繼電保護(hù)中電氣工程智能系統(tǒng)應(yīng)用研究

王磊

（國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司檢修公司，寧夏銀川，750011）

0 引言

2021 年是中國(guó)共產(chǎn)黨建黨100 周年，在共產(chǎn)黨的正確領(lǐng)導(dǎo)下，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、工業(yè)、科技等都取得了翻天覆地的變化，尤其是電氣工程智能系統(tǒng)技術(shù)得到快速發(fā)展，并在繼電保護(hù)中取得了較好的應(yīng)用效果[1]。人們對(duì)電力系統(tǒng)供電質(zhì)量的要求隨著生活水平的提高而增強(qiáng)，因此繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)電力輸送的安全、穩(wěn)定性具有重要作用。文中將電氣智能化系統(tǒng)應(yīng)用于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中，以此提升繼電保護(hù)能力[2]。

1 繼電保護(hù)發(fā)展分析

科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，電力系統(tǒng)智能化水平逐步提高，對(duì)繼電保護(hù)要求與日俱增。同時(shí)，電子技術(shù)、通信技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展具有積極促進(jìn)作用[3]。繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展空間巨大，我國(guó)自成立以來，繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展主要為以下階段：

（1）建國(guó)初期，通過相關(guān)研究人員的不懈努力，我國(guó)擁有了包括設(shè)計(jì)、制造、研究、運(yùn)行等多方面的功能相對(duì)完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)，推動(dòng)了我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)的向前發(fā)展[4]。

（2）八十年代，基于晶體管技術(shù)，繼電保護(hù)迅速發(fā)展，尤其是天津大學(xué)與南京自動(dòng)化設(shè)備廠合作開發(fā)的500 kV 晶體管高頻保護(hù)，并將其應(yīng)用于500 kV 線路，代表了我國(guó)繼電保護(hù)研究在該時(shí)期的重大成功。

（3）我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)在九十年代發(fā)展迅速，南京電力自動(dòng)化研究院開發(fā)了微機(jī)線路保護(hù)設(shè)備，南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠與天津大學(xué)合作開發(fā)了微機(jī)相電壓補(bǔ)償方面高頻繼電保護(hù)設(shè)備。以上兩設(shè)備在微機(jī)線路、機(jī)型、原理及主設(shè)備等方面存在較大差異，且兩者各具優(yōu)勢(shì)，在質(zhì)量及性能等方面為電力系統(tǒng)提供了優(yōu)化保護(hù)[5]。

（4）基于微機(jī)保護(hù)設(shè)備，微機(jī)保護(hù)算法及軟件方面的理論研究成果顯著，九十年代以后，我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展為微機(jī)保護(hù)趨勢(shì)。

2 繼電保護(hù)現(xiàn)狀分析

當(dāng)前繼電保護(hù)主要通過繼電保護(hù)器檢查電氣自動(dòng)化系統(tǒng)線路的穩(wěn)定性，查找電氣系統(tǒng)安全隱患點(diǎn)，并及時(shí)反饋安全隱患位置信息，保證在產(chǎn)生安全故障時(shí)可關(guān)閉故障相關(guān)設(shè)備，反饋故障位置點(diǎn)，消除故障的擴(kuò)大化隱患，繼電保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成如圖1 所示[6]。

圖1 繼電保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成

繼電保護(hù)器伴隨新科技的發(fā)展不斷更新，但在實(shí)際應(yīng)用中新繼電保護(hù)技術(shù)及繼電保護(hù)裝置尚且存在部分缺陷。當(dāng)前，繼電保護(hù)裝置已突破反饋問題和檢查隱患的局限，逐步與計(jì)算機(jī)技術(shù)相融合，增加了故障處理功能，提高了繼電保護(hù)技術(shù)的智能化，進(jìn)一步確保了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性。

此外，繼電保護(hù)設(shè)備從單一功能向集成化發(fā)展，促進(jìn)電氣自動(dòng)化設(shè)備在操作、調(diào)試、設(shè)置等方面的安全可靠性進(jìn)一步提高。尤其繼電保護(hù)技術(shù)與電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)融合后，使得繼電保護(hù)功能更加全面。

