國網(wǎng)安徽省電力有限公司滁州供電公司 王成化 馬 艷 吳 航

隨著網(wǎng)絡(luò)通信、信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的變電站逐步被智能化電網(wǎng)所替代，其能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)及電力系統(tǒng)中的每一個用戶進行實時監(jiān)測。智能電網(wǎng)利用光纖網(wǎng)將各類電力裝置相互聯(lián)結(jié)，并將各裝置的感應(yīng)器收集到的資料傳送至各信息處理終端，從而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的總體優(yōu)化，提高電力系統(tǒng)的可靠性和效率。但是，隨著智能電網(wǎng)高度一體化，各個地區(qū)的電力系統(tǒng)之間的耦合、依賴關(guān)系日益增強，在電力系統(tǒng)中，必須采用繼電保護裝置對電力系統(tǒng)進行實時監(jiān)測，以確保電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定。

在繼電器中設(shè)置的各種保護定值是保證繼電器正常工作的基礎(chǔ)，也是判斷保護能否準確、可靠地反映各種故障的關(guān)鍵指標。而定值的適用性和正確性，直接影響到電網(wǎng)的正常工作和保護工作。但也不是一成不變的，其會隨著系統(tǒng)的變化、運行方式的變化而變化，從而使其符合目前的運行模式。在設(shè)備的操作和新的設(shè)備投入使用之前，都要對繼電器的定值進行重新比較和固化。

當前，定值比對多采用紙質(zhì)、電話、傳真、電子郵件等人工進行。由于繼電器的數(shù)量越來越多以及種類繁多，邏輯和格式也多種多樣，所以不能在較短時間內(nèi)對全部設(shè)備進行定值比較。同時，傳統(tǒng)的定值比對方法不僅耗費人力、物力，而且容易受到人為因素的干擾而不能全部發(fā)現(xiàn)。同時，由于繼電保護裝置自身存在一定的定值漂移現(xiàn)象，對故障進行及時、有效地發(fā)現(xiàn)，不但可以消除電網(wǎng)的安全隱患，而且可以避免保護不能移動的現(xiàn)象。近年來，智能電網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)化，使多個平臺之間實現(xiàn)了信息融合與數(shù)據(jù)整合，能夠很容易地獲得電網(wǎng)的定值工作模式，從而為電力系統(tǒng)的定值整定提供技術(shù)支撐。

在此基礎(chǔ)上，提出并實現(xiàn)了多源數(shù)據(jù)的在線定值比對，并建立了以專家系統(tǒng)為基礎(chǔ)的定值固化體系。該系統(tǒng)充分考慮了設(shè)備間的兼容性，使用統(tǒng)一的定值模板，方便地獲取設(shè)備的定值數(shù)據(jù)，并利用模糊匹配方法實現(xiàn)設(shè)備首次匹配、包含匹配、關(guān)鍵詞匹配、尾匹配等方法，并將設(shè)備在實際操作時的定值與標準值進行對比，如果不一致，則發(fā)出故障警報。并在此基礎(chǔ)上，利用專家系統(tǒng)的定值固化，利用專家的經(jīng)驗和正反兩方面的知識，來決定設(shè)備的固化方式。

1 智能電網(wǎng)特性

隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，高科技和信息技術(shù)的不斷引進，使得原有的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)越來越智能化，一旦發(fā)生故障，電力供應(yīng)就會得到快速的恢復(fù)，從而將電力供應(yīng)的問題降到最低。在智能電網(wǎng)中，用電是主要功能，而其他功能的正常運轉(zhuǎn)為用電提供重要保證（見表1）。

表1 智能電網(wǎng)功能使用（單位：%）

1.1 供電容量和運行的可靠性

在智能平臺的支持下，用戶可以進行靈活的訪問和退出，提高了電力市場的信息共享，有效地解決了電力市場中存在的信息不透明問題。同時，繼電保護技術(shù)的不斷發(fā)展，使智能電網(wǎng)的整體性能得到了提高，并創(chuàng)造了一個穩(wěn)定、安全的操作環(huán)境。

