發(fā)電廠繼電保護(hù)整定系統(tǒng)自動建模技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)

李青青

摘 要：近年來，為了緩解發(fā)電廠繼電保護(hù)整定計算時圖形建模過程中交互困難、人工操作量大等現(xiàn)象，有關(guān)的技術(shù)人員推出了自動建模技術(shù)的理念以及實(shí)現(xiàn)方法，來合理有效的解決這一問題。在發(fā)電廠繼電保護(hù)整定系統(tǒng)中運(yùn)用自動建模技術(shù)，已經(jīng)取得了不錯的效果，同時還大大的提高了技術(shù)人員的工作效率，為以后的發(fā)電廠繼電保護(hù)整定系統(tǒng)的安全運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠 繼電保護(hù) 整定系統(tǒng) 自動建模技術(shù) 研究與實(shí)現(xiàn)

目前，絕大部分的電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件都具備最基本的圖形可視化功能，但是大多數(shù)技術(shù)人員，都是通過軟件提供的電氣設(shè)備圖元符號來進(jìn)行圖形繪制的，這就極大地增加了人工的操作量。與此同時，不同的應(yīng)用系統(tǒng)所需的圖形格式也不一樣，往往要針對不同的需求來開發(fā)以及維護(hù)各自的圖形系統(tǒng)，導(dǎo)致軟件開發(fā)以及維護(hù)的成本大大提高，數(shù)據(jù)亢余，極其容易產(chǎn)生信息不一致的狀況，就此給有關(guān)的技術(shù)人員帶來了極大的不便。所以，在發(fā)電廠繼電保護(hù)整定系統(tǒng)中，研究與實(shí)現(xiàn)自動建模技術(shù)是很有必要的。

1 繼電保護(hù)整定系統(tǒng)的現(xiàn)狀

我國的繼電保護(hù)技術(shù)先后經(jīng)歷了五十年代的機(jī)電式繼電保護(hù)時代、六十年代中到八十年代中的晶體管式繼電保護(hù)時代、八十年代中期到九十年代中期的集成電路式繼電保護(hù)時代，以及從九十年代至今的微機(jī)式繼電保護(hù)時代?，F(xiàn)如今，我國新建設(shè)的發(fā)電廠、變電站以及高壓輸電線路等的電力系統(tǒng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)微機(jī)式綜合自動化繼電保護(hù)的全覆蓋，同時根據(jù)繼電保護(hù)整定系統(tǒng)的不同類型，研發(fā)出了如故障計算、圖形建模、數(shù)據(jù)管理等不同的模塊，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了不錯的成效。

2 基于圖形文件識別的發(fā)電廠繼電保護(hù)整定系統(tǒng)自動建模技術(shù)

現(xiàn)如今，我國絕大部分的發(fā)電廠都是通過AutoCAD軟件來對OWG格式的電子版電氣接線圖進(jìn)行繪制的。因此，只要保證圖形文件能夠很好的讀取，就會得到相應(yīng)的計算模型，從而科學(xué)合理的完成計算任務(wù)，并且確保了整定計算系統(tǒng)能夠全自動的穩(wěn)定運(yùn)行。

在對圖形文件進(jìn)行識別時，通常需要通用數(shù)據(jù)接口來對文件信息進(jìn)行讀取，同時還要對相應(yīng)的文字?jǐn)?shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用一定的圖形認(rèn)知，來保證電氣設(shè)備呈現(xiàn)出相應(yīng)鏈接的精確性。其中，為了合理地運(yùn)用參數(shù)模板來對數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的讀取，主要包括以下幾個方面：

（1）對發(fā)電廠的電氣主接線圖、系統(tǒng)圖形進(jìn)行讀取時，一般都是運(yùn)用AutoCAD軟件來合理繪制OWG格式的圖形文件。另外，有關(guān)的負(fù)責(zé)人還可以將發(fā)電廠主要圖形文件的設(shè)計等工作，交給相對專業(yè)的設(shè)計團(tuán)隊來完成，以此來保證使用的精確度以及可以有效的進(jìn)行人工識別修改；

（2）為了更好的分離圖形數(shù)據(jù)以及保證打成文字的效果，應(yīng)該對一些相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

（3）在對一些基礎(chǔ)圖形進(jìn)行認(rèn)知的時候，應(yīng)該利用直線等部分的圖元屬性，來讓它們科學(xué)合理的確定自身的位置；

（4）在匹配以及構(gòu)建電氣接線圖時，要正確的使用電氣設(shè)備符號以及位置和圖元之間的關(guān)系；

（5）配置模板下的電氣設(shè)備參數(shù)，要符合一定的參數(shù)設(shè)備以及規(guī)則；

（6）逐漸形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停?/p>

（7）要正確合理的利用人工修正的方法來對電氣接線圖以及模型進(jìn)行計算，并保護(hù)電氣設(shè)備的配置。

為了方便使用人工修改的方式，還需要建立一個相應(yīng)的基本圖元模型，同時，科學(xué)合理的運(yùn)用基本圖元來實(shí)現(xiàn)對電氣系統(tǒng)接線以及發(fā)電廠系統(tǒng)接線進(jìn)行構(gòu)建模型，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備參數(shù)的設(shè)定。

