PAGEPAGE25…….……………….…電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障信息采集及處理系統(tǒng)的研究裝訂線……………….…….………….………….………目錄摘要 IAbstract II引言 11研究?jī)?nèi)容 21.1故障信息分析處理系統(tǒng)研究的意義 21.2故障信息采集及對(duì)處理系統(tǒng)的構(gòu)想 31.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 31.4本論文主要工作 42故障信息采集 62.1采集方式 62.2監(jiān)測(cè)采集 62.3系統(tǒng)管理采集 63故障信息處理系統(tǒng) 83.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 83.2子站系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu) 93.2.1子站的功能 93.2.2子站系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 93.3主站系統(tǒng)的功能和構(gòu)成 103.3.1主站系統(tǒng)功能 103.3.2主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 113.3.3繼電保護(hù)出現(xiàn)故障時(shí)的處理系統(tǒng) 124基于粗糙集理論及故障信息網(wǎng)故障診斷 144.1粗糙集理論 144.2信息系統(tǒng)和決策表 144.2.1不可辨別關(guān)系 154.3故障信息網(wǎng)的信息分析處理 165基于Matlab狀態(tài)流和故障信息網(wǎng)的保護(hù)動(dòng)作行為分析 185.1Matlab仿真 185.2保護(hù)裝置在Matlab下的仿真建模 185.3距離保護(hù)裝置的動(dòng)作行為分析實(shí)例 196結(jié)論 23參考文獻(xiàn) 24致謝 25ContentsAbstract IIIntroduction 11Theresearchcontent 21.1Analysisoffaultinformationprocessingsystemresearchmeaning 21.2Theideaoffaultinformationacquisitionandprocessingsystem 31.3Theresearchstatusathomeandabroad 31.4Thisthesismainlywork 42Faultinformationcollection 62.1Acquisitionmethods 62.2Monitorof 62.3Systemmanagementtocollect 63Faultinformationprocessingsystem 83.1Thesystemoverallstructure 83.2Substationsystemfunctionandstructure 93.2.1Thefunctionofthesubstation 93.2.2Substationsystemstructure 93.3Thefunctionofmasterstationsystemandcomposition 103.3.1Themainsystemfunction 103.3.2Themainsystemstructure 113.3.3Processingsystemofrelayprotectionfailure 124Faultdiagnosisandfaultinformationnetworkbasedonroughsettheory 144.1Roughsettheory 144.2Informationsystemsanddecisiontable 144.2.1Invisiblerelationship 154.3Faultinformationnetworkinformationanalysisandprocessing 165StateflowbasedonMatlabandfaultprotectionofinformationnetworkbehavioranalysis 185.1TheMatlabsimulation 185.2ProtectionundertheMatlabsimulationmodeling 185.3Distanceprotectionactionanalysisexamples 196Conclusion 23References 24Acknowledgement 25電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障信息采集及處理系統(tǒng)的研究摘要：電力系統(tǒng)保證了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高了人民的生活質(zhì)量，但是當(dāng)發(fā)生短路、斷線等故障時(shí)，用戶用電就無(wú)法得到保證，甚至給經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重影響。繼電保護(hù)應(yīng)用而生，迅速有選擇的排除故障，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。