徐福兵 高 健

（南京南瑞繼保電氣有限公司 江蘇省南京市 211102）

淺析繼電保護(hù)多信息融合處理技術(shù)

徐福兵 高 健

（南京南瑞繼保電氣有限公司 江蘇省南京市 211102）

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展步伐不斷加快，我國電網(wǎng)規(guī)模在日益增大的同時(shí)，也對(duì)我國電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)與要求?，F(xiàn)階段，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)已經(jīng)越來越難以滿足日益增長的用電需求，多信息融合處理技術(shù)的興起與發(fā)展成為繼電保護(hù)更新升級(jí)的新方向。本文針對(duì)多信息融合技術(shù)應(yīng)用，簡要論述了繼電保護(hù)中多信息融合處理技術(shù)的優(yōu)勢，并探討了繼電保護(hù)多信息融合處理技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

繼電保護(hù)；多信息融合；技術(shù)綜述；應(yīng)用

當(dāng)前，大電網(wǎng)、大機(jī)組、大容量、超高壓的電力系統(tǒng)籌建已成為我國電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的大趨勢，更加經(jīng)濟(jì)化、穩(wěn)定化、安全化、可靠化是我國電網(wǎng)規(guī)劃及發(fā)展所追求的目標(biāo)。繼電保護(hù)多信息融合處理技術(shù)的推廣和普及，是我國電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的必然要求，分析研究繼電保護(hù)多信息融合處理技術(shù)的合理應(yīng)用，對(duì)于我國的電網(wǎng)建設(shè)的持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 多信息融合技術(shù)綜述

1.1 定義

多信息融合技術(shù)是一種全新的信息處理發(fā)展方向，主要是指利用多個(gè)傳感器在同一系統(tǒng)對(duì)一類問題進(jìn)行分析處理。當(dāng)前各領(lǐng)域?qū)θ诤线@一概念均有涉及，其研究的內(nèi)容與成果廣泛多樣，從本質(zhì)上講，多信息融合是一個(gè)籠統(tǒng)的概念，學(xué)術(shù)界尚為有統(tǒng)一的定義。依據(jù)本文探討的應(yīng)用領(lǐng)域，參考國內(nèi)外的研究成果，可將多信息融合處理技術(shù)定義為：基于特定的規(guī)則下，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合并分析多個(gè)傳感器中按照時(shí)間順序采集的觀測信息，并將其用于實(shí)現(xiàn)范圍內(nèi)的估算任務(wù)和決策問題的信息處理過程。

1.2 融合層次

多信息融合被由低到高分為三種不同層次的融合：數(shù)據(jù)層信息融合（原始數(shù)據(jù)的融合）、特征層融合（原始數(shù)據(jù)中特征信息的提取及融合）、決策層融合（針對(duì)具體問題，利用特征層融合結(jié)果對(duì)其進(jìn)行分析、融合及決策）。

1.3 基本融合方法

（1）基于信息論的融合方法。信息熵法、表決法、模板法等都可被視作基于信息論的融合方法。這類融合方法，在進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別時(shí)依靠的是目標(biāo)身份與觀測參數(shù)之間的映射關(guān)系，不需要通過統(tǒng)計(jì)的方式，對(duì)隨機(jī)形式的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行直接模擬。

（2）基于認(rèn)識(shí)模型的融合方法。過程模型識(shí)別通過對(duì)人類進(jìn)行模仿，并對(duì)若干傳感器（四肢、鼻、眼、耳等）數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)體辨別，這類方法被稱之為基于認(rèn)識(shí)模型的融合方法，其主要包括了專家系統(tǒng)（基于知識(shí)）、邏輯計(jì)算模版法及模糊集合理論[3]。當(dāng)前被大量運(yùn)用于電力系統(tǒng)中的主要是專家系統(tǒng)和模糊集合理論兩種融合方法。

（3）智能信息融合?，F(xiàn)階段，智能信息融合的主要發(fā)展趨勢為AI（人工智能）技術(shù)的運(yùn)用。在工程領(lǐng)域自適應(yīng)的方法是目前AI（人工智能）技術(shù)最簡單的應(yīng)用方式。同時(shí)，AI（人工智能）技術(shù)也逐步被運(yùn)用于更高層次中。

2 繼電保護(hù)多信息融合處理技術(shù)的優(yōu)勢

根據(jù)功能進(jìn)行劃分的傳統(tǒng)繼電保護(hù)，需將各種功能不同的保護(hù)裝置安裝于每一個(gè)電氣設(shè)備上，而在電路上每種保護(hù)裝置通常是處于相互獨(dú)立的狀態(tài)中，并擁有各自的回路，因而每一個(gè)體箱內(nèi)都只能單獨(dú)安裝設(shè)置只具備一種功能的保護(hù)裝置[1]。這導(dǎo)致現(xiàn)有的保護(hù)裝置雖然能夠?qū)σ恍┒丝谶M(jìn)行繼電保護(hù)，由于實(shí)際操作中各保護(hù)裝置的相互通信聯(lián)系受到很大地限制，造成了各設(shè)備之間的保護(hù)裝置聯(lián)系不夠密切。隨著電壓等級(jí)不斷提升，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)所起到的保護(hù)效果越來越難以滿足電力系統(tǒng)的整體需求。

多信息融合處理技術(shù)在繼電保護(hù)中的運(yùn)用，電力系統(tǒng)中電氣量的反應(yīng)嚴(yán)格遵循保護(hù)原理與基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)中其他信息的參考與反應(yīng)還可以通過互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)際的變電站中，站內(nèi)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)也被包含于互聯(lián)網(wǎng)中。當(dāng)前在變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，光纖通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被廣泛運(yùn)用，使多信息融合處理技術(shù)在繼電保護(hù)中應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)[2]。

