基于繼電保護裝置的可視化建模研究

陳夏曉 馬云

摘要：因此，對基于繼電保護裝置的可視化建模展開研究。進行可視化隱性單元辨識，完成繼電保護裝置下整定可視化結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用單元協(xié)調(diào)法實現(xiàn)可視化建模。最終的測試結(jié)果表明：在不同的繼電保護執(zhí)行單元范圍下，對比于傳統(tǒng)的IEC61850就地化建模測試組，繼電保護可視化建模測試組得出的視化辨別速度更快一些，表明在模型中的應(yīng)用效果更佳，具有實際的應(yīng)用意義。

關(guān)鍵詞：繼電保護;裝置設(shè)計;可視化建設(shè);建模研究;電力結(jié)構(gòu);電子控制;

中圖分類號： TM407??? 文獻標(biāo)識碼：A

0引言

近幾年來，隨著電力工業(yè)的進一步創(chuàng)新與完善，電力系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有了極大地改變，最為明顯的便是相應(yīng)的控制執(zhí)行裝置以及繼電保護裝置[1]。其實，依據(jù)現(xiàn)如今的行業(yè)現(xiàn)狀，電力控制裝置雖然可以完成預(yù)期的工作目標(biāo)，但是在實際應(yīng)用的過程中，辨別速度較低，再加上電力處理需求的變化，傳統(tǒng)的處理模式已經(jīng)不再能滿足需求。在上述背景之下，進行基于繼電保護裝置的可視化建模研究[2]。可視化技術(shù)對于電力行業(yè)的發(fā)展起到極大的推動作用，可視化建模具有一定的信息化與智能化的優(yōu)勢，對比于傳統(tǒng)的處理形式，可視化建模在電力系統(tǒng)的應(yīng)用過程中更為靈活多變，應(yīng)用性更強，在復(fù)雜的電力情況之下，也可以降加強供電配合的緊密度，提升整體的處電力處理效率以及質(zhì)量，形成功能更為強大的電力系統(tǒng)，為電力行業(yè)未來的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)[3]。

1繼電保護裝置下可視化建模探究

1.1可視化隱性單元辨識

一般情況下，對于變電站的電力處理裝置，均具有一定的關(guān)聯(lián)性，以此來確保最終應(yīng)用的效率。所以，可先將合并單元的SV報文所含CT次級信息模擬解析，隨后，與不同電力源的可視化源量比對，形成間隔保護隱性辨識單元。同時，進行合并單元均值的計算，如下公式1所示：

公式1中：表示合并單元均值，表示不同次級的幅值，表示范圍內(nèi)可視化值。根據(jù)得出的合并單元均值，完成對客戶化隱性單元的辨識范圍[4]。完成之后，可以根據(jù)建模的應(yīng)用效應(yīng)以及覆蓋面積，設(shè)定單元辨識的目標(biāo)與層級，完成可視化隱性單元辨識工作的執(zhí)行。

1.2繼電保護裝置下整定可視化結(jié)構(gòu)設(shè)計

在完成可視化隱性單元辨識之后，接下來，在繼電保護裝置的背景之下，設(shè)計整定可視化結(jié)構(gòu)。所謂整定可視化結(jié)構(gòu)，指的是一種靈活多變的建模流程。與保護裝置檢測、判斷等功能相連，同時，一旦建模在應(yīng)用的過程中出現(xiàn)問題或者異常，便可以通過整定的斷路器切除故障，停止信號的傳輸與應(yīng)用，避免出現(xiàn)保護誤動的情況。同時，繼電保護裝置還需要與支路保護設(shè)備連接，形成完整系統(tǒng)的安全保護機制[5]。

隨后，在初始可視化的環(huán)境之中，結(jié)合繼電保護裝置的覆蓋范圍，設(shè)計相對應(yīng)的可視化建模結(jié)構(gòu)，如下圖1所示：

根據(jù)圖1，可以完成對可視化建模結(jié)構(gòu)的設(shè)計。隨后，將可視化隱性單元辨識目標(biāo)設(shè)定在可視化建模的結(jié)構(gòu)之中，以此來進一步優(yōu)化完善整體的應(yīng)用結(jié)構(gòu)。

1.3單元協(xié)調(diào)法實現(xiàn)可視化建模

單元協(xié)調(diào)法的針對重點在可視化的處理模式之上，一般繼電保護的可視化處理均為統(tǒng)一處理，雖然可以完成預(yù)期的效果，但是結(jié)果并不準(zhǔn)確，可靠性較弱。所以，在建模的過程中，需要對電力系統(tǒng)的可視化處理作出均衡協(xié)調(diào)[6]。首先，可以在電力系統(tǒng)中設(shè)定對應(yīng)的可視化監(jiān)測單元節(jié)點，每一個單元節(jié)點均是獨立的，且同時具有可視化的能力，將每一個單元節(jié)點關(guān)聯(lián)在一起，形成可視化網(wǎng)，同時結(jié)合上述的整定可視化結(jié)構(gòu)，可以形成更具功能化、系統(tǒng)化的可視化模型，完成繼電保護裝置的可視化建模分析和研究。

