基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)

張藝鐘 尹常永 高宇

摘要：目前階段，繼電保護(hù)運行設(shè)備異?？焖俣ㄎ灰约盃顟B(tài)檢修問題頻繁發(fā)生，因而借助貝葉斯網(wǎng)絡(luò)研發(fā)了智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)檢修技術(shù)。在對貝葉斯網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，能夠更好地完成狀態(tài)檢修?；诖?，文章將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)作為主要研究對象，重點闡述智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)的具體應(yīng)用，希望有所幫助。

關(guān)鍵詞：貝葉斯網(wǎng)絡(luò);智能變電站;繼電保護(hù)設(shè)備;狀態(tài)檢驗技術(shù)

較之于傳統(tǒng)變電站，智能變電站能夠?qū)Ω喔鼮樨S富的繼電保護(hù)設(shè)備信息進(jìn)行采集，尤其是網(wǎng)絡(luò)報文分析裝置，涵括了過程層、站控層與間隔層中全部二次數(shù)據(jù)信息，但數(shù)據(jù)間關(guān)系的利用效果并不明顯。以貝葉斯網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)實現(xiàn)過程層交換機診斷和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同運行，進(jìn)而對繼電保護(hù)設(shè)備展開必要的狀態(tài)檢修。此方式通過對交換機策略的運用，識別交換機所采集報文數(shù)據(jù)的冗余數(shù)據(jù)，同時還能夠?qū)Ξ惓?shù)據(jù)與潛在故障的數(shù)據(jù)加以識別，借助貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型診斷故障，在分析的基礎(chǔ)上獲取故障風(fēng)險評估結(jié)果，使得檢修工作人員檢修計劃的制定更科學(xué)。由此可見，深入研究并分析以貝葉斯網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的智能變電站繼電保護(hù)裝備狀態(tài)檢驗技術(shù)十分有必要。

一、繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修方案

在智能變電站的過程層與站孔層，其網(wǎng)絡(luò)保文內(nèi)會攜帶有關(guān)二次設(shè)備運行和自檢的信息。為此，利用過程層交換機采集、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的過程中，在輔助分析的基礎(chǔ)上，需要設(shè)計交換機診斷策略和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型協(xié)同檢修的方式。

由過程層交換機、網(wǎng)絡(luò)分析儀形成的過程層網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢測系統(tǒng)，會借助SD策略由過程層交換機采集數(shù)據(jù)當(dāng)中提取有關(guān)繼電保護(hù)設(shè)備運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息，識別冗余、異常和潛在故障數(shù)據(jù)[1]。一旦有異常亦或是有潛在故障數(shù)據(jù)，就會立即故障預(yù)警，通過BN節(jié)點證據(jù)形式向BN模型傳輸并診斷，根據(jù)診斷的結(jié)果為運行工作人員提供決策幫助。若站控層沒有交換機，能夠借助觀測異常數(shù)據(jù)方式對節(jié)點證據(jù)加以設(shè)置，科學(xué)診斷異常的數(shù)據(jù)。圖一是繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修的具體流程：

二、構(gòu)建貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型

通過對繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修方案的研究與分析，認(rèn)為可將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用于其中，可有效提高設(shè)備狀態(tài)檢修工作的質(zhì)量與效率。為此，以下將展開重點研究，以供參考。

（一）模型構(gòu)建和推理

二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息量極大，若始終使用專家經(jīng)驗所構(gòu)建的BN模型很難與實際需求相適應(yīng)，而且輔助檢修決策同樣對BN模型提出了健全性要求。在這種情況下，需借助數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)方式構(gòu)建完善BN網(wǎng)絡(luò)。利用過程層交換機對其網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)加以采集，一般涵括了有關(guān)繼電保護(hù)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，需要在其中提取有價值的信息，為構(gòu)建BN模型提供幫助，圖二為具體構(gòu)建流程。若過程層中沒有交換機，則要借助專家經(jīng)驗形成數(shù)據(jù)手段生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息?？杉僭O(shè)BN網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)期間，繼電保護(hù)設(shè)備發(fā)生異常，專家能夠及時察覺，同時賦值故障數(shù)據(jù)信息，并使用1代表設(shè)備正常，而0則代表設(shè)備異常。

