繼電保護中電氣工程智能系統的應用

周偉　陳烽　劉小平

摘 要：目前，電氣工程智能系統已經在繼電保護中得到了應用，但也存在一些較為明顯的不足，例如在數據結構及類型知識描述等方面。本課題筆者在分析繼電保護發展現狀的基礎上，進一步對電氣工程智能系統結構進行了分析，最后提出了數據結構的改進措施，希望以此為電氣工程智能系統在繼電保護中的完善應用提出一些具有價值性的參考依據。

關鍵詞：繼電保護；電氣工程智能系統；應用

引言

在繼電保護中，電氣工程智能系統獲得了應用，但同時也存在一些較為明顯的缺陷，主要體現在數據結構及類型知識描述等方面[1]。鑒于此，本課題在對“繼電保護中電氣工程智能系統的應用”進行探究過程中，需要針對其應用的不足，提出關于數據結構的改進措施，從而使電氣工程智能系統在繼電保護中具備更具廣泛性的應用。

1 繼電保護發展現狀分析

在電力系統高速發展的背景下，對繼電保護提出了越來越高的要求。同時，在諸多技術高速發展下，例如，計算機技術、電子技術及通信技術等，均為繼電保護技術的發展提供了幫助。由此可見，繼電保護技術在未來中有著較為廣闊的發展前景。對于繼電保護自新中國成立經歷了四個階段。

第一階段：建國后，在六十年代，我國已經擁有了較為完善的關于繼電保護的體系，其中包括了繼電保護的設計、制造、研究及運行等。無疑，在這一階段，為我國繼電保護技術的發展起到了推波助瀾的作用。

第二階段：到了八十年代，晶體管繼電保護得到了快速發展，如由南京自動化設備廠與天津大學合作研發的500kV晶體管方向高頻保護[2]，成功運用在葛洲壩500kV線路上，這代表著我國繼電保護取得了重大成功。

第三階段：到了九十年代初期，起主導地位的是集成電路保護的研發、生產及應用。例如：由南京電力自動化研究院所研發的集成電路工頻變化量方向高頻保護，便起到了巨大作用。

第四階段：九十年代初期之后，繼電保護在我國呈現了高速的發展勢態。其中的微機線路保護裝置，是在一九九一年通過鑒定的，它是由南京電力自動化研究院研制成功的。微機相電壓補償式方向高頻保護則是在1993年通過鑒定的，它是由天津大學和南京電力自動化設備廠合作研發而成的[3]。當然，原理不同與機型不同的微機線路及主設備保護，均有著各自的優勢，它們為電力系統提供了性能及質量優化的繼電保護裝置。在微機保護裝置的致力研究背景下，基于微機保護軟件及算法等方面均獲得了較為顯著的理論成果。顯然，自九十年代后，我國繼電保護技術所呈現的發展趨勢是微機保護。

2 電氣工程智能系統結構分析

在此系統當中，將專家系統引進電氣CAD當中，所使用的語言是編譯型Turbo PROLOG語言，同時還采取了另外兩種語言與交互的方式編制引入電氣ICAD系統，這兩種語言即為：Auto LISP語言和FORTRAN 77語言[4]。如此一來，便能夠使各類語言本身的優勢得到充分利用，同時也使程序的編制更加簡便。在用戶菜單的設計的基礎上，進而使系統提供的能力得到了有效補充，并將無功功率補充專家系統，進而以嵌入的方式到達CAD系統當中。通過用戶菜單，用戶能夠非常方便地對自己的工作方式進行選擇。該系統具備的顯著的特點包括：簡潔、直觀且容易被用戶接受等。還能夠讓用戶在短時間之內對操作方法進行充分掌握，對相應的子模塊極為便利地使用。另外，還降低了設計的成本，使設計效率得到有效提高，從而使設計者的負擔得到很大程度減輕。

3 數據結構的改進探究

專家系統對設計的數據結構及類型知識的描述，表現出了一些明顯的缺陷，主要體現為過于簡單化，不能使系統的通用性與擴展性得到充分滿足。因此，針對這方面的不足，提出通用的知識表示方法便顯得極為重要。基于宏觀層面分析，電氣設計屬于一個正向推理的過程，使部分初始數據來驅動推理機，進一步實現規則匹配及沖突的解決，最終得出相應的結論。對于繼電保護系統設計，這些初始數據便是一次系統當中的結構及參數對保護系統的設計要求。對于一些主設備的繼點保護的初步設計而言，如變壓器等，所使用的以此系統初始數據參數種類使用關聯組元進行表達。其中，關聯組員表達形式為：（對象名：屬性名=屬性值），它與孤立對象屬性概念的描述相適應；關系謂詞表示形式為：（主體對象名，客體對象名：謂詞屬性名=屬性值），在對事實等一系列知識進行表示的情況下，不但具備對象實體的屬性，而且也具備多個對象間所維系的關系。

對于一個變壓器保護系統框架的主要構成，主要包括：系統級、保護方式級以及故障類型保護級等[5]。對于每一級的框架，都擁有相似的結構，同時每一個框架都歸屬于一個更高級的框架。如表1，為系統當中一個電流繼電器框架的具體描述過程。

通過表1可知，此框架表示的對象實體是CR繼電器，系統編號是56，歸屬46號低壓過流保護方式框架。其中最為簡單的屬性槽是“相數=1”，它的屬性值在設計推理中的賦值是由規則以直接的方式決定的。能在推理過程中以直接的方式賦值的是“Iset=”，或者，在需計算的情況下通過ISETO的調用對賦值進行計算，另外還能夠對定值列表Ilist有用戶進行調出，然而以自行的方式對賦值進行選擇。位于框架槽的是“型號=DL233/6”，它能夠對具體繼電器DL233/6進行引出。框架所表現出來的嵌套關系能夠對整體保護系統的描述發揮重要作用。此框架系統形成了具有復雜特性的語義網絡。當中的子框架能夠對父框架的槽值約定進行更改或繼承。如此一來，不但能夠使表示的信息能夠節省，從而降低數據冗余；而且還能夠非常簡單地使信息的一致性得到有效維持。

4 結束語

自改革開放以來，我國的電力系統繼電保護技術經過了四個階段。在電力系統及計算機技術突飛猛進的發展背景下，繼電保護技術也有了巨大的進步及發展空間。無論是在國內還是國外，繼電保護技術在未來中的發展趨勢必然是智能化、網絡化劑計算機化等，同時還需要實現數據通信一體化及人工智能化等。顯然，這便使得繼電保護工作者面臨了巨大的挑戰。通過本課題的探究，認識到電氣工程智能系統在繼電保護中應用的作用及目前所存在的不足。

參考文獻

[1]薄志謙，張保會，董新洲，等.保護智能化的發展與智能繼電器網絡[J].電力系統保護與控制，2013（2）：10-12.

[2]張保會，郝治國.智能電網繼電保護研究的進展（一）——故障甄別新原理[J].電力自動化設備，2010，1：1-6.

[3]王惠中，李文龍.基于Agent技術的繼電保護的研究現狀及發展趨勢[J].工業儀表與自動化裝置，2010，6：11-15.

[4]宋國兵，高淑萍，蔡新雷，等.高壓直流輸電線路繼電保護技術綜述[J].電力系統自動化，2012，22：123-129.

[5]張莉莉，劉世江.電力系統繼電保護與自動裝置原理教學改革探討[J].科技致富向導，2011，29：27-28.