1.2 改善了繼電器的性能

在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)中的電流流向是不會改變的，這就說明了電力系統(tǒng)中的電力系統(tǒng)必須具有繼電保護的特點，因此在這種情況下，電力系統(tǒng)的容量判斷是防止故障運行的基礎(chǔ)。目前，智能電網(wǎng)以交互和分布式發(fā)電為主，如果對智能電網(wǎng)進行改造，將會大大減少保護的難度。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，高精度傳感器的使用越來越普遍，在這種情況下，電力系統(tǒng)無論是發(fā)電還是供電，都能實時監(jiān)測到電網(wǎng)的運行情況，從而對電網(wǎng)進行數(shù)據(jù)采集和分析，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時進行改善。因此，對智能電網(wǎng)的改造，其實質(zhì)是對數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的更新，使繼電器的總體性能大大提高，對原有的輔助功能進行了簡化，從而提高了電力傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

1.3 減少電力網(wǎng)運營費用

隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)的輸配量可以得到優(yōu)化，從而進一步降低了系統(tǒng)的運營費用。同時，大大提高了電力系統(tǒng)的傳輸效率，有效地解決了傳統(tǒng)輸電模式下的電力損失問題。同時，通過智能電網(wǎng)，可以調(diào)節(jié)本地負載，提高電網(wǎng)的平衡性。

2 智能電網(wǎng)中繼電保護應(yīng)注意的幾個問題

隨著智能化電網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)，電力系統(tǒng)將會從傳統(tǒng)的輸電模式中擺脫出來。當然，在智能電網(wǎng)建設(shè)中，對繼電保護的使用應(yīng)給予足夠的重視，采取適當?shù)拇胧?，可提高電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。

2.1 適當調(diào)整保護定值

由于智能電網(wǎng)具有高度的靈活性和不確定性，在其運行中，存在著各種可能出現(xiàn)的情況，因此，對其進行定值保護是非常重要的。當電網(wǎng)的運行模式發(fā)生變化時，相應(yīng)的保護定值也要相應(yīng)地調(diào)整，以使保護的作用得到最大程度的發(fā)揮。由于電網(wǎng)中的傳感器數(shù)量眾多，其高靈敏度的特點使其容易受到外部環(huán)境的干擾，從而影響到保護的定值。同時，在電力網(wǎng)運行時，必須密切注意周圍環(huán)境的變化，并分析其對保護定數(shù)值的影響，并根據(jù)實際情況，合理地調(diào)整保護定值，保證電網(wǎng)的正常工作。

2.2 改善繼電保護裝置的安全性

由于智能化電網(wǎng)的信息廣域化，使得安全自動化設(shè)備的性能有了很大的提高，能夠最大限度地減少故障的發(fā)生，并為電網(wǎng)的運行創(chuàng)造一個更加安全的條件。

2.3 繼電保護裝置結(jié)構(gòu)的變化

隨著電力系統(tǒng)的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，電力系統(tǒng)中繼電保護系統(tǒng)的信息采集和傳輸機制也相應(yīng)地發(fā)生了變化，從而使保護系統(tǒng)的工作效率得到了提高。另外，由于網(wǎng)絡(luò)共用信號的變化，相應(yīng)的保護裝置的配置也會相應(yīng)地發(fā)生變化，因此在信息分享時，應(yīng)注意分析保護裝置的配置狀況，并對其進行適當?shù)男薷?，以提高信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

3 基于專家系統(tǒng)的定值固化設(shè)計

當電網(wǎng)設(shè)備發(fā)生異常時，需要對其輸出進行分析，從而進行故障分析。在這種情況下，定值固化技術(shù)是非?？尚械?，能夠為各種設(shè)備的整定提供工具，并對其進行適當?shù)恼{(diào)整。該方法是一種比較實用的方法，其特點是建立知識庫和推理兩個部分。尤其是知識庫的建設(shè)，指的是要創(chuàng)造出能夠滿足智能電網(wǎng)繼電保護要求的各種知識，包括知識標識、知識分類、知識維護等。而對于知識推理，則是通過分析處理的結(jié)果，得出相應(yīng)的定值固化方法，這個過程主要是推理的方向和沖突消除策略的確定。

