繼電保護動作智能分析模型的研究與應用

薛斌　蓋志強

摘 要：隨著我國經濟的飛速發展以及技術的不斷革新，作為基礎建設項目的電力系統也得到了進一步的改善提高。與此同時，繼電保護也得到了進一步完善。繼電保護裝置是電力系統的重要組成部分，保護裝置是否正確動作對保證電力系統的安全經濟運行，防止事故發生和擴大起到關鍵性的決定作用。文章主要針對繼電保護動作智能分析模型及應用進行了研究，形成保護動作擴大化分析模型、保護設備定值驗證模型和保護設備輔助檢修決策模型，提升保護設備故障判斷效率和快速處置能力，減少故障發生的概率，實現繼電保護動作的安全運行。

關鍵詞：繼電保護；擴大化保護動作分析；保護設備定值驗證；保護設備輔助檢修

1 概述

現如今，社會發展速度越來越快，電力系統的有效運行不僅關系到我國的供電水平，而且已經成為了衡量我國綜合實力的重要指標。繼電保護裝置關系到電網安全可靠運行的重要設備，是電力系統不可缺少的重要組成部分，保護裝置是否正確動作將直接影響到整個系統是否安全穩定的運行，也是我國電力行業普遍關注的焦點。

繼電保護動作信息系統是在充分利用計算機、數據傳輸、錄波等的基礎上，通過綜合分析研究，掌握電網運行情況并實施保護的主要行為。在這個過程中，故障的發生是不可避免的，一旦發生局部電網和設備事故而得不到有效控制，就會造成對電網穩定的破壞和大面積停電事故。近年來，繼電保護動作故障發生的頻率越來越高，事故種類也趨向多元化。因此，加強改進繼電保護動作分析，完善技術應用，已經成為電力行業相關部門的必然之舉。

2 國內外研究現狀分析

繼電保護裝置是保障電網安全運行的“第一道防線”，但是，它卻像是一個“黑匣子”，用戶只能通過出口動作情況來了解和評價裝置的保護性能，無法了解裝置內部保護判據的判別過程，當裝置發生誤動或者據動時，很難分析其原因。可見，為提高繼電保護裝置動作靈敏性和動作可靠性，對繼電保護動作行為進行研究分析十分必要。

目前，根據查新機構文獻，針對保護動作的分析主要集中于動作正確性和及時性驗證，且分析主體為單個保護設備，基于設備關聯關系及動作情況進行保護動作擴大化分析的相關研究暫時無正式文獻報道。

3 項目研究內容

針對以上關于保護動作分析的國內外研究現狀分析，文章研發了繼電保護動作智能分析模型，主要包括保護動作擴大化分析模型、保護設備定值驗證模型和保護設備輔助檢修決策模型。對以上模型的建立，可以通過一次故障動作事件達到研判局部電網二次系統是否健康運行的目的；通過保護定值分析模型結合智能輔助建議，保護設備檢修方案，形成保護設備輔助檢修建議。

項目的研究具體包括以下內容：

3.1 保護動作擴大化分析模型

根據保護動作數據、保護設備邏輯關聯關系、保護定值信息和事故發生信息等分析主要因素，根據事故原因、主要動作保護、相鄰保護動作情況和電網邏輯拓撲關系實現對動作保護是否存在擴大化影響進行量化判斷。

保護設備動作后對動作保護及本站內相鄰線路保護、變壓器保護、分段保護、母線保護、本站內其他關聯保護、本站相關聯的其他變電站相關保護等等進行廣域的擴大化保護動作分析，判斷各動作保護是否起到了自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統中切除的根本目標，判斷各相關保護是否運行在正常工況、是否正常啟動，對保護的動作分析從單裝置擴展到站域、局部電網，從而通過一次故障動作事件可以達到研判局部電網二次系統是否穩定健康運行的目的。

3.2 保護設備定值驗證模型

該模型不同于保護定值計算模型，主要完成保護動作情況下的各相關保護定值是否合理，其依據是各種整定計算規程、規定。重點分析保護動作時各相關保護設備在當時電網運行狀態下的定值合理性，著重研究驗證相關算法及關聯保護的驗證順序。

3.3 保護設備輔助檢修決策模型

根據保護擴大化分析結論，重點分析應動未動和誤動作保護設備的異常原因，并結合相關保護定值和事故當時具體原因，根據保護定值分析模型結合智能輔助建議，保護設備檢修方案，并根據設備重要性和失效風險等因素進行檢修排序。最終將保護設備檢修的輔助建議提供給相關管理和工作人員，為設備運維檢修提供可靠技術支撐。

4 項目建設目標

（1）建立通用數據接口，與PMS、OMS、SCADA等相關系統數據共享，實現設備信息、保護運檢信息和定值信息等數據的接入為保護擴大化分析模型，為模型準確、合理、有效的分析結論提供數據支撐。

（2）建立保護動作擴大化分析模型，依托保護動作數據、保護設備邏輯關聯關系、保護定值信息和事故發生信息等主要因素實現對保護動作是否存在擴大化情況進行辨別分析。

（3）構建保護動作與保護定值直接關系模型，根據保護擴大化分析結論判別保護定值是否正確。

（4）構建保護設備輔助檢修決策模型，為保護設備故障判斷提供準確、快速支撐，并形成設備檢修工作的輔助建議。

5 結束語

對繼電保護動作智能分析模型的研究與應用項目的成功實施，智能辨別分析保護動作擴大化情況，并為保護設備故障判斷提供準確、快速支撐，減少故障發生的概率，實現繼電保護動作的安全運行。

隨著項目內容的展開，負責該項目的小組成員都取得了很大的進步。小組成員能夠在產生分歧時進行良好的溝通，他們不僅僅是單獨的個人，而是一個團隊。隨著項目的進一步深化，該項目團隊成員在這次鍛煉中凝聚在一起，互相學習，共同進步，組成了一個高性能的團隊。