當(dāng)繼電保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)作時(shí)，容易擴(kuò)大事故，帶來(lái)更嚴(yán)重的后果。單方面的保護(hù)已經(jīng)跟不上故障的分析與處理了，故障信息采集與處理系統(tǒng)的研究勢(shì)在必得，致力于提高繼電保護(hù)的可靠性與靈敏性。本文表述了電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)的采集技術(shù)以及相應(yīng)的處理方法，以使繼電保護(hù)能夠更好的為電力系統(tǒng)提供幫助。關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；故障信息采集；處理系統(tǒng)Thepowersystemrelayprotectionfaultinformationacquisitionandprocessingsystemresearch(Mechanical&ElectricalEngineeringCollegeofShandongAgriculturalUniversity,Tai’an,Shandong271018)AbstractPowersystemtoensurethedevelopmentofthenationaleconomy,improvethequalityoflifeofthepeople,butwhenashortcircuit,disconnectionandotherfailures,usersofelectricitycannotbeguaranteed,evenaseriousimpactoneconomicdevelopment.Healthprotectionapplications,rapidselectivetroubleshooting,toensurethenormaloperationofthesystem.Whentherelaymalfunctions,itiseasytoexpandtheaccidentsleadtomoreseriousconsequences.Unilateralprotectionhavebeenbehindthefailureoftheanalysisandprocessing,researchanddiagnostictoolsandtreatmentsystemsaspirations,iscommittedtoimprovingthereliabilityandsensitivityoftherelay.Thisarticleexpressestheacquisitionanddisposalmethodofpowersystemfailstomaketherelaytobetterassistthepowersystem.Keywords:relayprotection;faultinformationcollection;processingsystem引言熔斷器保護(hù)屬于最早的繼電保護(hù)裝置。不久之后，出現(xiàn)了電磁式繼電保護(hù)裝置、電子式靜態(tài)繼電保護(hù)裝置，這兩種裝置是以斷路器為核心，代替了最初的熔斷器?，F(xiàn)在迅速發(fā)展起來(lái)的是以運(yùn)動(dòng)技術(shù)、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的微機(jī)型繼電保護(hù)裝置。

繼電保護(hù)裝置為了保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行，必須具備以下5項(xiàng)基本性能：1）安全性：在無(wú)故障不需要?jiǎng)幼鲿r(shí)，絕不誤動(dòng)；2）可靠性：在需要?jiǎng)幼鲿r(shí)，絕不拒動(dòng)；3）速動(dòng)性：從系統(tǒng)中以最短時(shí)限準(zhǔn)確切除故障或異常；4）選擇性：在自身整定的范圍內(nèi)切除所有故障，最大限度地保證了系統(tǒng)中無(wú)故障部分繼續(xù)安全供電，絕不越級(jí)跳閘；5）靈敏性：表示反映故障的能力，通常以靈敏系數(shù)來(lái)表示；然而所有的關(guān)鍵是不誤動(dòng)不拒動(dòng)。1研究?jī)?nèi)容1.1故障信息分析處理系統(tǒng)研究的意義伴隨著微機(jī)繼電保護(hù)裝置的廣泛應(yīng)用和變電站綜合自動(dòng)化水平不斷提高，帶來(lái)的是各種智能設(shè)備采集的模擬量、開關(guān)量、一次設(shè)備狀態(tài)量的大大增加，運(yùn)行人員們可以從這些信息量中獲取更多的有關(guān)一、二次設(shè)備的即時(shí)信息。但是，由于以往設(shè)備功能已經(jīng)跟不上時(shí)代，所以目前的微機(jī)型二次設(shè)備考慮較多的是對(duì)以往設(shè)備的替換，獨(dú)立運(yùn)行的設(shè)備會(huì)導(dǎo)致采集到的信息白白流失，未能充分的得到利用。電網(wǎng)作為國(guó)家綜合用電送電的工具，綜合利用了電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息，成為了一個(gè)有機(jī)結(jié)合體。近年來(lái)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展起來(lái)，更有可能利用電網(wǎng)的一次設(shè)備和二次設(shè)備。