3 發(fā)電廠繼電保護(hù)整定系統(tǒng)自動建模技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法

自動建模技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法，具體有以下幾點(diǎn)：

3.1 對電氣設(shè)備的圖元符號進(jìn)行辨識

（1）將設(shè)備圖元的幾何特點(diǎn)與外部圖形文件的圖形信息進(jìn)行匹配，利用辨識設(shè)備將圖元的位置、類型等基本數(shù)據(jù)錄入到相應(yīng)的設(shè)備類數(shù)組結(jié)構(gòu)中去。

（2）利用外部圖形文件的文本以及圖元的位置關(guān)系，來對由圖形以及字符組成的設(shè)備圖元進(jìn)行辨識。

（3）變換坐標(biāo)。在對外部圖形進(jìn)行繪制時，針對外部圖形的坐標(biāo)系與辨識平臺的坐標(biāo)系不同的情況，要以拓?fù)潢P(guān)系相一致為前提，來對坐標(biāo)進(jìn)行變換。

3.2 對電氣設(shè)備圖元間的連接關(guān)系進(jìn)行辨識

（1）要在遵循電氣設(shè)備連接規(guī)則的基礎(chǔ)上，對部分設(shè)備的圖元位置坐標(biāo)進(jìn)行修正。

（2）針對非線路類的電氣設(shè)備間的連接關(guān)系，要采取對其端點(diǎn)坐標(biāo)是否重合或者偏差小于一定界限的合理判斷，來進(jìn)行辨識。

（3）對線路類以及非線路類電氣設(shè)備之間的連接關(guān)系進(jìn)行辨識，將線路類電氣設(shè)備的兩端點(diǎn)作為界限，來確定既覆蓋了該線路又保證能留有一定裕度的矩形范圍。其中，端點(diǎn)應(yīng)該與這個矩形范圍內(nèi)的非電氣設(shè)備的線路相連接。

3.3 對電氣設(shè)備的名稱進(jìn)行辨識

（1）將電氣設(shè)備圖元的位置坐標(biāo)作為中心，來合理的對搜索區(qū)域進(jìn)行劃定，并且保證該區(qū)域中的所有文本能形成文本集合。

（2）針對那些名稱中具有關(guān)鍵詞的電氣設(shè)備，就以關(guān)鍵詞為索引，來對文本集合中的電氣設(shè)備名稱進(jìn)行辨識。

（3）針對那些名稱中沒有關(guān)鍵詞的電氣設(shè)備，就要以電氣設(shè)備圖元以及設(shè)備名稱之間的對應(yīng)關(guān)系為前提，采取就近原則來進(jìn)行辨識。

3.4 對電氣設(shè)備的屬性進(jìn)行辨識

（1）以電氣設(shè)備圖元以及文本的坐標(biāo)位置為基礎(chǔ)，在文本段集合中對含有該圖元設(shè)備屬性的文本段進(jìn)行檢索。

（2）將電氣設(shè)備屬性表與該文本段進(jìn)行模式匹配，并將文本段中字段所標(biāo)示的具體屬性進(jìn)行辨識。

3.5 輸出圖形并自動拓?fù)浣?/p>

以連接規(guī)則以及節(jié)點(diǎn)融合的快速拓?fù)浞治鏊惴榛A(chǔ)，通過原始的拓?fù)潢P(guān)系，來實(shí)現(xiàn)拓?fù)浣?、自動檢查連續(xù)性等環(huán)節(jié)。其中，快速拓?fù)浞治鏊惴ū纫酝纳疃葍?yōu)先算法更容易實(shí)現(xiàn)編程，同時拓?fù)涞乃俣纫哺臁?/p>

4 結(jié)語

綜上所述，在發(fā)電廠繼電保護(hù)整定系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)建模技術(shù)的自動化，不僅可以最大限度的減少圖形建模過程中的人工操作量，還能夠有效地提高發(fā)電廠繼電保護(hù)整定系統(tǒng)的智能性，并且通過實(shí)際應(yīng)用也充分說明它具有很高的實(shí)用價值，為我國發(fā)電廠繼電保護(hù)整定系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

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作者單位

中國石油大學(xué)勝利學(xué)院 山東省東營市 257000