发电厂继电保护整定系统自动建模技术的研究与实现

李青青

摘 要：近年来，为了缓解发电厂继电保护整定计算时图形建模过程中交互困难、人工操作量大等现象，有关的技术人员推出了自动建模技术的理念以及实现方法，来合理有效的解决这一问题。在发电厂继电保护整定系统中运用自动建模技术，已经取得了不错的效果，同时还大大的提高了技术人员的工作效率，为以后的发电厂继电保护整定系统的安全运行奠定基础。

【关键词】发电厂 继电保护 整定系统 自动建模技术 研究与实现

目前，绝大部分的电力系统应用软件都具备最基本的图形可视化功能，但是大多数技术人员，都是通过软件提供的电气设备图元符号来进行图形绘制的，这就极大地增加了人工的操作量。与此同时，不同的应用系统所需的图形格式也不一样，往往要针对不同的需求来开发以及维护各自的图形系统，导致软件开发以及维护的成本大大提高，数据亢余，极其容易产生信息不一致的状况，就此给有关的技术人员带来了极大的不便。所以，在发电厂继电保护整定系统中，研究与实现自动建模技术是很有必要的。

1 继电保护整定系统的现状

我国的继电保护技术先后经历了五十年代的机电式继电保护时代、六十年代中到八十年代中的晶体管式继电保护时代、八十年代中期到九十年代中期的集成电路式继电保护时代，以及从九十年代至今的微机式继电保护时代。现如今，我国新建设的发电厂、变电站以及高压输电线路等的电力系统已经基本实现微机式综合自动化继电保护的全覆盖，同时根据继电保护整定系统的不同类型，研发出了如故障计算、图形建模、数据管理等不同的模块，并在实际应用中取得了不错的成效。

2 基于图形文件识别的发电厂继电保护整定系统自动建模技术

现如今，我国绝大部分的发电厂都是通过AutoCAD软件来对OWG格式的电子版电气接线图进行绘制的。因此，只要保证图形文件能够很好的读取，就会得到相应的计算模型，从而科学合理的完成计算任务，并且确保了整定计算系统能够全自动的稳定运行。

在对图形文件进行识别时，通常需要通用数据接口来对文件信息进行读取，同时还要对相应的文字数据、图形数据进行分析，利用一定的图形认知，来保证电气设备呈现出相应链接的精确性。其中，为了合理地运用参数模板来对数据进行一定的读取，主要包括以下几个方面：

（1）对发电厂的电气主接线图、系统图形进行读取时，一般都是运用AutoCAD软件来合理绘制OWG格式的图形文件。另外，有关的负责人还可以将发电厂主要图形文件的设计等工作，交给相对专业的设计团队来完成，以此来保证使用的精确度以及可以有效的进行人工识别修改；

（2）为了更好的分离图形数据以及保证打成文字的效果，应该对一些相关的数据进行预处理；

（3）在对一些基础图形进行认知的时候，应该利用直线等部分的图元属性，来让它们科学合理的确定自身的位置；

（4）在匹配以及构建电气接线图时，要正确的使用电气设备符号以及位置和图元之间的关系；

（5）配置模板下的电气设备参数，要符合一定的参数设备以及规则；

（6）逐渐形成网络拓扑模型；

（7）要正确合理的利用人工修正的方法来对电气接线图以及模型进行计算，并保护电气设备的配置。

为了方便使用人工修改的方式，还需要建立一个相应的基本图元模型，同时，科学合理的运用基本图元来实现对电气系统接线以及发电厂系统接线进行构建模型，实现电气设备参数的设定。

3 发电厂继电保护整定系统自动建模技术的实现方法

自动建模技术的实现方法，具体有以下几点：

3.1 对电气设备的图元符号进行辨识

（1）将设备图元的几何特点与外部图形文件的图形信息进行匹配，利用辨识设备将图元的位置、类型等基本数据录入到相应的设备类数组结构中去。

（2）利用外部图形文件的文本以及图元的位置关系，来对由图形以及字符组成的设备图元进行辨识。

（3）变换坐标。在对外部图形进行绘制时，针对外部图形的坐标系与辨识平台的坐标系不同的情况，要以拓扑关系相一致为前提，来对坐标进行变换。

3.2 对电气设备图元间的连接关系进行辨识

（1）要在遵循电气设备连接规则的基础上，对部分设备的图元位置坐标进行修正。

（2）针对非线路类的电气设备间的连接关系，要采取对其端点坐标是否重合或者偏差小于一定界限的合理判断，来进行辨识。

（3）对线路类以及非线路类电气设备之间的连接关系进行辨识，将线路类电气设备的两端点作为界限，来确定既覆盖了该线路又保证能留有一定裕度的矩形范围。其中，端点应该与这个矩形范围内的非电气设备的线路相连接。

3.3 对电气设备的名称进行辨识

（1）将电气设备图元的位置坐标作为中心，来合理的对搜索区域进行划定，并且保证该区域中的所有文本能形成文本集合。

（2）针对那些名称中具有关键词的电气设备，就以关键词为索引，来对文本集合中的电气设备名称进行辨识。

（3）针对那些名称中没有关键词的电气设备，就要以电气设备图元以及设备名称之间的对应关系为前提，采取就近原则来进行辨识。

3.4 对电气设备的属性进行辨识

（1）以电气设备图元以及文本的坐标位置为基础，在文本段集合中对含有该图元设备属性的文本段进行检索。

（2）将电气设备属性表与该文本段进行模式匹配，并将文本段中字段所标示的具体属性进行辨识。

3.5 输出图形并自动拓扑建模

以连接规则以及节点融合的快速拓扑分析算法为基础，通过原始的拓扑关系，来实现拓扑建模、自动检查连续性等环节。其中，快速拓扑分析算法比以往的深度优先算法更容易实现编程，同时拓扑的速度也更快。

4 结语

综上所述，在发电厂继电保护整定系统中，实现建模技术的自动化，不仅可以最大限度的减少图形建模过程中的人工操作量，还能够有效地提高发电厂继电保护整定系统的智能性，并且通过实际应用也充分说明它具有很高的实用价值，为我国发电厂继电保护整定系统的稳定运行提供保障。

参考文献

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作者单位

中国石油大学胜利学院 山东省东营市 257000