發電廠繼電保護整定系統自動建模技術的研究與實現

李青青

摘 要：近年來，為了緩解發電廠繼電保護整定計算時圖形建模過程中交互困難、人工操作量大等現象，有關的技術人員推出了自動建模技術的理念以及實現方法，來合理有效的解決這一問題。在發電廠繼電保護整定系統中運用自動建模技術，已經取得了不錯的效果，同時還大大的提高了技術人員的工作效率，為以后的發電廠繼電保護整定系統的安全運行奠定基礎。

【關鍵詞】發電廠 繼電保護 整定系統 自動建模技術 研究與實現

目前，絕大部分的電力系統應用軟件都具備最基本的圖形可視化功能，但是大多數技術人員，都是通過軟件提供的電氣設備圖元符號來進行圖形繪制的，這就極大地增加了人工的操作量。與此同時，不同的應用系統所需的圖形格式也不一樣，往往要針對不同的需求來開發以及維護各自的圖形系統，導致軟件開發以及維護的成本大大提高，數據亢余，極其容易產生信息不一致的狀況，就此給有關的技術人員帶來了極大的不便。所以，在發電廠繼電保護整定系統中，研究與實現自動建模技術是很有必要的。

1 繼電保護整定系統的現狀

我國的繼電保護技術先后經歷了五十年代的機電式繼電保護時代、六十年代中到八十年代中的晶體管式繼電保護時代、八十年代中期到九十年代中期的集成電路式繼電保護時代，以及從九十年代至今的微機式繼電保護時代。現如今，我國新建設的發電廠、變電站以及高壓輸電線路等的電力系統已經基本實現微機式綜合自動化繼電保護的全覆蓋，同時根據繼電保護整定系統的不同類型，研發出了如故障計算、圖形建模、數據管理等不同的模塊，并在實際應用中取得了不錯的成效。

2 基于圖形文件識別的發電廠繼電保護整定系統自動建模技術

現如今，我國絕大部分的發電廠都是通過AutoCAD軟件來對OWG格式的電子版電氣接線圖進行繪制的。因此，只要保證圖形文件能夠很好的讀取，就會得到相應的計算模型，從而科學合理的完成計算任務，并且確保了整定計算系統能夠全自動的穩定運行。

在對圖形文件進行識別時，通常需要通用數據接口來對文件信息進行讀取，同時還要對相應的文字數據、圖形數據進行分析，利用一定的圖形認知，來保證電氣設備呈現出相應鏈接的精確性。其中，為了合理地運用參數模板來對數據進行一定的讀取，主要包括以下幾個方面：

（1）對發電廠的電氣主接線圖、系統圖形進行讀取時，一般都是運用AutoCAD軟件來合理繪制OWG格式的圖形文件。另外，有關的負責人還可以將發電廠主要圖形文件的設計等工作，交給相對專業的設計團隊來完成，以此來保證使用的精確度以及可以有效的進行人工識別修改；

（2）為了更好的分離圖形數據以及保證打成文字的效果，應該對一些相關的數據進行預處理；

（3）在對一些基礎圖形進行認知的時候，應該利用直線等部分的圖元屬性，來讓它們科學合理的確定自身的位置；

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

（5）配置模板下的電氣設備參數，要符合一定的參數設備以及規則；

（6）逐漸形成網絡拓撲模型；

（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行計算，并保護電氣設備的配置。

為了方便使用人工修改的方式，還需要建立一個相應的基本圖元模型，同時，科學合理的運用基本圖元來實現對電氣系統接線以及發電廠系統接線進行構建模型，實現電氣設備參數的設定。

3 發電廠繼電保護整定系統自動建模技術的實現方法

自動建模技術的實現方法，具體有以下幾點：

3.1 對電氣設備的圖元符號進行辨識

（1）將設備圖元的幾何特點與外部圖形文件的圖形信息進行匹配，利用辨識設備將圖元的位置、類型等基本數據錄入到相應的設備類數組結構中去。

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

（3）變換坐標。在對外部圖形進行繪制時，針對外部圖形的坐標系與辨識平臺的坐標系不同的情況，要以拓撲關系相一致為前提，來對坐標進行變換。

3.2 對電氣設備圖元間的連接關系進行辨識

（1）要在遵循電氣設備連接規則的基礎上，對部分設備的圖元位置坐標進行修正。

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

（3）對線路類以及非線路類電氣設備之間的連接關系進行辨識，將線路類電氣設備的兩端點作為界限，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，端點應該與這個矩形范圍內的非電氣設備的線路相連接。

3.3 對電氣設備的名稱進行辨識

（1）將電氣設備圖元的位置坐標作為中心，來合理的對搜索區域進行劃定，并且保證該區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鍵詞的電氣設備，就以關鍵詞為索引，來對文本集合中的電氣設備名稱進行辨識。

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

3.4 對電氣設備的屬性進行辨識

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

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

3.5 輸出圖形并自動拓撲建模

以連接規則以及節點融合的快速拓撲分析算法為基礎，通過原始的拓撲關系，來實現拓撲建模、自動檢查連續性等環節。其中，快速拓撲分析算法比以往的深度優先算法更容易實現編程，同時拓撲的速度也更快。

4 結語

綜上所述，在發電廠繼電保護整定系統中，實現建模技術的自動化，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電廠繼電保護整定系統的智能性，并且通過實際應用也充分說明它具有很高的實用價值，為我國發電廠繼電保護整定系統的穩定運行提供保障。

參考文獻

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作者單位

中國石油大學勝利學院 山東省東營市 257000