2建模測試

本次主要是對基于繼電保護裝置的可視化建模應(yīng)用效果驗證。測試共分為2組，一組為傳統(tǒng)的IEC61850就地化建模，將其設(shè)定為傳統(tǒng)IEC61850就地化建模測試組;另一組為本文所設(shè)計的模型，將其設(shè)定為繼電保護可視化建模測試組。兩組模型在相同的測試環(huán)境之下同時測試，對得出的結(jié)果對比分析。

2.1測試準(zhǔn)備

在對可視化邏輯模型測試前，需要先搭建相應(yīng)的測試環(huán)境。選擇K供電局作為測試的目標(biāo)，設(shè)定220kV作為測試的主電壓標(biāo)準(zhǔn)，并設(shè)計二次回路形成數(shù)字化的試點。與此同時，在K供電局中，進行屏柜的關(guān)聯(lián)，形成統(tǒng)一的供電標(biāo)準(zhǔn)。另外，還需要對電力系統(tǒng)中的繼電保護裝置進行預(yù)設(shè)，設(shè)定BSJ1、BJJ2、SIG1以及SIG2作為可視化繼電觸點的辨識節(jié)點，同時，設(shè)定可視化的信號覆蓋范圍，計算出實際所覆蓋的端子系數(shù)，具體如下公式2所示：

公式2中：表示信號覆蓋端子系數(shù)，表示物理屬性控制范圍，表示可視化預(yù)設(shè)范圍，表示屏柜豎端子作用距離，表示允許出現(xiàn)的極限差值。通過上述計算，最終可以得出實際的信號覆蓋端子系數(shù)。根據(jù)端子系數(shù)，可以判定可視化建模的作用覆蓋范圍。完成上述設(shè)定之后，接下來，進行具體的測試。

2.2測試過程及結(jié)果分析

在上述所搭建測試的環(huán)境之中，進行具體的測試與對比驗證，具體如下：根據(jù)測試的標(biāo)準(zhǔn)以及實際供電需求，先設(shè)定具體的可視化建模目標(biāo)。這部分可以將目標(biāo)具體化，在關(guān)聯(lián)繼電保護裝置的側(cè)后方安裝斷路器，形成分位、合位的雙向信號回路，具體如下圖2所示：

根據(jù)圖2，可以了解到分位、合位雙向信號回路復(fù)位情況。隨后，在電力系統(tǒng)中設(shè)定不同的繼電保護執(zhí)行單元，計算出可視化辨別速度，最終得出邏輯單元模型的測試結(jié)果，如下表1所示：

根據(jù)表1所示，最終可以完成對測試結(jié)果的對比驗證：在不同的繼電保護執(zhí)行單元范圍下，對比于傳統(tǒng)的IEC61850就地化建模測試組，繼電保護可視化建模測試組得出的可視化辨別速度更快一些，表明在模型中的應(yīng)用效果更佳，具有實際的應(yīng)用價值。

結(jié)束語

綜上所述，便是對基于繼電保護裝置的可視化建模的研究與分析。通常情況下，電力系統(tǒng)的可視化一般指的是電力邏輯模型的可視化操作。對比于我國傳統(tǒng)的電力處理模型，本文所設(shè)計的邏輯化模型具有更強的穩(wěn)定性與靈活性，在實際應(yīng)用的過程中，與繼電保護相關(guān)聯(lián)，形成更加系統(tǒng)、完整的電力處置結(jié)構(gòu)，形成協(xié)調(diào)調(diào)度的層級可視化應(yīng)用模式，在復(fù)雜的電力情況下，形成更為穩(wěn)定的可視化配合關(guān)系，實現(xiàn)完整、系統(tǒng)的電力處理機制，優(yōu)化整體的電力網(wǎng)。

參考文獻

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[2]曾治安，姚樹友，鄭曉玲等. 基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的繼電保護設(shè)備智能運維管理模式探討[J]. 電力系統(tǒng)保護與控制，2019，47（16）：80-86.

[3]陳海濤，楊軍，施迎春等. 基于云模型與馬爾科夫鏈的繼電保護裝置壽命預(yù)測方法[J]. 電力系統(tǒng)保護與控制，2019，47（16）：94-100.

[4]劉千寬，劉宏君，丁曉兵等. 服務(wù)于變電站數(shù)字化設(shè)計的二次設(shè)備建模技術(shù)研究[J]. 電力系統(tǒng)保護與控制，2021，49（02）：166-172.

[5]王文煥，郭鵬，詹榮榮等. 基于最短路徑算法的繼電保護數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)及搜索優(yōu)化[J]. 電機與控制學(xué)報，2021，25（01）：68-78.

[6]王磊，黃力，張禮波等. 智能變電站失靈保護二次回路的可視化數(shù)字圖紙建模方法[J]. 機械與電子，2020，38（04）：28-32.