的對象，來對標(biāo)準(zhǔn)化的通信區(qū)間其約束之下的區(qū)域電網(wǎng)期望函數(shù)進(jìn)行構(gòu)造。

圖2 變電站2區(qū)域的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

2.3 遺傳操作以及收斂條件

在遺傳操作中有變異與交叉以及選擇這幾個(gè)操作的過程。所選擇的操作是處在種群中，用來存放一些目前所出現(xiàn)的其適應(yīng)度為最高的個(gè)體，在種群當(dāng)中其余的解運(yùn)用該“轉(zhuǎn)輪方法”來選出。

算法是在隨機(jī)所產(chǎn)生的最初種群里出發(fā)，實(shí)行遺傳的操作程序，在收斂條件得到滿足時(shí)就將結(jié)束運(yùn)行，在最終其適應(yīng)度的值最高的而且其相等的全部解為所要輸出的結(jié)果。具體的流程如圖3所示。

圖3 遺傳算法的流程

3 結(jié)束語

為應(yīng)對繁雜的大電網(wǎng)以及電網(wǎng)運(yùn)行的多樣性，該篇文章對一類分布式的集中決策區(qū)域智能的保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的討論，沒個(gè)變電站的內(nèi)部設(shè)置上智能決策的中心，運(yùn)用著測量阻抗的判斷、故障發(fā)生的方向以及主保護(hù)的動作等電網(wǎng)的信息，來使得故障的識別以及動作策略的制定等多種功能得以實(shí)現(xiàn)，并還對其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和以GA智能算法作為基礎(chǔ)來實(shí)行重點(diǎn)的研究。