電網(wǎng)的繼電保護(hù)故障信息分析系統(tǒng)，也就是追求的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，它是綜合利用整個(gè)電網(wǎng)智能設(shè)備所采集到的信息，自動(dòng)對(duì)信息進(jìn)行處理分析，隨后調(diào)整繼電保護(hù)各部分的工作狀態(tài)，以確保整個(gè)電網(wǎng)能夠運(yùn)行安全可靠運(yùn)行的自動(dòng)化系統(tǒng)。它可以實(shí)現(xiàn)以下主要功能:（1）讓繼電保護(hù)裝置對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)自己適應(yīng)起來(lái)。（2）準(zhǔn)確定位各種復(fù)雜故障的準(zhǔn)確故障。（3）實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修。（4）分析線路縱聯(lián)保護(hù)退出引起的系統(tǒng)穩(wěn)定問題，并提供解決具體的解決方案。（5）對(duì)系統(tǒng)中運(yùn)行的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行可靠有效的分析。（6）自動(dòng)完成線路參數(shù)修正，以符合標(biāo)準(zhǔn)。電力系統(tǒng)故障信息分析處理，發(fā)生故障的電力系統(tǒng)，電力部門會(huì)收到相關(guān)保護(hù)裝置的動(dòng)作信息，電網(wǎng)處理事故的能力得到提升。故障分析功能包括兩方面：1）進(jìn)行相關(guān)元素的分析，具體包括對(duì)波形的分析，相量的分析，序量的分析和故障的分析。2）進(jìn)行分析對(duì)比，即將不同電廠廠站、不同設(shè)備的電氣量歸置于同一個(gè)界面中進(jìn)行分析比較。此功能為確定復(fù)雜故障條件下的保護(hù)動(dòng)作行為提供了便利。故障區(qū)間診斷功能主要應(yīng)用于，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)情況不明故障，無(wú)法確定保護(hù)的動(dòng)作性質(zhì)時(shí)，可以通過(guò)分析計(jì)算，迅速確定故障區(qū)間，保證保護(hù)動(dòng)作行為的正確性。保護(hù)動(dòng)作行為模擬仿真是利用故障數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)或靜態(tài)試驗(yàn)儀把故障顯示出來(lái)的。而數(shù)字仿真則不同，塔是利用故障數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)保護(hù)動(dòng)作特性實(shí)施動(dòng)態(tài)的數(shù)字仿真。以上的兩種仿真均是在復(fù)雜的故障條件下進(jìn)行的，繼電保護(hù)動(dòng)作行為較為逼真的模擬。對(duì)于一般的輸電線路來(lái)說(shuō)，本系統(tǒng)采用雙端測(cè)距算法，以保證它的高精確度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這種算法算出來(lái)的測(cè)距誤差小于2.67%，且此算法不受過(guò)渡電阻、負(fù)荷電流等因素的影響。雙回線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)很好的保證了在單端測(cè)運(yùn)用距算法測(cè)距的精度。1.2故障信息采集及對(duì)處理系統(tǒng)的構(gòu)想繼電保護(hù)的基本要求應(yīng)當(dāng)滿足于動(dòng)作的選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性對(duì)電氣設(shè)備的要求。

選擇性指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障元件從電力系統(tǒng)當(dāng)中獨(dú)自切除掉，不影響其他正常工作的元件，使停電的范圍盡看能地縮小，保證系統(tǒng)中無(wú)故障的部分的正常運(yùn)行；速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)盡可能快速地切除短路故障，它的主要功能就是提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且盡可能地減輕故障設(shè)備和線路的所損害程度，縮小使故障所影響的范圍，提高自動(dòng)重合閘和備用設(shè)備自動(dòng)投入使用的效果為最佳狀態(tài)。靈敏性是指對(duì)于保護(hù)的范圍內(nèi)，發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。可靠性是指繼電保護(hù)裝置在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生動(dòng)作時(shí)的可靠程度。電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、母線以及用電設(shè)備，一旦發(fā)生故障，繼電保護(hù)裝置能自動(dòng)、有選擇性地將發(fā)生故障元件從電力系統(tǒng)中切除掉來(lái)保證無(wú)故障部分恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)，既能保護(hù)電氣設(shè)備免遭損害，又能提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；是保證電力系統(tǒng)及其設(shè)備安全運(yùn)行最有效的方法。