智能变电站继电保护运维防误技术研究

2024-01-31毕波

电气技术与经济 2024年1期

毕波

（国网四川射洪市供电有限责任公司）

0 引言

智能电网作为当今电力系统领域的重要发展方向，在智能电网体系中，智能变电站作为电能传输和转换的关键节点，其安全稳定的运行对整个电力系统的可靠性和稳定性具有至关重要的意义。然而，随着智能变电站技术的快速发展，其规模日益庞大，系统复杂度不断提高，保护与运维工作也面临着新的挑战。智能变电站的继电保护系统是保障电力系统安全运行的重要组成部分，一旦出现误动作或失灵，可能会对电力系统造成严重的损失甚至导致事故发生。因此，研究智能变电站继电保护运维防误技术的研究具有重要的理论意义和实践价值。

1 主动式综合防误技术

不同的电网系统和变电站可能存在不同的风险和挑战，因此单一的防误方法并不能完全适用于所有情况。其中，主动式综合防误技术具有重要价值。主动式综合防误技术是一种主动预防误动作的综合保护方案，该方案结合了多种技术和策略，旨在降低继电保护系统的误动率，并增强系统的抗误能力。

1.1 基于GOOSE／SV控制块的综合性防误

GOOSE／SV是现代数字化继电保护系统中的重要组成部分，它被广泛用于综合性防误技术中，以提高继电保护系统的可靠性和防误性能。基于GOOSE／SV控制块的综合性防误技术优势在于其高速、可靠的通信机制和灵活的配置方式，可以实现更加智能、准确和高效的继电保护［1］。此过程中技术人员在应用该技术时需要充分理解其原理和操作方法，并进行合理的配置和调试，以确保其在实际运行中能够发挥最佳的防误效果。

1.2 主动式综合防误技术的实现和应用

首先，技术人员在开展防护工作时，确实要结合一体化配置技术，对装置进行合理性管理和操作约束。技术人员需要熟悉一体化配置技术的原理和操作方法，保证装置配置的准确性和合理性，从而提高管控工作的基本水平。

其次，继电保护是确保电网安全稳定运行的重要措施，技术人员需要仔细分析继电保护的流程和管理要点，确保在实际操作中能够准确地处理断路器和隔离开关的动作，以满足基础建设评估工作要求，保障具体的建设工作能够顺利完成。

再次，操作人员在进行防误技术的检查和处理时，要严格按照质量要求进行操作，提高检查的准确性和全面性，有序推进防误技术的处理工作，确保电力传输运行信息的完整性，并明确电力传输中二次设备的工况，以减轻失误性因素对后续处理操作造成的影响［2］。

最后，SV接收板是继电保护装置中的关键组件，对于防误技术的实施效果和处理效率起着重要作用。技术人员需要重视SV接收板转换过程，确保其准确可靠，使继电保护系统在实际运行中更加可靠和高效。具体实施流程如图所示。

图智能变电站继电保护运维智能主动性防误技术效果图

2 变电站继电保护运检防误技术设计

在这一章节设计一款针对当前变电站运行特点的继电保护运检防护技术，可以从以下三个步骤进行分析。

2.1 计算变电站继电保护运检动态基线

智能变电站的特点在于其继电保护系统产生的数据量较大，这些数据包含了各种设备的运行状态和故障信息。为了降低继电保护设备运检过程中的误差，提高运检的精度，可以采取运检动态基线计算方式，结合基线规则本身的数据粒度，对计算结果进行精确控制［3］。通过从变电站继电保护运检防误数据库中取样历史数据，进行数据平滑处理。数据平滑处理是通过使用滤波器或其他技术，去除数据中的噪声和不稳定性，使数据变得更加平滑和稳定。应用基线算法模型进行计算，最后生成对应的基线数据，并重新传输至数据库中，可以实现数据库的更新，同时提高其参考性。基线算法模型是用于预测或估计数据的一种数学模型。通过对历史数据进行基线算法模型的计算，可以得到对应的基线数据，即对未来数据的预期趋势或参考值。这个过程有助于更好地适应设备的实际运行状态变化，从而提高运检的准确性和可靠性。

2.2 变电站继电保护运检防误数据管理

经过上述公式的计算，可以获取对应的动态基线，这个动态基线可以作为参考值，用于对比和分析变电站继电保护运检防误数据。接下来，我们需要采集和分析继电保护运检防误数据，以进一步了解设备的运行状态和故障情况。在经过上述公式的计算后能够获取对应的动态基线，然后采集与分析变电站继电保护运检防误数据。因为IP地址在网络中是唯一的，通过将其与特定的继电保护设备关联，可以方便地标识和管理这些设备的数据。借助GIMIS专用网络和管理信息系统的功能，可以对变电站继电保护运检防误数据实现图像化可视化展示、动态管理与监控以及远程防误操作［4］。

