关键词：多信息融合；广域；继电保护；新算法
1 基于广域多信息融合的基本原理
广域继电保护的基本依据就是合理应用广域基础上冗余测量信息来识别系统故障，充分考虑测量、判断、传输广域信息中会出现信息错误或者缺失的问题形成融合多信息的湿度函数模型，通过信息的相互间逻辑关系和冗余性合理反映出元件故障概率。
1.1 识别广域故障的编码
识别故障的基本目的就是能够在发生系统故障的时候，达到快速识别故障以及及时切除故障的目的，软件实际上就是把识别故障元件的基本对象实施 0-1 状态编码，其中，1 表示故障状态；0 表示正常状态，利用在广域信息氛围内形成的所有保护元件状态编码构成的数字串，也就是故障识别编码来合理计算故障识别，得到最优识别故障的识别编码决策解，具备 1 状态的解需要与系统中出现故障的元件进行对应，从理论上分析，可以发现，如果系统元件都具有故障，N 个元件会形成 2N 组识别故障的编码。
1.2 建立适应度函数模型
在建立适应度函数的时候，需要从以下几方面进行分析：第一，选取广域故障信息。在建立广域多信息融合的适应度函数的时候，需要建立具有高灵敏度、快速判断以及高可靠性的信息优势。相比较主常规保护，广域继电保护具有比较慢的动作速度，但是相比较于常规后备保护来说，相对比较快，并且具有比较成熟的是地理信息保护原理，在研究的时候，常规保护原理能够达到快速识别后备保护和主动保护的目的。第二，引入一定的保护动作系数。充分考虑在不同原理的基础上来识别系统故障，具有不同的动作灵敏度和保护动作信息，如果同等分析就不能达到和体现保护信息具有一定重要性的目的。在引入保护动作系数以后，可以不需后备保护和主保护，能够同时分析后备保护和主保护的保护范围和逻辑关系。第三，容错能力。在广域多信息融合的前提下识别故障，需要分析错误信息或许和缺失信息带来的影响。在建立湿度函数以后，需要合理使用近后备快速保护、主保护、较高灵敏度的 II、III 段距离保护、零序和负徐保护等双重或者多信息保护，然后进行合理融合和计算，通过多信息来识别和分析错误信息，依据故障元件和际变化特性来达到识别故障具备的高容错性。基本函数形似如下：
1.3建立期望函数模型
利用收集情况中的决策中心通信系统来获得适应度函数的测量信息，依据正常状态来填补缺失的信息。利用期望函数来计算适应度函数保护动中期望实际情况。建立期望函数的好坏会在一定程度上影响是否能够成功建立适应度函数。在研究期望函数模型的时候，主要就是能够体现广域继电保护识别故障编码系统中电网发生故障的位置元件，也就是编解码对应元件，然后依据实际结构和后备保护、主保护的过后家相应适当保护范围和动作逻辑，达到具有可靠性保护元件的功能。通用表达式如下：
相比较在确定其他保护期望状态来说，在确定断路器失保护期望状态更加复杂，主要就是因为，在失灵保护情况下，操作机构和跳闸回路的相应保护，因此，不能识别故障编码。需要依据相应的断路器位置、保护动作信息等来估算期望值。
2基于广域多信息融合的故障识别
2.1故障识别原理
正常运行时，各继电保护的实际信息均为０，计算此时各组编码的适应度，如表1所示。
表1 正常运行时各组故障识别编码的适应度
在系统发生故障时，由于故障元件的实际信息与期望信息一致，其对应故障识别编码的适应度会大幅下降，而与故障元件相关联的元件因在故障元件的后备保护范围内，其对应初始解的适应度会出现减小或增大的小幅变化；与故障元件不相关联的元件由于实际信息与期望信息不一致，其对应初始解的适应度不会减小。因此，在保护稳态启动后，
可以实时监视各组故障识别编码的适应度减小情况，当适应度减小到一定程度时，则判断其对应元件发生故障。为了更好地说明故障元件识别的算法，通过正常运行时和故障时故障识别编码的适应度比较，引入故障识别概率的概念
式中：Ｅｓｉ为正常运行时各组识别编码的适应度，其值如表1所示；Ｅｉ为实时计算的各组识别编码的适应度；Ｋｉ为各组识别编码的故障识别概率。Ｋｉ 越大说明该故障识别编码越趋于最优，即其对应元件发生故障的概率最大。２．２ 故障识别判据理论上，系统发生故障时广域信息完全正确，故障元件对应的故障识别编码的适应度最小，故障识别概率最大，很容易识别故障元件（见表2）。
表2 广域信息完全正确时各组编码的故障识别概率
实际上，受信息缺失或信息错误的影响，故障元件实际信息与期望信息并不完全一致，其适应度也不再为０，即故障识别概率下降。表3所示为Ｌ１故障编码在随机１０位信息缺失情况下的５次实验故障识别概率的计算结果。
表3 广域信息缺失时各组编码的故障识别概率
表4所示为Ｌ１故障编码在随机１０位信息错误情况下的５次实验故障识别概率的计算结果。
表4 广域信息错误时各组编码的故障识别概率
由表3、表4可知：信息缺失（１状态视为０，０状态也视为０）对故障元件视为保护拒动，对正常元件不产生影响；信息错误（１状态视为０，０状态视为１）对正常元件视为保护误动，对故障元件视为保护拒动。所以，信息错误较信息缺失影响更大。
因此，考虑信息缺失和信息错误的影响，保护判据为：
式中：ＫＳｅｔ１，ＫＳｅｔ２，ＫＳｅｔ３为保护定值，ＫＳｅｔ１按照快速保护的可靠性系数整定，本文取 ７０％，ＫＳｅｔ２按照主保护及快速后备保护拒动、其他后备保护正确动作时计算的故障识别概率整定，本文取３０％，ＫＳｅｔ３按照远后备保护动作、其他保护拒动时计算的故障识别概率整定，本文取２０％。
故障识别具体实现方案如图所示。
结束语
广域继电保护中建立的后备保护功能对于切除故障具有很大作用，一是，能够达到快速切除故障的目的；二是，因为大范围切除故障，中断输电线路导致严重后果。所以，怎样基于广域信息技术来达到能够可靠识别故障元件信息以及快速处理故障是未来研究和发展广域继电保护的重要方向。在基于多信息融合的前提下，建立一种广域继保护故障识别新算法，可以提高系统容错性。
参考文献
[1]廖智贤.基于多信息融合技术的继电保护研究 [J]. 科技风，2010（18）：257.
[2]蒋睿智.变电站保护多信息融合应用探讨[J].硅谷，2010（23）：34.
[3]刘颖彤.基于故障元件判别的广域继电保护算法研究[D].华中科技大学，2013：21.
论文作者:王嵩
论文发表刊物:《中国电业》2019年16期
论文发表时间:2019/11/29
标签：故障论文; 信息论文; 元件论文; 概率论文; 函数论文; 继电保护论文; 状态论文; 《中国电业》2019年16期论文;