如果被保護(hù)元件出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠及時(shí)準(zhǔn)確地反應(yīng)，根據(jù)維護(hù)條件，發(fā)出信號(hào)、減少負(fù)荷或跳閘動(dòng)作指令等。此時(shí)，一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以避免不必要的動(dòng)作，造成不必要的財(cái)產(chǎn)損失[1]。簡(jiǎn)單地說(shuō)是一種自動(dòng)識(shí)別故障并排除故障元件的自動(dòng)裝置。

繼電保護(hù)裝置：就是反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件設(shè)備故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出指示信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。首先我們要知道電網(wǎng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)如何得到信息，從電網(wǎng)的調(diào)度中心獲取參數(shù)和結(jié)構(gòu)信息；一次的設(shè)備狀態(tài)信息及潮流，能夠從EMS系統(tǒng)獲得；如果是保護(hù)的裝置信息，必須調(diào)度下達(dá)命令，并且要在現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行；從微機(jī)保護(hù)中獲得電網(wǎng)故障信息。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)故障信息管理系統(tǒng)的建設(shè)開始于2000年，經(jīng)過(guò)這些年的工程實(shí)施，有些基本應(yīng)用已經(jīng)開始工作。圍繞著故障信息管理系統(tǒng)的建設(shè)，人們相應(yīng)的提出了各種各樣的解決方案，同時(shí)也對(duì)系統(tǒng)的基本功能、其他系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系等進(jìn)行了描述和定義[2]。在這些解決方案中,系統(tǒng)一般由兩部分或三部分組成，包括子站、分站、主站，其中分站系統(tǒng)一般可根據(jù)具體情況進(jìn)行取舍。子站部分，也就是廠站端,，通常位于變電站內(nèi)部，靠工控機(jī)或嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其作用。子站系統(tǒng)的完成，對(duì)大量由不同廠家生產(chǎn)制造、采用不同通信協(xié)議、具有不同型號(hào)的變電站內(nèi)智能裝置能夠統(tǒng)一接入。進(jìn)行集中管理，從這些裝置中采集分析數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上形成統(tǒng)一有序的數(shù)據(jù)格式，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、電話撥號(hào)、專線等送到中心調(diào)度端(即主站部分)，或者將這些數(shù)據(jù)格式上送到區(qū)域調(diào)度端(即分站部分)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)的集中分析處理。然后在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)諸如全局范圍的故障診斷、波形分析、檢測(cè)、歷史查詢、保護(hù)動(dòng)作統(tǒng)計(jì)分析、故障信息整合等綜合應(yīng)用功能。在信息的采集和管理功能上，子站部分強(qiáng)調(diào)的是原始信息采集的完備性和上送的選擇性，主站或分站部分則不同，它們強(qiáng)調(diào)的是對(duì)故障信息的整理和綜合應(yīng)用的可能性[3]。國(guó)外對(duì)于電力故障信息處理系統(tǒng)的研究比較早，比較典型的是ABB公司的PSM系統(tǒng)和KJT公司的OPEN系統(tǒng)。PSM系統(tǒng)的信息處理和功能主要分為四個(gè)部分：數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)尋訪(瀏覽)、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)庫(kù)。該系統(tǒng)結(jié)合智能裝置的應(yīng)用，從數(shù)據(jù)庫(kù)管理、參數(shù)管理、信息查詢、故障分析、歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等環(huán)節(jié)為電網(wǎng)事故的分析和處理提供了比較有利的技術(shù)支持。