3.1 建立知識庫

本文將面向?qū)ο蟮母拍钜氲綄＜蚁到y(tǒng)中，使得專家系統(tǒng)包含類、子類和客體三大部分。具體地說，定值可以將所有的規(guī)則和方法都固定在一起，這樣才能將知識進行歸類，每一種固定的數(shù)值固定方式，都需要相應(yīng)的知識，通過文檔或者知識庫的方式進行存儲，才能起到相應(yīng)的作用。

定值的固化包括兩個部分，分別是專業(yè)知識與通用知識。對于前者，僅能將其用于特定的電力系統(tǒng)，因而有很大的限制；而后者由于其通用性較強，其應(yīng)用領(lǐng)域也有所拓展。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)電力系統(tǒng)中的繼電保護指南，結(jié)合電力系統(tǒng)的專業(yè)知識，建立了相應(yīng)的知識庫（如圖1所示）。通過對電網(wǎng)知識的分類，可以得到一次設(shè)備知識、互感器知識、二次設(shè)備知識。

圖1 知識分類結(jié)構(gòu)圖

圖2 知識庫設(shè)計框架

在圖2中顯示了知識庫的設(shè)計結(jié)構(gòu)。在這個時候，知識和推理是分開的，如果有新的知識，只需要對知識庫進行更新就可以了，這樣省去了修改程序的麻煩。繼電器的知識必須儲存在資料庫中，表2列出了有關(guān)其實用儲存格式。該方法具有較好的穩(wěn)定性，當發(fā)生故障時，可以對相關(guān)的專家進行維護。尤其是當系統(tǒng)投入使用后，其后續(xù)的維修工作就變得非常重要?；谥R的維護體系，增加了一種新的檢測方法，當專家的知識庫發(fā)生變化時，系統(tǒng)會自動對這些知識進行分析，看看這些知識的格式是否符合規(guī)定。

表2 繼電保護知識在數(shù)據(jù)庫中的存儲格式

3.2 知識推理

專家系統(tǒng)實施的決策策略將直接關(guān)系到專家系統(tǒng)的知識推理處理的質(zhì)量。在這樣的大環(huán)境下，對推理的機理進行深入的研究是十分必要的。

從推理的角度來看，可以分為正向、反向和混合雙向推理。與此相比，前兩種方法都能高效地得出結(jié)論，但通常都有次序問題。因此，筆者選擇了一個混合的雙向推理方法，詳細過程如圖3所示。

從圖3中可以看出，該方法遵循了先反后正的基本原理，首先采用反向推理方法，獲得相關(guān)的結(jié)論，然后再對正向推理進行初始化運算，再由正向推理得出最后的結(jié)論。

圖3 知識推理流程

根據(jù)啟發(fā)式搜索策略，進行決策檢索，首先要獲取已過濾的數(shù)據(jù)，然后再與判斷機制進行匹配，從而獲取相應(yīng)的知識和信息。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)深度優(yōu)先搜索的方法，進行與相應(yīng)的策略的匹配，最后得到相應(yīng)的結(jié)果。

在此基礎(chǔ)上，提出了一種能有效地解決各類沖突問題的沖突消除策略。本文中，筆者充分考慮了設(shè)備類型、保護設(shè)備型號等因素，并以此為約束條件，以消除沖突。在確定了一定的限制條件之后，系統(tǒng)才能進行下一步的操作。

4 結(jié)論

總而言之，鑒于傳統(tǒng)的定值比對方法存在效率低以及其他風險等問題，本文提出了一種能夠為電網(wǎng)安全運行創(chuàng)造有利條件的定值固化體系。本系統(tǒng)適用于各類儀器的使用，并使用統(tǒng)一的定值模板，結(jié)合模糊匹配技術(shù)，實現(xiàn)了首次匹配、關(guān)鍵詞匹配等功能，并對設(shè)備的參數(shù)進行了比較和分析。在專家系統(tǒng)定值固化法的作用下，采用混合正反兩種推理方法，實現(xiàn)了設(shè)備的固化。通過對電力系統(tǒng)的仿真，實踐表明，本設(shè)計方案能夠為電網(wǎng)的安全運行提供可靠的保證。