继电保护中电气工程智能系统的应用

周伟　陈烽　刘小平

摘 要：目前，电气工程智能系统已经在继电保护中得到了应用，但也存在一些较为明显的不足，例如在数据结构及类型知识描述等方面。本课题笔者在分析继电保护发展现状的基础上，进一步对电气工程智能系统结构进行了分析，最后提出了数据结构的改进措施，希望以此为电气工程智能系统在继电保护中的完善应用提出一些具有价值性的参考依据。

关键词：继电保护；电气工程智能系统；应用

引言

在继电保护中，电气工程智能系统获得了应用，但同时也存在一些较为明显的缺陷，主要体现在数据结构及类型知识描述等方面[1]。鉴于此，本课题在对“继电保护中电气工程智能系统的应用”进行探究过程中，需要针对其应用的不足，提出关于数据结构的改进措施，从而使电气工程智能系统在继电保护中具备更具广泛性的应用。

1 继电保护发展现状分析

在电力系统高速发展的背景下，对继电保护提出了越来越高的要求。同时，在诸多技术高速发展下，例如，计算机技术、电子技术及通信技术等，均为继电保护技术的发展提供了帮助。由此可见，继电保护技术在未来中有着较为广阔的发展前景。对于继电保护自新中国成立经历了四个阶段。

第一阶段：建国后，在六十年代，我国已经拥有了较为完善的关于继电保护的体系，其中包括了继电保护的设计、制造、研究及运行等。无疑，在这一阶段，为我国继电保护技术的发展起到了推波助澜的作用。

第二阶段：到了八十年代，晶体管继电保护得到了快速发展，如由南京自动化设备厂与天津大学合作研发的500kV晶体管方向高频保护[2]，成功运用在葛洲坝500kV线路上，这代表着我国继电保护取得了重大成功。

第三阶段：到了九十年代初期，起主导地位的是集成电路保护的研发、生产及应用。例如：由南京电力自动化研究院所研发的集成电路工频变化量方向高频保护，便起到了巨大作用。

第四阶段：九十年代初期之后，继电保护在我国呈现了高速的发展势态。其中的微机线路保护装置，是在一九九一年通过鉴定的，它是由南京电力自动化研究院研制成功的。微机相电压补偿式方向高频保护则是在1993年通过鉴定的，它是由天津大学和南京电力自动化设备厂合作研发而成的[3]。当然，原理不同与机型不同的微机线路及主设备保护，均有着各自的优势，它们为电力系统提供了性能及质量优化的继电保护装置。在微机保护装置的致力研究背景下，基于微机保护软件及算法等方面均获得了较为显著的理论成果。显然，自九十年代后，我国继电保护技术所呈现的发展趋势是微机保护。

2 电气工程智能系统结构分析

在此系统当中，将专家系统引进电气CAD当中，所使用的语言是编译型Turbo PROLOG语言，同时还采取了另外两种语言与交互的方式编制引入电气ICAD系统，这两种语言即为：Auto LISP语言和FORTRAN 77语言[4]。如此一来，便能够使各类语言本身的优势得到充分利用，同时也使程序的编制更加简便。在用户菜单的设计的基础上，进而使系统提供的能力得到了有效补充，并将无功功率补充专家系统，进而以嵌入的方式到达CAD系统当中。通过用户菜单，用户能够非常方便地对自己的工作方式进行选择。该系统具备的显著的特点包括：简洁、直观且容易被用户接受等。还能够让用户在短时间之内对操作方法进行充分掌握，对相应的子模块极为便利地使用。另外，还降低了设计的成本，使设计效率得到有效提高，从而使设计者的负担得到很大程度减轻。

3 数据结构的改进探究

专家系统对设计的数据结构及类型知识的描述，表现出了一些明显的缺陷，主要体现为过于简单化，不能使系统的通用性与扩展性得到充分满足。因此，针对这方面的不足，提出通用的知识表示方法便显得极为重要。基于宏观层面分析，电气设计属于一个正向推理的过程，使部分初始数据来驱动推理机，进一步实现规则匹配及冲突的解决，最终得出相应的结论。对于继电保护系统设计，这些初始数据便是一次系统当中的结构及参数对保护系统的设计要求。对于一些主设备的继点保护的初步设计而言，如变压器等，所使用的以此系统初始数据参数种类使用关联组元进行表达。其中，关联组员表达形式为：（对象名：属性名=属性值），它与孤立对象属性概念的描述相适应；关系谓词表示形式为：（主体对象名，客体对象名：谓词属性名=属性值），在对事实等一系列知识进行表示的情况下，不但具备对象实体的属性，而且也具备多个对象间所维系的关系。

对于一个变压器保护系统框架的主要构成，主要包括：系统级、保护方式级以及故障类型保护级等[5]。对于每一级的框架，都拥有相似的结构，同时每一个框架都归属于一个更高级的框架。如表1，为系统当中一个电流继电器框架的具体描述过程。

通过表1可知，此框架表示的对象实体是CR继电器，系统编号是56，归属46号低压过流保护方式框架。其中最为简单的属性槽是“相数=1”，它的属性值在设计推理中的赋值是由规则以直接的方式决定的。能在推理过程中以直接的方式赋值的是“Iset=”，或者，在需计算的情况下通过ISETO的调用对赋值进行计算，另外还能够对定值列表Ilist有用户进行调出，然而以自行的方式对赋值进行选择。位于框架槽的是“型号=DL233/6”，它能够对具体继电器DL233/6进行引出。框架所表现出来的嵌套关系能够对整体保护系统的描述发挥重要作用。此框架系统形成了具有复杂特性的语义网络。当中的子框架能够对父框架的槽值约定进行更改或继承。如此一来，不但能够使表示的信息能够节省，从而降低数据冗余；而且还能够非常简单地使信息的一致性得到有效维持。

4 结束语

自改革开放以来，我国的电力系统继电保护技术经过了四个阶段。在电力系统及计算机技术突飞猛进的发展背景下，继电保护技术也有了巨大的进步及发展空间。无论是在国内还是国外，继电保护技术在未来中的发展趋势必然是智能化、网络化剂计算机化等，同时还需要实现数据通信一体化及人工智能化等。显然，这便使得继电保护工作者面临了巨大的挑战。通过本课题的探究，认识到电气工程智能系统在继电保护中应用的作用及目前所存在的不足。

参考文献

[1]薄志谦，张保会，董新洲，等.保护智能化的发展与智能继电器网络[J].电力系统保护与控制，2013（2）：10-12.

[2]张保会，郝治国.智能电网继电保护研究的进展（一）——故障甄别新原理[J].电力自动化设备，2010，1：1-6.

[3]王惠中，李文龙.基于Agent技术的继电保护的研究现状及发展趋势[J].工业仪表与自动化装置，2010，6：11-15.

[4]宋国兵，高淑萍，蔡新雷，等.高压直流输电线路继电保护技术综述[J].电力系统自动化，2012，22：123-129.

[5]张莉莉，刘世江.电力系统继电保护与自动装置原理教学改革探讨[J].科技致富向导，2011，29：27-28.