美國(guó)KJT公司的OPEN系統(tǒng)是由核心系統(tǒng)和應(yīng)用模塊組合而成，核心系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集、分析引擎、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、告警和報(bào)告、可視化及系統(tǒng)管理等部分。我國(guó)的電力發(fā)展還在追隨著國(guó)外的步伐，為了取得國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)有效建設(shè)必須借鑒國(guó)外多年發(fā)展的成果。1.4本論文主要工作本文綜合利用故障信息處理系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障信息數(shù)據(jù)，利用有效的仿真工具，開展了故障信息處理系統(tǒng)主站綜合應(yīng)用（主要是故障診斷應(yīng)用模塊和保護(hù)動(dòng)作行為分析應(yīng)用模塊）的研究和開發(fā)工作[4]。主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:（1）闡述了課題提出的背景意義，將用戶要求和當(dāng)前電力發(fā)展的需要結(jié)合起來(lái)，分析出現(xiàn)有的故障信息管理系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)。（2）介紹了信息故障系統(tǒng)的裝置和數(shù)據(jù)的信息特征以及數(shù)據(jù)處理技術(shù)，并把介紹的重點(diǎn)放在了存在于主站應(yīng)用中的子系統(tǒng)模塊。（3）提出一種以粗糙集理論和故障存在信息網(wǎng)的電網(wǎng)故障診斷方法。首先以各種保護(hù)、斷路器作為條件屬性，故障區(qū)域作為決策屬性，考察各種故障情況并隨后建立一個(gè)決策表。（4）提出了一種基于Matlabstateflow的繼電保護(hù)裝置仿真方法，有效實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中混雜系統(tǒng)的仿真。主要是在Matlab下包的工具箱進(jìn)行仿真建模，綜合利用各種故障信息，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作行為分析的方法[5]。通過(guò)建模的仿真方法分析在故障發(fā)生和持續(xù)過(guò)程中保護(hù)動(dòng)作量邏輯判斷的過(guò)程，并將此與保護(hù)實(shí)際輸出的信息比較，以此來(lái)評(píng)價(jià)保護(hù)在故障中的表現(xiàn)。2故障信息采集2.1采集方式電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障信息采集有兩種采集方式：監(jiān)測(cè)采集與系統(tǒng)管理采集。2.2監(jiān)測(cè)采集監(jiān)測(cè)信息采集方式包括離線監(jiān)測(cè)與在線監(jiān)測(cè)（1）離線監(jiān)測(cè)：離線監(jiān)測(cè)信心采集是在電力設(shè)備停止工作的狀態(tài)下對(duì)其進(jìn)行檢查的方式。離線監(jiān)測(cè)的方式簡(jiǎn)單，配置的費(fèi)用低，監(jiān)測(cè)儀器通用，其檢查的判斷依據(jù)與要求都有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，操作性強(qiáng)。但是離線監(jiān)測(cè)不能將電力設(shè)備故障的發(fā)生率降到零，不能完全防止電力設(shè)備故障的出現(xiàn)。在電力設(shè)備的運(yùn)行中，設(shè)備出現(xiàn)突發(fā)事故或者外界引起突發(fā)狀況也都是無(wú)法預(yù)知的。因此采用離線監(jiān)測(cè)方式來(lái)監(jiān)測(cè)電力設(shè)備的時(shí)間死區(qū)大。在這個(gè)時(shí)間死區(qū)中，電力設(shè)備無(wú)法得到很好的監(jiān)測(cè)與控制。因此我們并不能只是單一的采用離線監(jiān)測(cè)。目前采用離線監(jiān)測(cè)主要是為了能夠更好的對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行判斷并決定是否將設(shè)備維修作為項(xiàng)目?jī)?nèi)容，同時(shí)它還可以對(duì)部分慢性發(fā)展的設(shè)備缺陷做到預(yù)知。（2）在線監(jiān)測(cè)：在線監(jiān)測(cè)信息采集是再設(shè)備不停止供電電的狀態(tài)下所實(shí)行的監(jiān)測(cè)，這樣相對(duì)于離線監(jiān)測(cè)信息采集而言，在線監(jiān)測(cè)信息采集可以避免給企業(yè)和用電用戶帶來(lái)不必要的損失，尤其是在經(jīng)濟(jì)方面。依據(jù)在線監(jiān)測(cè)的周期形式可以將在線監(jiān)測(cè)分為以下兩種：1、非定期或定期的間隔性測(cè)試，這是在離線監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)的一些改進(jìn)。將測(cè)試的條件變?yōu)榱死眉哼\(yùn)行的電壓進(jìn)行，這樣就不會(huì)影響設(shè)備的正常工作，這就是通常所說(shuō)的帶電測(cè)試。