模糊數學理論下智能變電站繼電保護運行狀態評價分析

周桂

摘 要：在變電站繼電保護運行的過程中，需要對繼電保護運行的狀態進行評價，了解其運行狀態情況，這樣才能夠根據實際的情況及時的采取有效的措施進行調整。因此，在文章的研究中，主要針對于基于模糊數學理論下的智能變電站繼電保護運行狀態進行評價，希望通過文章的探討，能夠為相關方面的研究提供理論性的參考。

關鍵詞：模糊數學理論；智能變電站；繼電保護；運行狀態；評價

前言

模糊數學理論是一種較為科學的理論，將其應用到智能變電站繼電保護運行狀態的評價中，能夠實現良好的評價效果，有助于智能變電站繼電保護運行在最佳的狀態中，下面進行具體的分析和研究。

1 模糊數學理論的概述

所謂模糊數學就是對一些模糊性的現象進行模糊數學的研究，是將一個自身模糊的事物形成一種規范性的處理，而并不是將事物變得模糊，在應用模糊數學理論的過程中，需要對要研究的事物進行分析，是否屬于模糊概念范疇內，也就是說，利用模糊數學研究的對象需要保證具有模糊性的特征，這樣才能充分發揮出模糊數學理論的功能[1]。例如，在變電站繼電保護運行狀態下會存在一些模糊性的數據，如，拒動失效率、誤動失效率等。

2 模糊數學理論與隸屬函數的關系

模糊數學理論是一種較為綜合的評判方法，在采用模糊數學理論對事物評價之前，需要確定各項參數，這樣才能形成一個綜合的評價值，也就是隸屬度，才能實現各項參量之間的可比性[2]。而隸屬函數則是模糊數學理論中的一種，如果從集合的角度上來講的話，隸屬函數屬于模糊數學理論的子集，在模糊數學理論下對智能變電站繼電保護運行狀態的評價分析，作者主要從隸屬函數的角度進行分析。

3 模糊數學理論下智能變電站繼電保護運行狀態評價分析

3.1 變電站繼電保護裝置狀態參量

變電站運行的安全性直接影響著電力系統的供電質量，繼電保護裝置是保證變電站安全運行的關鍵，針對變電站繼電保護裝置運行狀態的評價主要從故障記錄、設備運行狀態、運行維護、預防性試驗、設備檢修、帶電檢測等方面進行分析[3-4]。此外，還應對繼電保護的拒動失效率以及誤動失效率列為重要的評價標準，針對變電站繼電保護裝置的狀態參數，如果利用模糊數學理論并結合繼電保護裝置自身運行、維護、管理的特點，可以形成繼電保護裝置的狀態參量模型。

3.2 模糊數學理論綜合評判模型的評語集、因素集

變電站在運行的過程中，繼電保護裝置的運行狀態可以評價出變電站運行的安全性，針對繼電保護裝置的運行狀態來說，主要分為正常運行狀態、低效率運行狀態、異常運行狀態等三種，而這三種運行狀態在模糊數學理論綜合評判模型中，將作為對繼電保護裝置評判的評語集X（x1，x2，xb）。另外，變電站繼電保護裝置在正常運行的過程中，其運行狀態的參量也會進行量化，而種種量化的狀態將作為模糊數學理論綜合評判模型的因素集Y（y1，y2，y3，y4，y5，y6，y7……）。

3.3 模糊數學理論方法的確定

模糊數學理論方法的應用，應結合變電站的實際運行情況采取相應的方法，才能有效的發揮出其作用來，隸屬函數作為模糊數學理論的重要定量方式，主要采用的評判方法有例證法、統計法、待定系數法、二元對比排序法、三分法、專家評判法等[5]。文章利用模糊數學理論對智能變電站繼電保護的運行狀態評價分析主要采用待定系數法，主要根據邊界、論域、過度形式、分布形式等因素來確定繼電保護裝置的隸屬函數，通過對智能變電站繼電保護的實際運行情況分析，對一種模糊集作為評價對象，并對其模糊集的隸屬函數作為分布，結合相關運行背景來確定相關的分布參數，完成對智能變電站繼電保護模糊數學理論方法的確定。