雖然繼電保護(hù)在我國(guó)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的發(fā)展較快，應(yīng)用較為廣泛，但尚且存在不足，安全故障經(jīng)常出現(xiàn)。當(dāng)前電力公司尚存思想固化的現(xiàn)象，難以通過發(fā)展的方式對(duì)待繼電保護(hù)技術(shù)及裝置，同時(shí)相關(guān)工作人員的專業(yè)技術(shù)素質(zhì)欠缺，導(dǎo)致電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展方面的安全故障頻繁產(chǎn)生。對(duì)此，當(dāng)前電氣自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)加強(qiáng)注重繼電保護(hù)的穩(wěn)定性及安全性提升，進(jìn)而促進(jìn)繼電保護(hù)安全技術(shù)獲得切實(shí)應(yīng)用及普遍提升，推動(dòng)繼電保護(hù)工程安全性的逐步發(fā)展[7]。

3 電氣工程智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

電氣工程智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2 所示。該系統(tǒng)在CAD 系統(tǒng)中引入專家系統(tǒng)，將FOR-TRAN77 語(yǔ)言、Auto LISP 語(yǔ)言、Turbo PROLOG 語(yǔ)言三者交互式編制引入ICAD 系統(tǒng)，有效的促使了各語(yǔ)言自身優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，簡(jiǎn)化了程序編制。同時(shí)，基于用戶設(shè)計(jì)菜單，補(bǔ)充系統(tǒng)功能，將無功功率補(bǔ)充與專家系統(tǒng)，進(jìn)而將其嵌入CAD 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的易于接受性、簡(jiǎn)潔性及直觀性，用戶可根據(jù)菜單選擇工作方式，且可縮短用戶掌握熟悉操作方法和操作方式時(shí)間[8]。有效的提高了設(shè)計(jì)效率，降低了設(shè)計(jì)成本，減輕了設(shè)計(jì)者負(fù)擔(dān)。

圖2 電氣工程智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4 完善數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析

通常專家系統(tǒng)可有效展示所設(shè)計(jì)知識(shí)類型及相應(yīng)結(jié)構(gòu)等方面的問題及缺陷[9]。由于表現(xiàn)具有簡(jiǎn)化性，難以滿足系統(tǒng)的可擴(kuò)展性及通用性。對(duì)此提出相應(yīng)知識(shí)的表現(xiàn)方法具有關(guān)鍵作用。宏觀基礎(chǔ)方面，電氣設(shè)計(jì)過程整體來說為正向推理過程，基于初始數(shù)據(jù)產(chǎn)生推理驅(qū)動(dòng)力，進(jìn)而匹配相應(yīng)規(guī)則，處理相應(yīng)沖突，獲得與之相應(yīng)結(jié)論等。以上均對(duì)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)及初始數(shù)據(jù)等設(shè)計(jì)進(jìn)一步提出了要求。同時(shí)對(duì)于變壓器設(shè)備等初步設(shè)計(jì)完成的主設(shè)備繼電保護(hù)，通過該系統(tǒng)初始數(shù)據(jù)參數(shù)類型及對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)組進(jìn)行表示。通常變壓器保護(hù)系統(tǒng)框架由故障保護(hù)類型級(jí)、保護(hù)方式級(jí)、系統(tǒng)級(jí)等構(gòu)成，各級(jí)框架均需類似結(jié)構(gòu)進(jìn)行表示，且各框架均隸屬于更高一級(jí)框架[10]?？蚣懿鄣那短钻P(guān)系及形式，可有效對(duì)保護(hù)系統(tǒng)整體描述發(fā)揮關(guān)鍵作用。以上一方面可降低數(shù)據(jù)、節(jié)省數(shù)據(jù)，另一方面可有效維持信息的一致性。

5 結(jié)論

我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)飛速發(fā)展，且其具有廣闊的發(fā)展空間，對(duì)電氣工程智能系統(tǒng)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用研究具有重要意義。繼電保護(hù)技術(shù)逐步優(yōu)化完善。電氣工程智能化系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有積極促進(jìn)效果，但同時(shí)其自身尚存在一定不足。針對(duì)繼電保護(hù)中的電氣工程智能系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行研究分析，并據(jù)此提出相應(yīng)建議，為后期研究提供了參考。