淺析繼電保護多信息融合處理技術

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

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，隨著我國經濟建設發(fā)展步伐不斷加快，我國電網規(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階段，傳統(tǒng)的繼電保護已經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應用，簡要論述了繼電保護中多信息融合處理技術的優(yōu)勢，并探討了繼電保護多信息融合處理技術的實際應用。

繼電保護；多信息融合；技術綜述；應用

當前，大電網、大機組、大容量、超高壓的電力系統(tǒng)籌建已成為我國電網建設發(fā)展的大趨勢，更加經濟化、穩(wěn)定化、安全化、可靠化是我國電網規(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的推廣和普及，是我國電網建設發(fā)展的必然要求，分析研究繼電保護多信息融合處理技術的合理應用，對于我國的電網建設的持續(xù)發(fā)展具有重要的現實意義。

1 多信息融合技術綜述

1.1 定義

多信息融合技術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。當前各領域對融合這一概念均有涉及，其研究的內容與成果廣泛多樣，從本質上講，多信息融合是一個籠統(tǒng)的概念，學術界尚為有統(tǒng)一的定義。依據本文探討的應用領域，參考國內外的研究成果，可將多信息融合處理技術定義為：基于特定的規(guī)則下，利用計算機技術綜合并分析多個傳感器中按照時間順序采集的觀測信息，并將其用于實現范圍內的估算任務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：數據層信息融合（原始數據的融合）、特征層融合（原始數據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之間的映射關系，不需要通過統(tǒng)計的方式，對隨機形式的觀測數據進行直接模擬。

（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）數據進行實體辨別，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。現階段，智能信息融合的主要發(fā)展趨勢為AI（人工智能）技術的運用。在工程領域自適應的方法是目前AI（人工智能）技術最簡單的應用方式。同時，AI（人工智能）技術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的優(yōu)勢

根據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，因而每一個體箱內都只能單獨安裝設置只具備一種功能的保護裝置[1]。這導致現有的保護裝置雖然能夠對一些端口進行繼電保護，由于實際操作中各保護裝置的相互通信聯系受到很大地限制，造成了各設備之間的保護裝置聯系不夠密切。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在繼電保護中的運用，電力系統(tǒng)中電氣量的反應嚴格遵循保護原理與基礎，同時對電力系統(tǒng)中其他信息的參考與反應還可以通過互聯網來實現。在一個實際的變電站中，站內的數據通信網絡也被包含于互聯網中。當前在變電站的綜合自動化系統(tǒng)中，光纖通信技術與計算機局域網絡技術被廣泛運用，使多信息融合處理技術在繼電保護中應用得以實現[2]。

多信息繼電保護的信息來源基于網落下，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在繼電保護中的應用，使電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、經濟性、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的實際應用分析

（1）對電力系統(tǒng)繼電保護中的信息融合處理技術的發(fā)展過程進行分析，可得出信息的使用、提取及發(fā)現，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關鍵的發(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。技術人員也可以根據信息數量不同對保護性能進行優(yōu)差的聯系，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，并且在現在社會多信息處理技術并沒有很好發(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在于繼電保護技術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，這個方法雖然有效，但是大大使二次負載降低了，并且使傳感器的數目龐大而繁復，將二次接線和信息采集十分復雜，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方面，由于需要被傳遞的信息過多，龐大且復雜的數目，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?？量?，沒有太多剩余時間進行大量、復雜的信息傳遞，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了電腦化，電腦產品發(fā)展迅速，技術也日新月異，這對繼電保護裝置的數據處理及運算方面問題得到很好的解決和提高。網絡及通訊技術發(fā)展迅猛，在21世紀網絡時代到來，網絡技術已經被深入運用到電力系統(tǒng)中，現在的傳輸速度和能力，已經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。而對于數字傳感器，能夠為確保多信息融合實現，將信息障礙徹底清理。數字式傳感器能夠更好優(yōu)化數字接口，并且和網絡科技相結合，這就改變了現在傳感器系統(tǒng)的連接模式，真正達到了信息的分享。

4 結合語

多信息融合處理技術作為一項處于不斷發(fā)展中的創(chuàng)新型信息處理技術，其在電力系統(tǒng)繼電保護中的應用還需要結合其技術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建設不斷發(fā)展與進步，從而為我國經濟建設健康持續(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淺析[J].民營科技，2013（07）：20.

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

[3]胡敏.信息融合技術及其在電力系統(tǒng)中的應用研究[D].電子科技大學，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，從事電力自動化設備營銷工作。