帶電測(cè)試的特點(diǎn)就是有一定的時(shí)間間隔，不能過(guò)于頻繁地或是連續(xù)地對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)；2、準(zhǔn)時(shí)或?qū)崟r(shí)地對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視與測(cè)驗(yàn)。該種形式的特點(diǎn)就是設(shè)備在帶電的情況下能夠?qū)υO(shè)備的某種或是某幾種化學(xué)量或物理量進(jìn)行連續(xù)地自動(dòng)地測(cè)試。并且該種形式能夠根據(jù)被測(cè)試對(duì)象的性質(zhì)，可以對(duì)一些沒有突變性質(zhì)的被測(cè)試的對(duì)象采用一定時(shí)間間隔來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)試。它同帶電測(cè)試最大的不同就是具有連續(xù)性與自動(dòng)性。2.3系統(tǒng)管理采集通過(guò)建立繼電保護(hù)故障信息管理系統(tǒng)，可以快速準(zhǔn)確地獲取故障發(fā)生的地點(diǎn)、故障性質(zhì)以及故障距離等有效信息，加快了故障處理的速度，提高了故障判斷和處理的工作效率；充分體現(xiàn)本系統(tǒng)的信息支持、輔助分析和決策作用。把事故動(dòng)作信息、故障波形發(fā)布到web頁(yè)面上收集保護(hù)裝置動(dòng)作信息、錄波裝置的把事故動(dòng)作信息、故障波形發(fā)布到web頁(yè)面上收集保護(hù)裝置動(dòng)作信息、錄波裝置的錄波文件收集各子站動(dòng)作信息和錄波文件根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系和故障時(shí)間，對(duì)子站上送的離散動(dòng)作信息進(jìn)行篩選、分析、整合成事故報(bào)告在圖形監(jiān)控平臺(tái)上推送事故報(bào)告波形分析故障測(cè)距故障診斷專家系統(tǒng)圖2-3系統(tǒng)信息采集圖3故障信息處理系統(tǒng)3.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)什么是故障信息處理系統(tǒng)，它包括主站系統(tǒng)以及子站部分，形成一個(gè)完整的分層、分布式系統(tǒng)。通信網(wǎng)絡(luò)在廣義定義下，指主站和子站互相連接為一個(gè)統(tǒng)一整體，并在主站端與EMS、MIS相連。將獲得的信息根據(jù)優(yōu)先級(jí)別的不同和使用對(duì)象的不同，經(jīng)數(shù)據(jù)的通道傳送到本地監(jiān)控系統(tǒng)等多個(gè)主站；主站系統(tǒng)會(huì)合理的處理采集來(lái)的信息，并根據(jù)其應(yīng)用范圍，交付給不同的功能模塊去處理。系統(tǒng)具有自己的獨(dú)立性，子站能夠自我收集那些需要的數(shù)據(jù)；同時(shí)，系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候，并不影響諸如保護(hù)、自動(dòng)類裝置和故障錄波器等物件的運(yùn)行狀態(tài)。子站在不同的通信接口處實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換，同時(shí)綜合各類保護(hù)，各類自動(dòng)化設(shè)備，實(shí)行信息綜合，另外協(xié)議具備一定的擴(kuò)展性，能很好的把新協(xié)議裝置接入進(jìn)來(lái)。由于子站存在多類數(shù)據(jù)，所以需要分層次管理，在有故障發(fā)生時(shí)，子站將數(shù)據(jù)有選擇的上傳，保證了調(diào)度中心接收到足夠多的信息，同時(shí)又排除掉不合理的信息；子站數(shù)據(jù)可以給多個(gè)主站提供，也可以從主站部分取得分析故障的結(jié)果。主站可以有選擇的調(diào)用子站存在的任何數(shù)據(jù)，并且可以通過(guò)子站部分進(jìn)行保護(hù)的定值修改、功能壓板投退等日常操作；利用GPS還可以對(duì)子站的保護(hù)、自動(dòng)裝置、故障錄波器等進(jìn)行對(duì)時(shí)。故障信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3.1。繼電保護(hù)裝置開關(guān)TA/TV故障信息系繼電保護(hù)裝置開關(guān)TA/TV故障信息系統(tǒng)主站通信網(wǎng)絡(luò)保護(hù)工程師主站調(diào)度員工作站變電站工作站故障錄波器TATATA圖3-1故障信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.2子站系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)故障信息處理系統(tǒng)基于分布式智能裝置的信息采集以及信息分析，一般變電站存在多個(gè)電壓等級(jí)的設(shè)備，會(huì)由不同的上級(jí)主站進(jìn)行監(jiān)事和調(diào)度，因此，子站必須同時(shí)向多個(gè)主站傳送信息。廣泛來(lái)看，子站當(dāng)做是變電站的保護(hù)裝置，作為一種子系統(tǒng)，能夠給多個(gè)主站提供信息。3.2.1子站的功能子站系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換格式，可以靠各種通信的接口技術(shù)和規(guī)約來(lái)完成。