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構設計，采用單元協調法實現可視化建模。最終的測試結果表明：在不同的繼電保護執行單元范圍下，對比于傳統的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，表明在模型中的應用效果更佳，具有實際的應用意義。

關鍵詞：繼電保護;裝置設計;可視化建設;建模研究;電力結構;電子控制;

中圖分類號： TM407??? 文獻標識碼：A

0引言

近幾年來，隨著電力工業的進一步創新與完善，電力系統的內部結構也有了極大地改變，最為明顯的便是相應的控制執行裝置以及繼電保護裝置[1]。其實，依據現如今的行業現狀，電力控制裝置雖然可以完成預期的工作目標，但是在實際應用的過程中，辨別速度較低，再加上電力處理需求的變化，傳統的處理模式已經不再能滿足需求。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]?？梢暬夹g對于電力行業的發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勢，對比于傳統的處理形式，可視化建模在電力系統的應用過程中更為靈活多變，應用性更強，在復雜的電力情況之下，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量，形成功能更為強大的電力系統，為電力行業未來的發展奠定堅實的基礎[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，均具有一定的關聯性，以此來確保最終應用的效率。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，表示范圍內可視化值。根據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，可以根據建模的應用效應以及覆蓋面積，設定單元辨識的目標與層級，完成可視化隱性單元辨識工作的執行。

1.2繼電保護裝置下整定可視化結構設計

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，設計整定可視化結構。所謂整定可視化結構，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，一旦建模在應用的過程中出現問題或者異常，便可以通過整定的斷路器切除故障，停止信號的傳輸與應用，避免出現保護誤動的情況。同時，繼電保護裝置還需要與支路保護設備連接，形成完整系統的安全保護機制[5]。

隨后，在初始可視化的環境之中，結合繼電保護裝置的覆蓋范圍，設計相對應的可視化建模結構，如下圖1所示：

根據圖1，可以完成對可視化建模結構的設計。隨后，將可視化隱性單元辨識目標設定在可視化建模的結構之中，以此來進一步優化完善整體的應用結構。

1.3單元協調法實現可視化建模

單元協調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一處理，雖然可以完成預期的效果，但是結果并不準確，可靠性較弱。所以，在建模的過程中，需要對電力系統的可視化處理作出均衡協調[6]。首先，可以在電力系統中設定對應的可視化監測單元節點，每一個單元節點均是獨立的，且同時具有可視化的能力，將每一個單元節點關聯在一起，形成可視化網，同時結合上述的整定可視化結構，可以形成更具功能化、系統化的可視化模型，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用效果驗證。測試共分為2組，一組為傳統的IEC61850就地化建模，將其設定為傳統IEC61850就地化建模測試組;另一組為本文所設計的模型，將其設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境之下同時測試，對得出的結果對比分析。

2.1測試準備

在對可視化邏輯模型測試前，需要先搭建相應的測試環境。選擇K供電局作為測試的目標，設定220kV作為測試的主電壓標準，并設計二次回路形成數字化的試點。與此同時，在K供電局中，進行屏柜的關聯，形成統一的供電標準。另外，還需要對電力系統中的繼電保護裝置進行預設，設定BSJ1、BJJ2、SIG1以及SIG2作為可視化繼電觸點的辨識節點，同時，設定可視化的信號覆蓋范圍，計算出實際所覆蓋的端子系數，具體如下公式2所示：

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

2.2測試過程及結果分析

在上述所搭建測試的環境之中，進行具體的測試與對比驗證，具體如下：根據測試的標準以及實際供電需求，先設定具體的可視化建模目標。這部分可以將目標具體化，在關聯繼電保護裝置的側后方安裝斷路器，形成分位、合位的雙向信號回路，具體如下圖2所示：

根據圖2，可以了解到分位、合位雙向信號回路復位情況。隨后，在電力系統中設定不同的繼電保護執行單元，計算出可視化辨別速度，最終得出邏輯單元模型的測試結果，如下表1所示：

根據表1所示，最終可以完成對測試結果的對比驗證：在不同的繼電保護執行單元范圍下，對比于傳統的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，表明在模型中的應用效果更佳，具有實際的應用價值。

結束語

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。對比于我國傳統的電力處理模型，本文所設計的邏輯化模型具有更強的穩定性與靈活性，在實際應用的過程中，與繼電保護相關聯，形成更加系統、完整的電力處置結構，形成協調調度的層級可視化應用模式，在復雜的電力情況下，形成更為穩定的可視化配合關系，實現完整、系統的電力處理機制，優化整體的電力網。

參考文獻

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[2]曾治安，姚樹友，鄭曉玲等. 基于移動互聯網技術的繼電保護設備智能運維管理模式探討[J]. 電力系統保護與控制，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測方法[J]. 電力系統保護與控制，2019，47（16）：94-100.

[4]劉千寬，劉宏君，丁曉兵等. 服務于變電站數字化設計的二次設備建模技術研究[J]. 電力系統保護與控制，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據模型結構及搜索優化[J]. 電機與控制學報，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字圖紙建模方法[J]. 機械與電子，2020，38（04）：28-32.