多信息繼電保護(hù)的信息來源基于網(wǎng)落下，信息來源渠道十分的廣泛。一次系統(tǒng)的信息獲取與采集可通過各種傳感器獲得，這些信息被稱之為直接信息，其包括了一次系統(tǒng)中各回路的電流值、電壓值等。獲取與采集二次設(shè)備本身的工作狀態(tài)信息被稱之間接信息，其包括電壓、電流二次回路的繼電保護(hù)信息、自動(dòng)裝置的運(yùn)行狀態(tài)信息以及完好程度信息等。多信息融合處理技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用，使電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性都得到顯著的提升。

3 繼電保護(hù)中多信息融合處理技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用分析

（1）對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的信息融合處理技術(shù)的發(fā)展過程進(jìn)行分析，可得出信息的使用、提取及發(fā)現(xiàn)，不僅是電力系統(tǒng)發(fā)展升級(jí)的必然要求，同時(shí)也是繼電保護(hù)中多信息融合處理技術(shù)關(guān)鍵的發(fā)展及研究方向。繼電保護(hù)性能不斷被提升，得益于多信息融合處理技術(shù)不斷創(chuàng)新與進(jìn)步。

例如，距離繼電器利用電流電壓的信息，這個(gè)技術(shù)的系統(tǒng)影響不大于采用電流過流的保護(hù)，而差動(dòng)繼電器利用兩端的電流量，在靈敏性上的效果與性能明顯好于過流保護(hù)的效果與性能，又可以將電壓電流信息引入其中，方向過流繼電器兩者可以區(qū)別正向和反向的故障。技術(shù)人員也可以根據(jù)信息數(shù)量不同對(duì)保護(hù)性能進(jìn)行優(yōu)差的聯(lián)系，依靠不同的繼電保護(hù)及元件保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)特征，使保護(hù)性能的不同層次得到有效顯著的提升。但是繼電保護(hù)的時(shí)間性太長，對(duì)操作中發(fā)生故障后要求立刻執(zhí)行檢查動(dòng)作，這個(gè)動(dòng)作對(duì)于電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用。

（2）電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)提出了很高的可靠要求，并且在現(xiàn)在社會(huì)多信息處理技術(shù)并沒有很好發(fā)展成型的背景下，保護(hù)裝置沒有足夠的條件在系統(tǒng)出故障時(shí)達(dá)到對(duì)全部層次信息進(jìn)行融合性處理。所以，通過這些問題，可以看出多信息融合技術(shù)在于繼電保護(hù)技術(shù)上的方面使用還是比較狹窄的。這之中的困難主要在于：傳統(tǒng)的信息采集方法保護(hù)仍然使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方法進(jìn)行配置，也就是一個(gè)保護(hù)裝置只被一個(gè)傳感器所對(duì)應(yīng)，這個(gè)方法雖然有效，但是大大使二次負(fù)載降低了，并且使傳感器的數(shù)目龐大而繁復(fù)，將二次接線和信息采集十分復(fù)雜，各個(gè)保護(hù)裝置的信息不能夠確保其可靠性。

（3）在信息傳遞的資源共享技術(shù)方面，由于需要被傳遞的信息過多，龐大且復(fù)雜的數(shù)目，對(duì)繼電保護(hù)裝置來講是非常需要時(shí)間的。但是繼電保護(hù)裝置的時(shí)間要求非?？量蹋瑳]有太多剩余時(shí)間進(jìn)行大量、復(fù)雜的信息傳遞，造成信息無法被繼電保護(hù)裝置及時(shí)有效處理。

（4）如今，繼電保護(hù)裝置基本上都實(shí)現(xiàn)了電腦化，電腦產(chǎn)品發(fā)展迅速，技術(shù)也日新月異，這對(duì)繼電保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)處理及運(yùn)算方面問題得到很好的解決和提高。網(wǎng)絡(luò)及通訊技術(shù)發(fā)展迅猛，在21世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代到來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)被深入運(yùn)用到電力系統(tǒng)中，現(xiàn)在的傳輸速度和能力，已經(jīng)能夠替繼電保護(hù)系統(tǒng)，提供便捷的通道，也能夠滿足其信息的及時(shí)處理的需求。而對(duì)于數(shù)字傳感器，能夠?yàn)榇_保多信息融合實(shí)現(xiàn)，將信息障礙徹底清理。數(shù)字式傳感器能夠更好優(yōu)化數(shù)字接口，并且和網(wǎng)絡(luò)科技相結(jié)合，這就改變了現(xiàn)在傳感器系統(tǒng)的連接模式，真正達(dá)到了信息的分享。

4 結(jié)合語

多信息融合處理技術(shù)作為一項(xiàng)處于不斷發(fā)展中的創(chuàng)新型信息處理技術(shù)，其在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用還需要結(jié)合其技術(shù)特點(diǎn)與原理不斷探索與完善，這樣才能夠真正促進(jìn)我國電網(wǎng)建設(shè)不斷發(fā)展與進(jìn)步，從而為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)健康持續(xù)發(fā)展提供有利條件與環(huán)境。

[1]張文力.繼電保護(hù)多信息融合處理技術(shù)淺析[J].民營科技，2013（07）：20.

[2]廖智賢.基于多信息融合技術(shù)的繼電保護(hù)研究[J].科技風(fēng)，2012（18）：257.

[3]胡敏.信息融合技術(shù)及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D].電子科技大學(xué)，2011.

TM771

A

1004-7344（2016）24-0128-02

2016-8-9

徐福兵（1979-），男，江西廣豐人，中級(jí)工程師，本科，從事電力自動(dòng)化設(shè)備營銷工作。