淺談繼電保護整定計算方式及計算機應用

張月

摘?要：隨著我國電網結構性升級、機組數量不斷增加，整個電力系統網絡對繼電保護要求更為嚴格，而繼電保護整定計算作為繼電保護的核心支撐，只有確保整定計算的準確率和工作效率，才能發揮其電網的第一道防線作用，從而滿足電力網絡系統的健康持續發展。本文將分析繼電保護現有的整定計算方式，并對整定計算的全計算機應用進行說明，旨在提高繼電保護整定計算的工作效率，確保電力系統的安全運行。

關鍵詞：繼電保護;整定計算;全計算機應用

隨著電子行業的不斷發展，繼電保護原理更加趨于完善，繼電保護整定計算方式作為核心技術支撐，得到了海內外研究人員的廣泛關注。為了適應電力系統繼電保護的發展需要，從事繼電保護整定計算的工作人員應對現有的繼電保護方式進行了解，又要通過不斷的學習，使自己在具備扎實的繼電保護理論知識的同時，掌握新的計算機應用技術，從而應對未來繼電保護的種種挑戰。

1 繼電保護整定計算方式

1.1 全人工繼電保護整定計算

繼電保護整定計算的早期方式采用全人工計算，通過對故障電流的檢測分析，計算出當前電路系統需要的保護定值，整個過程全部靠人員手工計算完成。為了簡化計算過程，計算人員采取假設電路短路的方式進行計算，也就是對需要整定的各類短路電流進行預先假設，并對其進行Y/Δ變換，將計算得到的電流值進行整定。但是這種方法，就要求工作人員有較強的計算能力，同時還要對整個電路系統較為熟悉。隨著電網結構性升級和機組的數量不斷激增，單純依靠人工計算，會導致該計算過程效率低下、準確率降低，而且如此巨大的人工計算量，實現起來也較為困難。

1.2 半人工繼電保護整定計算

隨著電子技術的不斷發展，電網系統的復雜程度越來越高，人工計算的整定速度和正確率無法再滿足當前電網互聯的需求。為了解決這一難題，此領域的專家學者采用計算機進行短路電流的計算，但是對于一些復雜問題，諸如各個裝置之間的配合，以及內部各功能模塊單位之間的配合，仍然需要人工計算，因此該階段繼電保護整定計算方式稱為半人工方式，即計算機負責簡單的短路電流的計算過程，對于過程復雜的定值計算部分和配合系數的選擇，仍通過人工計算。這種計算方式雖然在一定程度上減少了人工計算的工作量，但是對于整定計算工作的全自動化仍然處于過渡階段。

1.3 全計算機繼電保護整定計算

隨著電力系統的運行自動化，而繼電保護計算也隨之更為成熟，為了進一步提高工作效率，電力工作者設計了全計算機的整定計算系統，即整定計算過程中的定值計算部分、短路電流計算部分以及配合系數選取部分全部交由計算機來完成，對復雜電網的計算，需要按照一定的規則進行融合計算，在滿足系統要求的基礎上充分發揮保護裝置的效能。該計算方式用于電力系統上，可以提高工作效率和準確率，這對于整個繼電保護整定計算領域是一個質的飛躍。

2 繼電保護的計算機技術應用

2.1 自適應技術

在早期的全計算機繼電保護計算方式中，電力工作人員采用自定規則的方式進行計算，依據一些特定要求整定適用于自身的定值計算方法，但該方法普適性較差，不能應對變化性較大的電網。為了滿足這種需求，研究人員將自適應技術引入整定計算過程中，通過分析電網變化的可能性故障，調整繼電保護性能，從而滿足電網安全穩定運行的要求。這一技術不僅可以提高整定計算的工作效率，降低整定的繁瑣程度，還在一定程度上提高了電網運行的抗干擾能力，并對整個電網用電的可靠性也大大加強。該技術的應用和發展對整個整定計算領域帶來了新的突破。

2.2 大數據技術

隨著互聯網技術的發展，電網系統也處于物聯網中重要的一環，大數據技術的應用也是必不可少的，通過提高電網系統的硬件水平，能夠滿足大數據的可靠存儲及快速讀取，使用大數據技術可將電網的基本參數、網絡運行狀態、故障類型、保護整定原則以及配合系數等數據都可進行實時存儲讀取，將電網的實時狀態反饋到全計算機整定系統中去，這就為繼電保護整定自動化帶來了極大的方便，為繼電保護整定計算領域進一步的深入研究，提供了堅實的數據基礎。

2.3 人工智能技術

近年來，人工智能技術已經廣泛應用于各行各業，在某些領域己經成功實現了人工智能代替人類解決復雜問題，同樣在繼電保護領域也可享受到人工智能帶來的便利，其中神經網絡和專家系統的應用最為普遍。在大數據支撐的基礎上，將繼電保護計算過程進行優化，建立最優計算模型，模仿人類推理和決策過程，從而實現繼電保護計算系統的智能化。利用人工智能技術，復雜的整定計算方法和過程可得到有效的解決，可用計算機系統代替電力系統繼電保護整定計算人員，對電網進行整定計算，既高效又準確。通過人工智能將繼電保護計算的理論依據和專家經驗有效結合起來，構成新的專家知識庫，并將整定計算流程融入到專家系統的推理機中，使得整定計算系統具備推理決策能力，從而高效可靠的處理計算工作。這一技術的實現和應用，將大大減輕電力人員的工作量，同時還可根據不同電路系統進行自身優化調整，將分析結果供工作人員參考，并進行二次修正，這一技術的實現將整定工作變得更加可靠和適用，并對電力系統的安全運行具有重大的經濟效益和社會效益。

2.4 人機交互技術

為了實現電力工作人員可實時觀測到繼電保護裝置在電網中的運行狀況，研究人員引入了基于可視化圖像的人機交互技術。該技術可以將電力人員的計算結果進行高效直觀的展示，并且電網信息和電廠運行情況以圖形的方式顯示，從而方便工作人員對研究對象進行特征提取并直觀看出其變化規律，進一步提高了定值整定計算的工作效率，并且還為調整計算軟件提供了良好的人機交互界面。近年來，人機交互技術在電力系統中得到多方面的應用，未來也將成為電力系統繼電保護整定計算軟件的主要發展方向。

3 結語

電力系統的安全運行離不開繼電保護系統，繼電保護整定計算作為這一系統的核心技術，已經由傳統的人工方式逐步轉向全計算機方式，通過對各項技術的深入應用，實現技術手段的融合，從而提高現有的繼電保護整定計算的工作效率和準確率，保障電氣工程系統運行的高效性、安全性與穩定性，未來發展的方向還是要實現繼電保護系統的可交互化、網絡化、智能化。

參考文獻：

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