浅析继电保护多信息融合处理技术

2016-01-28徐福兵

大科技 2016年24期

关键词：保护装置继电保护传感器

徐福兵高健

（南京南瑞继保电气有限公司江苏省南京市 211102）

浅析继电保护多信息融合处理技术

徐福兵高健

（南京南瑞继保电气有限公司江苏省南京市 211102）

近年来，随着我国经济建设发展步伐不断加快，我国电网规模在日益增大的同时，也对我国电力系统运行的稳定性与安全性提出了更高的标准与要求。现阶段，传统的继电保护已经越来越难以满足日益增长的用电需求，多信息融合处理技术的兴起与发展成为继电保护更新升级的新方向。本文针对多信息融合技术应用，简要论述了继电保护中多信息融合处理技术的优势，并探讨了继电保护多信息融合处理技术的实际应用。

继电保护；多信息融合；技术综述；应用

当前，大电网、大机组、大容量、超高压的电力系统筹建已成为我国电网建设发展的大趋势，更加经济化、稳定化、安全化、可靠化是我国电网规划及发展所追求的目标。继电保护多信息融合处理技术的推广和普及，是我国电网建设发展的必然要求，分析研究继电保护多信息融合处理技术的合理应用，对于我国的电网建设的持续发展具有重要的现实意义。

1 多信息融合技术综述

1.1 定义

多信息融合技术是一种全新的信息处理发展方向，主要是指利用多个传感器在同一系统对一类问题进行分析处理。当前各领域对融合这一概念均有涉及，其研究的内容与成果广泛多样，从本质上讲，多信息融合是一个笼统的概念，学术界尚为有统一的定义。依据本文探讨的应用领域，参考国内外的研究成果，可将多信息融合处理技术定义为：基于特定的规则下，利用计算机技术综合并分析多个传感器中按照时间顺序采集的观测信息，并将其用于实现范围内的估算任务和决策问题的信息处理过程。

1.2 融合层次

多信息融合被由低到高分为三种不同层次的融合：数据层信息融合（原始数据的融合）、特征层融合（原始数据中特征信息的提取及融合）、决策层融合（针对具体问题，利用特征层融合结果对其进行分析、融合及决策）。

1.3 基本融合方法

（1）基于信息论的融合方法。信息熵法、表决法、模板法等都可被视作基于信息论的融合方法。这类融合方法，在进行目标识别时依靠的是目标身份与观测参数之间的映射关系，不需要通过统计的方式，对随机形式的观测数据进行直接模拟。

（2）基于认识模型的融合方法。过程模型识别通过对人类进行模仿，并对若干传感器（四肢、鼻、眼、耳等）数据进行实体辨别，这类方法被称之为基于认识模型的融合方法，其主要包括了专家系统（基于知识）、逻辑计算模版法及模糊集合理论[3]。当前被大量运用于电力系统中的主要是专家系统和模糊集合理论两种融合方法。

（3）智能信息融合。现阶段，智能信息融合的主要发展趋势为AI（人工智能）技术的运用。在工程领域自适应的方法是目前AI（人工智能）技术最简单的应用方式。同时，AI（人工智能）技术也逐步被运用于更高层次中。

2 继电保护多信息融合处理技术的优势

根据功能进行划分的传统继电保护，需将各种功能不同的保护装置安装于每一个电气设备上，而在电路上每种保护装置通常是处于相互独立的状态中，并拥有各自的回路，因而每一个体箱内都只能单独安装设置只具备一种功能的保护装置[1]。这导致现有的保护装置虽然能够对一些端口进行继电保护，由于实际操作中各保护装置的相互通信联系受到很大地限制，造成了各设备之间的保护装置联系不够密切。随着电压等级不断提升，传统的继电保护所起到的保护效果越来越难以满足电力系统的整体需求。

多信息融合处理技术在继电保护中的运用，电力系统中电气量的反应严格遵循保护原理与基础，同时对电力系统中其他信息的参考与反应还可以通过互联网来实现。在一个实际的变电站中，站内的数据通信网络也被包含于互联网中。当前在变电站的综合自动化系统中，光纤通信技术与计算机局域网络技术被广泛运用，使多信息融合处理技术在继电保护中应用得以实现[2]。

多信息继电保护的信息来源基于网落下，信息来源渠道十分的广泛。一次系统的信息获取与采集可通过各种传感器获得，这些信息被称之为直接信息，其包括了一次系统中各回路的电流值、电压值等。获取与采集二次设备本身的工作状态信息被称之间接信息，其包括电压、电流二次回路的继电保护信息、自动装置的运行状态信息以及完好程度信息等。多信息融合处理技术在继电保护中的应用，使电力系统运行的稳定性、经济性、可靠性、安全性都得到显著的提升。

3 继电保护中多信息融合处理技术的实际应用分析

（1）对电力系统继电保护中的信息融合处理技术的发展过程进行分析，可得出信息的使用、提取及发现，不仅是电力系统发展升级的必然要求，同时也是继电保护中多信息融合处理技术关键的发展及研究方向。继电保护性能不断被提升，得益于多信息融合处理技术不断创新与进步。

例如，距离继电器利用电流电压的信息，这个技术的系统影响不大于采用电流过流的保护，而差动继电器利用两端的电流量，在灵敏性上的效果与性能明显好于过流保护的效果与性能，又可以将电压电流信息引入其中，方向过流继电器两者可以区别正向和反向的故障。技术人员也可以根据信息数量不同对保护性能进行优差的联系，依靠不同的继电保护及元件保护的标准特征，使保护性能的不同层次得到有效显著的提升。但是继电保护的时间性太长，对操作中发生故障后要求立刻执行检查动作，这个动作对于电力系统的正常运行有着至关重要的作用。

（2）电力系统对继电保护提出了很高的可靠要求，并且在现在社会多信息处理技术并没有很好发展成型的背景下，保护装置没有足够的条件在系统出故障时达到对全部层次信息进行融合性处理。所以，通过这些问题，可以看出多信息融合技术在于继电保护技术上的方面使用还是比较狭窄的。这之中的困难主要在于：传统的信息采集方法保护仍然使用点对点的方法进行配置，也就是一个保护装置只被一个传感器所对应，这个方法虽然有效，但是大大使二次负载降低了，并且使传感器的数目庞大而繁复，将二次接线和信息采集十分复杂，各个保护装置的信息不能够确保其可靠性。

（3）在信息传递的资源共享技术方面，由于需要被传递的信息过多，庞大且复杂的数目，对继电保护装置来讲是非常需要时间的。但是继电保护装置的时间要求非常苛刻，没有太多剩余时间进行大量、复杂的信息传递，造成信息无法被继电保护装置及时有效处理。

（4）如今，继电保护装置基本上都实现了电脑化，电脑产品发展迅速，技术也日新月异，这对继电保护装置的数据处理及运算方面问题得到很好的解决和提高。网络及通讯技术发展迅猛，在21世纪网络时代到来，网络技术已经被深入运用到电力系统中，现在的传输速度和能力，已经能够替继电保护系统，提供便捷的通道，也能够满足其信息的及时处理的需求。而对于数字传感器，能够为确保多信息融合实现，将信息障碍彻底清理。数字式传感器能够更好优化数字接口，并且和网络科技相结合，这就改变了现在传感器系统的连接模式，真正达到了信息的分享。