根據(jù)信息不同的優(yōu)先級(jí)和存在的有效程度，在原有規(guī)范下，將收集到的消息進(jìn)行合理的選擇并把它們分類檢出，對(duì)需要上送主站的信息按照優(yōu)先等級(jí)的不同，將信息由高到低的發(fā)送到主站。包括以下幾個(gè)功能：（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)支持各種通信接口和通信規(guī)約，能夠接入不同廠家、不同型號(hào)的保護(hù)裝置以及系統(tǒng)有必要管理的其它IED設(shè)備，并與所有接入的裝置進(jìn)行通信，采集裝置數(shù)據(jù)，包括：遙信量、遙測(cè)量、裝置參數(shù)、事件報(bào)告、分散錄波等元素。（2）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將采集到的裝置數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的格式轉(zhuǎn)換和整理，主要有兩方面考慮，一是有規(guī)范的處理信息，使其能夠被轉(zhuǎn)發(fā)，二是避免上送無(wú)效信息。每個(gè)子站還能夠?qū)Χ鄠€(gè)主站發(fā)送數(shù)據(jù)，用戶還可以根據(jù)自己的需求通過(guò)策略的配置給主站傳送數(shù)據(jù)。（3）運(yùn)行管理子站采集通信狀態(tài)，隨后將得到運(yùn)行的信息保存起來(lái)，方便自己進(jìn)行查詢分析；子站可以接收來(lái)自主站或分站的各項(xiàng)查詢控制命令，如壓板投退、定值修改、定值切換、歷史記錄查詢、定值召喚、信號(hào)復(fù)歸等，還可以屏蔽控制功能。（4）自恢復(fù)子站具有自我恢復(fù)功能，系統(tǒng)具有軟件狗，能夠靈敏的監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，當(dāng)發(fā)生異常狀況時(shí)能夠及時(shí)的關(guān)閉和重起進(jìn)程，使系統(tǒng)能夠連續(xù)可靠運(yùn)行。3.2.2子站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)子站系統(tǒng)是通過(guò)保護(hù)管理機(jī)去接入各個(gè)廠家的設(shè)備，如果此設(shè)備沒有聯(lián)網(wǎng)功能，接入子站可以采用硬節(jié)點(diǎn)方式。子站可以供應(yīng)多個(gè)主站，也就是說(shuō)子站能夠向多個(gè)主站同時(shí)傳送數(shù)據(jù)。保護(hù)管理機(jī)的存在能夠和站內(nèi)原有的保護(hù)裝置有機(jī)結(jié)合，用串行口或者以太網(wǎng)的方式接在在子站系統(tǒng)中。正常運(yùn)行的系統(tǒng)，工控機(jī)子站承擔(dān)起信息保護(hù)和轉(zhuǎn)發(fā)的功能，工控機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，信息改變?cè)械膫魉头绞?，改由保護(hù)管理機(jī)送達(dá)信息給主站，防止丟失數(shù)據(jù)。為達(dá)到此要求，多子站通信功能靠保護(hù)管理機(jī)支持，轉(zhuǎn)出擴(kuò)展規(guī)約。子站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下:當(dāng)?shù)乇O(jiān)控當(dāng)?shù)乇O(jiān)控PC數(shù)據(jù)通信網(wǎng)GPS省調(diào)主站地調(diào)分站備用傳送方式省調(diào)/地調(diào)擴(kuò)展103規(guī)約保護(hù)管理機(jī)微機(jī)保護(hù)錄波裝置保護(hù)管理機(jī)微機(jī)保護(hù)分散錄播保護(hù)管理機(jī)非微機(jī)保護(hù)非微機(jī)保護(hù)圖3-2子站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.3主站系統(tǒng)的功能和構(gòu)成3.3.1主站系統(tǒng)功能主站的工作是，統(tǒng)一管理所有下屬變電站，進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，與MIS,SCADA等系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)，完善自身。主站一方面對(duì)實(shí)時(shí)顯示子站上傳的信息，并且將這些信息進(jìn)行分析處理，這種做法為電網(wǎng)帶來(lái)的好處是顯而易見的，不僅發(fā)辮調(diào)度員進(jìn)行事故處理并且為繼電保護(hù)的動(dòng)作行為提供依據(jù)；另一方面能夠遠(yuǎn)程控制子站，幫助子站完成數(shù)字式繼電保護(hù)設(shè)備的控制管理，然后由MIS系統(tǒng)將給其他調(diào)度機(jī)構(gòu)發(fā)布信息。在主站部分收集整合各類故障信息，并且進(jìn)行分析應(yīng)用工作，包括以下功能：（1）在子站部分收集數(shù)據(jù)子站上的信息按照其生原因上將其三類：第一種是按預(yù)定信息優(yōu)先級(jí)的不同，主站實(shí)時(shí)接收或準(zhǔn)實(shí)時(shí)接收的信息；二是隨著主站定時(shí)召喚子站發(fā)出響應(yīng)并上傳的信息；三是如果子站對(duì)主站進(jìn)行手動(dòng)的召喚操作，隨之發(fā)出響應(yīng)的信息。