參考條件概率表，在與貝葉斯定理相互結(jié)合的基礎(chǔ)上，即可正向亦或是反向推理BN網(wǎng)絡(luò)。其中，貝葉斯公式為： 。

通過對貝葉斯模型的運用預(yù)測繼電保護(hù)設(shè)備的故障，在證據(jù)形成以后，就會正向傳播，使得其他的變量后驗概率有所改變，結(jié)合以上特點，能夠更好地預(yù)測故障結(jié)果。所以，于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)置證據(jù)，就會使證據(jù)沿有向弧順次向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點合并單元故障以及繼電保護(hù)設(shè)備故障傳播[2]。

在此基礎(chǔ)上，BN模型可開展故障診斷，在證據(jù)放置于節(jié)點位置的時候，就會反向進(jìn)行傳播，致使節(jié)點的后驗概率有所變化，以此特征為參考依據(jù)即可有效診斷故障。除此之外，通過對BN模型的運用進(jìn)行預(yù)測推理與診斷推理，能夠?qū)崿F(xiàn)雙重功能同時發(fā)揮的目的，并達(dá)到混合推理的目標(biāo)。

（二）輔助檢修決策

故障的推理并非研究最終目標(biāo)，必須保證故障推理結(jié)果向繼電保護(hù)設(shè)備輔助檢修決策實現(xiàn)成功轉(zhuǎn)化，才可將其應(yīng)用價值充分突顯出來?；诠收贤评順?gòu)建變電站繼電保護(hù)異常快速定位以及消缺系統(tǒng)，將在線檢測以及故障診斷技術(shù)作為重要基礎(chǔ)，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，對不同類別設(shè)備的運行情況加以分析，對故障部位做出判定，進(jìn)而將設(shè)備運行隱患有效消除處理。這樣一來，繼電保護(hù)設(shè)備運行與維護(hù)的質(zhì)量會顯著提高，同樣為繼電保護(hù)設(shè)備并運行安全奠定堅實基礎(chǔ)。在這種情況下，就應(yīng)當(dāng)從多個角度制定輔助檢修的決策。

首先，故障的快速定位。因BN模型選擇使用控制層的交換機，將其當(dāng)成采集繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)信息的工具，同時當(dāng)成BN輸入節(jié)點。在這種情況下，即可使用虛鏈路以及物理鏈路之間存在的映射關(guān)系快速定位發(fā)生的故障。

其次，設(shè)備故障的原因。借助BN模型圖形化因果關(guān)系的表達(dá)式，可使得運行檢修工作人員借助可視化因果關(guān)系，對繼電保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)故障的原因加以確定[3]。

最后，合理安排檢修。因繼電保護(hù)設(shè)備的故障十分復(fù)雜且多樣，因而必須科學(xué)化地分層故障類型，并科學(xué)安排檢修工作。其中，層次分析方法屬于主觀賦權(quán)法，能夠?qū)Σ煌愋凸收线M(jìn)行科學(xué)化地風(fēng)險評估。所以說，應(yīng)合理劃分風(fēng)險評估的結(jié)果，主要有高等風(fēng)險、中等風(fēng)險與低等風(fēng)險，并根據(jù)故障推理的結(jié)果開展層次分析，結(jié)合最終分析的結(jié)果制定檢修計劃。

結(jié)束語：

綜上所述，對于以智能站網(wǎng)絡(luò)報文信息所挖掘的繼電保護(hù)運行與檢修問題，將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)作為重要基礎(chǔ)，制定了智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)檢修手段。此方式在貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的作用下診斷故障，在風(fēng)險評估的基礎(chǔ)上為相關(guān)工作人員故障檢修加護(hù)的制定提供必要幫助。此方法有效地加快了故障位置定位的速度，且能夠?qū)收系木唧w原因加以分析，一定程度上促進(jìn)了檢修工作的落實，具有較高的推廣和應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)

[1]張友強，鐘加勇，魏甦，等.基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修方法[J].科技通報，2019，35（10）：101-104.

[2]徐建軍，蓋迪，閆麗梅，等.基于主成分分析法和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的智能變電站故障診斷方法[J].化工自動化及儀表，2018，45（3）：197-200.

[3]戴志輝，謝軍，陳曦，等.基于動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)可靠性分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2018，46（23）：68-76.

作者簡介：張藝鐘 1995年5月，性別：男，籍貫：遼寧省鐵嶺市，學(xué)歷：碩士在讀，研究方向：電力系統(tǒng)自動化。