变电站继电保护分析平台关键技术及实现论文_康乐芳

国网安徽省电力有限公司临泉县供电公司安徽阜阳 236400

摘要：在我国各方面点能需求量不断增加的背景下，变电站设备结构日趋复杂，发生缺陷的位置、时间的不确定性，现阶段对电网故障进行事后分析以手动分析为主，缺乏将大量历史录波数据综合分析的手段。

关键词：变电站；继电保护；分析平台；关键技术；实现

引言

随着我们国家日益的繁荣昌盛，经济发展和技术的进步，我国的变电站在国内电网中已经开始大规模的建设和投运，继电保护系统的调试及运行也成为变电站运行水平不断提高的重要组成部分。

1交换机测试

过程层网络结构类型包括环形和星形，对于不同的网络结构类型就需要进行不同的检测，在工作中，要根据不同的构造进行实际处理，对交换机的功能进行确认以及出厂后进行检测验收。对交换机进行的检测主要包括：数字化变电站完全负载时，数据包不同帧数长度守法情况计数测试；0丢包率延时检测；不同负载、不同帧数条件的丢包率检测；地址缓存、生成树功能及wlan分级测试；保护装置在数据处理及恢复能力检测。

2故障录波及网络报文分析记录装置

网络报文记录分析装置和故障录波器具备变电站网络通信状态的在线监视和状态评估功能，主要通过对全站各种网络报文进行实时监视、捕捉、存储、分析和统计来实现，其对报文的捕捉应安全、透明，不得对原有的网络通信产生任何影响。故障录波器监视及捕捉SV、GOOSE网络报文，网络报文记录分析装置可以监视SV、GOOSE和MMS报文。故障录波文件应由一体化监控系统II区综合应用服务器采集、处理，并通过II区数据网关机向调度端上送故障录波文件。过渡阶段同时允许站内故障录波器与调度端故录主站通信。

3光纤路径的质量

如通道中存在其他设备接口，那么要确保接地的可靠性。光纤通道发光功率、收信率，检验收信的裕度。通信时钟调试期间，把对侧识别码和本侧识别码转换相同数值，检查相关设备、信号异常情况。智能变电站继电保护调试最关键的部分是GOOSE的连线功能，信息收集完成之后，采用电缆接线的方法，打包成数据集，并及时传递。GOOSE调试要先将报文统计和通信状态配置好，GOOSE如果型号不同，那么其实际表示出的警告内容也存在着很大差异，按照功能的不同，可以从八个方面对发生模块进行分析，所以，为了方便实际调试工作的开展，需要配置一定数量的压板，一旦压板不能正常使用，这种情况下就需要对GOOSE当中的信息进行集中清零，这样能够满足继电保护装置实际接收信息的需要，信息发送当中出现的冗余问题也得到了有效解决。

4线路接入母差失灵保护、稳控装置试验

220kV母差失灵保护一般双重化配置，线路第一套设备接入试验时，只需停用第一套母差失灵保护（稳控装置），另一套母差失灵保护继续运行。试验时停用第一套母差失灵保护除接入线路外其他间隔跳闸GOOSE发送软压板、投装置检修压板。然后对母差失灵保护下装配置文件，分别对装置进行线路SV采样、GOOSE开入量、线路保护I启动失灵GOOSE开入及母差失灵保护GOOSE出口跳闸回路验证性试验，试验时第一套母差失灵保护该线路SV接收软压板、GOOSE接收软压板、GOOSE发送软压板、该线路启动失灵GOOSE接收软压板、线路第一套保护启动失灵GOOSE发送软压板均需加用。

5设备与网络配合

智能电子设备动作、告警等信息网络化传输后,还需注意验证网络各种异常状态下智能电子设备的性能,如网络光纤中断、单链中断、端口中断、断电、交换机配置错误、GOOSE配置错误等。通过各种模拟手段,如拔出光纤、模拟错误文件传输等,检查确定装置是否正确动作、是否闭锁保护、是否告警等。这些检查测试应在出厂验收和新安装时有重点地进行,以便确定各类典型故障的特征状态量,为以后运行维护阶段形成异常处理规范、进行故障诊断、采取安全措施提供基础数据。唯有如此,才能使得在网络设备发生故障或异常后,通过综合分析,辨明其原因、部位和性质,并提出相应处理措施,缩短异常处理时间,保证继电保护系统的可靠运行。

6站控层

站控层主要由一体化监控平台、输变电状态监测系统、辅助系统、电量采集器器、网络报文分析仪（MMS网）、时钟系统等构成，提供人机联系界面，实现管理控制间隔层、过程层设备等功能，形成全站监控管理中心，并实现与调控端及其他主站系统通信。一体化监控平台应具备继电保护信息分类、信息采集处理、信息上送、信息应用等处理功能。上送至调度端的告警直传信息应同时在稳态监控告警窗和工次设备在线监测及分析应用界面显示，保护专业使用信息仅需在二次设备在线监视及分析应用界面显示。

7算例分析

以某电网的故障录波数据来诊断故障原因的实验为例，说明如何基于历史数据诊断电网故障。

数据描述该故障录波数据为某省网2014年1、5、6、7、11份发生故障事件对应录波数据，共154个。按故障相别的统计结果，1相故障119次，2相故障33次，3相故障2次。因2相3相的故障样本过少，不利于进行ＳＶＭ训练，因此重点针对１相故障录波数据进行分析。对１相故障原因的统计：对树木放电4次，雷击56次，凝冰9次，其他4次，山火8次，外力破坏13次，异物25次。

数据选择与抽取故障录波数据及相关信息，包括厂站iｄ列为厂站的编号，时间为故障录波数据的开始生成时间。录波数据中，其内容为发生故障前、后一段时间的状态检测数据，应包含了故障的全过程监测数据，列举了录波文件相关的参数。故障原因为事后确认的故障原因。

数据预处理与规范化对每一个提取出的录波文件，按照统一的频率对原始信号进行插值。对于本次实验来说，设定统一的频率为5ｋHｚ，则其他频率的样本数据根据此频率进行降采样或插值。对信号的选择与抽取必要的，在减少数据冗余的同时，涵盖了与故障原因相关的故障点前后的关键特征。

关键特征的提取用小波变换将原始信号分解到第5层，得到各个录波数据对应的样本。

按故障相别进行特征向量组合以一个样本的特征向量生成作为例子，比如样本１的故障相别为Ｖ，经过之前步骤提出来各个电压电流的子特征向量为FUｕ、FUｖ、FUｗ、FIｕ、FIｖ、FIｖ，最终形成的该样本对应的特征向量为＜进行训练时，需要将样本类别进行数值化处理，建立映射表。在样本集训练过程中，核函数算法的选取对故障诊断模型的准确度有很大的影响，不同的核函数可以构造实现输入空间中不同类型的非线性决策面的学习模型。常用的核函数有：线性内核：高斯径向基内核：