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继电保护在电力系统中发挥着重要的作用,是对电力系统安全连续供电的重要保障。继电保护的工作的正确与否对电力系统的运行,乃至国民经济和人民生活密切相关。所以,在继电保护工作中,必须满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性这四个基本要求,确保电力系统的安全稳定运行。
现在的电力网络状况和电力部门工作的特殊性,使得调度整定工作任务、责任都非常重大,在没有计算机的辅助下,很难对网络高效的进行继电保护的分析计算,所以各种各样的继电保护专家系统相继出现。这些计算工具能在一定程度上减轻了整定人员的负担,提高计算的效率和准确性。
随着国民工业的发展,电力网络朝着大规模网络方向发展,随之而来的是其复杂度不断增加,这给继电保护工作提出了更高的要求。原来的继电保护专家系统对于大规模复杂网络就可能出现力不从心的情况。因为大规模复杂网络与原来的结构简单的小网络相比,不单只是网络元件的增多,而是元件之间的连接方式也会大大增多,对于专家系统来说,需要考虑的问题就呈级数增长。如果还是使用原来计算小网络的专家系统,运算效率会马上降低很多倍。而且,网络的复杂化,其运行方式的组合情况也会呈级数增长。专家系统在整定计算中,如果网络运行方式变化太大,计算出来的定值不可能满足所有的运行方式;但是当考虑了极端的运行方式时,对于大部分正常的运行方式,其保护范围也会减小或者越界,降低保护装置应有的性能。
针对以上存在的不足,本文提出了改进方法。在程序设计上,采用面向对象的思想,实现基于专家系统的图形化模块弱耦合连接的整定计算系统,使得系统在通用性、实用性和可扩展等性能有很大改善。在效率方面,本文提出了面向整定计算的路由搜索的思想,该搜索算法继承了宽度优先搜索算法,以路由搜索单元的形式反映相邻等级的后备保护/主保护的配合关系,并提供了存放与保护有物理连接的节点与支路及其信息的空间。在一次网络搜索中就得到保护整定相关计算的所有信息,实现一体化搜索,大大提高了运算效率,避免了对网络的重复搜索。在运行方式上,本文在结合前人的研究上提出了小区域运行方式组合的思想,使得在此基础上的计算的定值更合理。在此基础上,增加定值校验模块,针对实际运行方式对保护定值作综合性能分析,确保定值满足继电保护四个基本要求。