2.3 变电站继电保护运检防误可视化

综合考虑上述运检防误步骤，可得出实现变电站继电保护运检防误可视化流程为：

首先，需要收集变电站继电保护运检所涉及的各项资源的状态参数。这些参数可能包括电流、电压、频率、相位等设备运行数据，以及其他环境和操作数据。其次，对于收集到的资源状态参数，需要设定其节域（通常是原始数据范围）和经典域（设定的合理范围）。这有助于后续的数据处理和分析［5］；再次，通过运用变电站继电保护运检数据管理本身的参量权重，对收集到的相关数据进行归一化处理。归一化可以将数据映射到相同的尺度范围，避免数据之间的差异对分析结果的影响；最后，通过Min-Max动态基线实施线性缩放。Min-Max动态基线是一种归一化方法，它通过线性缩放将数据映射到指定的范围（通常是0～1）。这样做可以保留数据的相对关系，同时限制数据在指定范围内，便于后续实现可视化和对数据进行分析。上述过程可用以下公式来表示：

式中，X表示经过归一化处理后的数据；P表示原始数据；Max表示数据的最大值；Min表示数据的最小值。

具体的归一化缩放过程如下：

找到数据的最大值（Max）和最小值（Min），将原始数据P减去最小值（Min）得到差值。将差值除以最大值（Max）和最小值（Min）之差，即（Max－Min），得到归一化后的数据X。

通过该公式，所有的数据将被映射到0和1之间，其中最小值将被映射到0，最大值将被映射到1。这样处理后，数据的尺度范围统一，有助于后续的可视化和分析。同时，保持了数据的相对关系，即大的值仍然比小的值对应较大的归一化值。然后，将121维变电站继电保护运检防误对应的特征数据以11×11图像集的方式展现，可以将复杂的数据转换为图像形式，使得数据更加直观和易于理解。而后对运检防误图像数据进行压缩，可以提升数据处理的速度和存储效率，从而提高继电保护运检防误质量与效率。

3 变电站继电保护运检防误技术应用措施

可以从多方面论述变电站继电保护运检防误技术，受制于篇幅，无法完全列举。本文主要从以下三个方面进行分析。

3.1 装置硬压板防误控制

装置硬压板防误控制通过在继电保护装置中设置硬压板（也称为硬限制板）来限制特定条件下的操作，以防止误操作和减少潜在的人为失误。

在一些关键操作上设置硬压板，例如对重要开关的操作，需要进行双重确认，确保操作的准确性。这可以避免单一操作引起的误操作。在特定情况下限制操作的执行。例如：某些关键设备在运行状态下可能无法进行重要操作，硬压板可以防止操作员在不合适的时候执行操作。对于一些复杂的操作或紧急操作，可以限制只有在特定条件下才能执行，确保操作的安全性和正确性。在某些情况下，继电保护装置的参数设定可能会影响其防误性能，硬压板可以限制对关键参数的随意修改，保持设定的稳定性和合理性。

装置硬压板防误控制是继电保护装置中一种非常有效的防误技术，但在实施时，也需要综合考虑设备的特点和实际运行情况，避免过度限制操作，影响正常运维工作。

3.2 装置检修隔离防误技术

分析保护装置与整体系统的关系，并采用光纤组网和虚端子连接的方式，是一种有效的防误技术，有助于在继电保护装置检修期间减少误操作问题，提高运维的安全性和效率。通过光纤组网与虚端子连接，可以将保护装置与主要系统隔离，避免在检修过程中误操作影响整体系统的稳定运行。虚端子可以通过光纤传输实现信息的高速传输。它能够弥补传统物理端子连接方式的一些缺陷，如传输速度慢、容易受到干扰等问题。通过虚端子的连接，可以实现二次回路的虚拟化，将信息传输和处理过程进行虚拟化和优化。这有助于提高数据的处理效率和准确性。采用光纤组网与虚端子连接，可以优化信息传输的速度和稳定性。

虚拟化二次回路可以通过相应的措施来支撑软压板的相关操作，进一步提高保护功能和接发功能。增加压板数量也是一种有效的手段，可以加强对软压板的控制，减少在检修隔离过程中的不确定性因素，避免出现投退顺序错误的问题。

3.3 装置就地操作防误技术

装置就地操作防误技术是一种非常有效的防误措施，特别适用于运检人员的每日巡检工作。通过在现场操作装置时避免错误控制指令的发出，可以大大降低误操作的风险，保障变电站的安全运行。这一技术应用主要包含以下三个方面：第一，装置控制在装置就地操作防误技术中是核心内容之一。它涉及对装置的综合分析和控制验证，以确保装置在实际运行中具有良好的应用性能，并适用于相应的应用范围。这意味着在采用就地操作时，需要对装置进行全面的评估，包括性能测试、容错能力、响应速度等方面，确保装置在各种情况下都能可靠地运行。第二，在实际操作时，需要结合设备当前的运行状态来进行相应的控制和调节。防误技术需要根据各项设备的特点和应用场景进行必要的调节，使其能够与其他设备协作运行。这要求运检人员具备丰富的经验和技能，能够灵活应对各种情况，确保装置操作的准确性和稳定性。第三，装置就地操作防误技术要求相关管理人员在装置自动化的指导下进行就地运行。这意味着在执行操作前，需要先进行再次的分析与探究，确保操作的合理性和安全性。同时，要严格遵循装置的自动化指导，避免人为干预导致的误操作。