继电保护动作智能分析模型的研究与应用

薛斌　盖志强

摘 要：随着我国经濟的飞速发展以及技术的不断革新，作为基础建设项目的电力系统也得到了进一步的改善提高。与此同时，继电保护也得到了进一步完善。继电保护装置是电力系统的重要组成部分，保护装置是否正确动作对保证电力系统的安全经济运行，防止事故发生和扩大起到关键性的决定作用。文章主要针对继电保护动作智能分析模型及应用进行了研究，形成保护动作扩大化分析模型、保护设备定值验证模型和保护设备辅助检修决策模型，提升保护设备故障判断效率和快速处置能力，减少故障发生的概率，实现继电保护动作的安全运行。

关键词：继电保护；扩大化保护动作分析；保护设备定值验证；保护设备辅助检修

1 概述

现如今，社会发展速度越来越快，电力系统的有效运行不仅关系到我国的供电水平，而且已经成为了衡量我国综合实力的重要指标。继电保护装置关系到电网安全可靠运行的重要设备，是电力系统不可缺少的重要组成部分，保护装置是否正确动作将直接影响到整个系统是否安全稳定的运行，也是我国电力行业普遍关注的焦点。

继电保护动作信息系统是在充分利用计算机、数据传输、录波等的基础上，通过综合分析研究，掌握电网运行情况并实施保护的主要行为。在这个过程中，故障的发生是不可避免的，一旦发生局部电网和设备事故而得不到有效控制，就会造成对电网稳定的破坏和大面积停电事故。近年来，继电保护动作故障发生的频率越来越高，事故种类也趋向多元化。因此，加强改进继电保护动作分析，完善技术应用，已经成为电力行业相关部门的必然之举。

2 国内外研究现状分析

继电保护装置是保障电网安全运行的“第一道防线”，但是，它却像是一个“黑匣子”，用户只能通过出口动作情况来了解和评价装置的保护性能，无法了解装置内部保护判据的判别过程，当装置发生误动或者据动时，很难分析其原因。可见，为提高继电保护装置动作灵敏性和动作可靠性，对继电保护动作行为进行研究分析十分必要。

目前，根据查新机构文献，针对保护动作的分析主要集中于动作正确性和及时性验证，且分析主体为单个保护设备，基于设备关联关系及动作情况进行保护动作扩大化分析的相关研究暂时无正式文献报道。

3 项目研究内容

针对以上关于保护动作分析的国内外研究现状分析，文章研发了继电保护动作智能分析模型，主要包括保护动作扩大化分析模型、保护设备定值验证模型和保护设备辅助检修决策模型。对以上模型的建立，可以通过一次故障动作事件达到研判局部电网二次系统是否健康运行的目的；通过保护定值分析模型结合智能辅助建议，保护设备检修方案，形成保护设备辅助检修建议。

项目的研究具体包括以下内容：

3.1 保护动作扩大化分析模型

根据保护动作数据、保护设备逻辑关联关系、保护定值信息和事故发生信息等分析主要因素，根据事故原因、主要动作保护、相邻保护动作情况和电网逻辑拓扑关系实现对动作保护是否存在扩大化影响进行量化判断。

保护设备动作后对动作保护及本站内相邻线路保护、变压器保护、分段保护、母线保护、本站内其他关联保护、本站相关联的其他变电站相关保护等等进行广域的扩大化保护动作分析，判断各动作保护是否起到了自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除的根本目标，判断各相关保护是否运行在正常工况、是否正常启动，对保护的动作分析从单装置扩展到站域、局部电网，从而通过一次故障动作事件可以达到研判局部电网二次系统是否稳定健康运行的目的。

3.2 保护设备定值验证模型

该模型不同于保护定值计算模型，主要完成保护动作情况下的各相关保护定值是否合理，其依据是各种整定计算规程、规定。重点分析保护动作时各相关保护设备在当时电网运行状态下的定值合理性，着重研究验证相关算法及关联保护的验证顺序。

3.3 保护设备辅助检修决策模型

根据保护扩大化分析结论，重点分析应动未动和误动作保护设备的异常原因，并结合相关保护定值和事故当时具体原因，根据保护定值分析模型结合智能辅助建议，保护设备检修方案，并根据设备重要性和失效风险等因素进行检修排序。最终将保护设备检修的辅助建议提供给相关管理和工作人员，为设备运维检修提供可靠技术支撑。

4 项目建设目标

（1）建立通用数据接口，与PMS、OMS、SCADA等相关系统数据共享，实现设备信息、保护运检信息和定值信息等数据的接入为保护扩大化分析模型，为模型准确、合理、有效的分析结论提供数据支撑。

（2）建立保护动作扩大化分析模型，依托保护动作数据、保护设备逻辑关联关系、保护定值信息和事故发生信息等主要因素实现对保护动作是否存在扩大化情况进行辨别分析。

（3）构建保护动作与保护定值直接关系模型，根据保护扩大化分析结论判别保护定值是否正确。

（4）构建保护设备辅助检修决策模型，为保护设备故障判断提供准确、快速支撑，并形成设备检修工作的辅助建议。

5 结束语

对继电保护动作智能分析模型的研究与应用项目的成功实施，智能辨别分析保护动作扩大化情况，并为保护设备故障判断提供准确、快速支撑，减少故障发生的概率，实现继电保护动作的安全运行。

随着项目内容的展开，负责该项目的小组成员都取得了很大的进步。小组成员能够在产生分歧时进行良好的沟通，他们不仅仅是单独的个人，而是一个团队。随着项目的进一步深化，该项目团队成员在这次锻炼中凝聚在一起，互相学习，共同进步，组成了一个高性能的团队。