3.4 確定隸屬函數的分布形式

通常狀況下，隸屬函數的分布形式可以根據所要評價的對象來選擇相關的分布形式，主要有三角形分布、正態分布、梯形分布、嶺形分布等，從分布特征上來看，三角形隸屬函數以及梯形體函數的分布特征為線性分布；正態隸屬函數以及嶺形隸屬函數的分布特征為非線性分布[6]。針對文章提到的模糊數學理論下對變電站繼電保護運行狀態的評價分析，主要從模糊正態分布和三角形分布隸屬函數的角度來綜合評判，具體如下：

模糊正態分布隸屬函數。文章在模糊理論下對智能變電站繼電保護運行狀態的評價分析，首先，要選取模糊正態分布的密度函數，也就是各個參量的隸屬度，可以通過表達式表述為：

t（i）=m

在以上表達式中，t（i）是作為參量i的隸屬度；？滓為函數的高度；？滋作為隸屬函數中的期望值，也就是對評價的區間所給定的隸屬度。

智能變電站繼電保護的運行狀態主要分為正常運行狀態、低效率運行狀態、異常運行狀態等三種運行狀態，為此，文章主要與評語集對應的三個元素進行評價，并在區間內因素集中的相應參量進行評價，其中三個區間的分布期望值？滋以此為？滋min、？滋0、？滋max，其中的 ？滋min為參量屬性的最小值，也就是正常的運行狀態，？滋0為參量屬性的一般值，也就是低效率運行的狀態，而？滋max則為參量屬性的最大值，也就是異常的運行狀態（如圖1所示）。

圖1 模糊正太分布隸屬度的模型

模糊三角形分布隸屬函數。通過上一部分的模糊正態分布隸屬函數對智能變電站繼電保護運行狀態評價的分析，可以判斷出模糊三角形分布隸屬函數的分布規律，具體如圖2所示。

圖2 三角形分布隸屬度的模型

4 結束語

綜上所述，智能變電站的應用得到廣泛的推廣，而且，變電站的運行效率也有著顯著的提升，但是，在智能變電站運行的過程中，還需要做好相應的保護措施，而繼電保護設備則是保證智能變電站的安全運行的主要設備，要對智能變電站的繼電保護運行狀態進行有效的評價和分析，才能保證智能變電站的安全運行。通過文章對模糊數學理論下智能變電站繼電保護運行狀態的評價分析，作者結合自身多年經驗，以及多模糊數學理論知識的理解，主要從模糊數學理論與隸屬函數的關系、繼電保護裝置狀態參量、模糊數學理論綜合評判模型的評語集和因素集、模糊數學理論方法的確定、確定隸屬函數的分布形式等幾部分進行剖析，希望通過文章的分析，對提高智能變電站的安全運行質量有著一定的幫助。

參考文獻

[1]李軍均，戚進，胡潔，等.一種基于隸屬函數的相似度計算方法及其應用[J].計算機應用研究，2010（3）.

[2]廖瑞金，王謙，駱思佳，等.基于模糊綜合評判的電力變壓器運行狀態評估模型[J].電力系統自動化，2008（3）.

[3]廖瑞金，鄭含博，楊麗君，等.基于集對分析方法的電力變壓器絕緣狀態評估策略[J].電力系統自動化，2010（21）.

[4]楊麗徙，于發威，包毅.基于物元理論的變壓器絕緣狀態分級評估[J].電力自動化設備，2010（6）.

[5]荊朝霞，曾麗.基于改進層次分析法的配電網中壓改造項目迫切度分析[J].電力系統自動化，2011（4）.

[6]宋杰，靳希，鮑偉，等.基于IEC61850的智能繼電保護裝置協同測試系統的研究[J].電力系統保護與控制，2012（5）.