（2）網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行及檢測(cè)該功能包括兩個(gè)方面，一是網(wǎng)運(yùn)行工況監(jiān)視與操作，二是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)。前者指正常情況下，監(jiān)視主站系統(tǒng)自身軟硬件和通道運(yùn)行狀況，采用與電氣一次接線圖方式一致的圖形化管理和圖形化信息發(fā)布。后者主要是對(duì)CPU的使用率、系統(tǒng)占有內(nèi)存的容量、磁盤應(yīng)用空間等的資源監(jiān)視功能，另外還能夠提示和報(bào)警。（3）故障管理高級(jí)功能應(yīng)用故障錄波波形分析功能，可以把多條錄波曲線畫在相同的或不同的窗口中分析比較這些波形的不同；還可以縮放波形曲線的幅度。在波形圖上，能夠把每一條曲線的有效值、即時(shí)值、最大或最小值、相角值、諧波值、采樣間隔、時(shí)間點(diǎn)等信息顯示出來(lái)；可以計(jì)算故障量的1~9次諧波：能分別繪制相序分量矢量圖；打印輸出保存錄波圖形的全部分析報(bào)告。3.3.2主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是分布式模塊化的，充分考慮到主站系統(tǒng)的開放性，除了按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，除了采用具有廣泛兼容性的軟硬件之外，還體現(xiàn)在在軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)上。主站系統(tǒng)遵從現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分部處理的設(shè)計(jì)發(fā)放，在平臺(tái)級(jí)和應(yīng)用級(jí)上進(jìn)行開放設(shè)計(jì)，得到了一個(gè)擴(kuò)展性能很強(qiáng)的系統(tǒng)。大系統(tǒng)由多臺(tái)PC機(jī)和服務(wù)器組成，如果系統(tǒng)規(guī)模比較小的話，一臺(tái)PC機(jī)就可以包含整個(gè)系統(tǒng)。公共電話網(wǎng)Modem池終端服務(wù)器防火墻公共電話網(wǎng)Modem池終端服務(wù)器防火墻至MIS服務(wù)器A服務(wù)器BWeb服務(wù)器保護(hù)工程師站路由器至EMS前置機(jī)前置機(jī)路由器光纖網(wǎng)終端服務(wù)器Modem池電力數(shù)據(jù)網(wǎng)圖3-3主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.3.3繼電保護(hù)出現(xiàn)故障時(shí)的處理系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置所處的環(huán)境比較特殊，要降低繼電保護(hù)裝置的故障發(fā)生率，需要通過(guò)對(duì)其特征信號(hào)進(jìn)行采集和分析，判斷出繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)，以檢查出繼電保護(hù)裝置的初期故障，并檢測(cè)故障的發(fā)展趨勢(shì)，這就要求相關(guān)技術(shù)人員對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行狀態(tài)檢修。在進(jìn)行狀態(tài)檢修的過(guò)程中，需要相應(yīng)的故障處理方法和技術(shù)予以支持。（1）替換法：用好的或認(rèn)為正常的相同元件代替懷疑的或認(rèn)為有故障的元件，來(lái)判斷它的好壞，可快速地縮小查找故障范圍。這是處理綜合自動(dòng)化保護(hù)裝置內(nèi)部故障最常用方法。（2）參照法：通過(guò)正常電氣設(shè)備與非正常電氣設(shè)備的技術(shù)參數(shù)對(duì)照，從不同處找出不正常電氣設(shè)備的故障點(diǎn)。

此法主要用于查認(rèn)為接線錯(cuò)誤，定值校驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)測(cè)試值與預(yù)想值有較大出入又無(wú)法斷定原因之類的故障[6]。通過(guò)對(duì)正常電氣設(shè)備和非正常電氣設(shè)備的相關(guān)技術(shù)參數(shù)對(duì)比，找出不正常電氣設(shè)備的故障點(diǎn)。這個(gè)方法主要應(yīng)用于檢查接線錯(cuò)誤、定值校驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的測(cè)量值與實(shí)際值有較大差異電氣設(shè)備的故障。在進(jìn)行改造和設(shè)備更換之后，二次接線不能夠準(zhǔn)確恢復(fù)正常工作時(shí)，可參照同類電氣設(shè)備的接線圖，進(jìn)行參照與對(duì)比找出電氣設(shè)備的故障點(diǎn)。而且，繼電器定值校驗(yàn)時(shí)，可能發(fā)現(xiàn)某一只繼電器測(cè)量值與真值相差得比較懸殊，此時(shí)，不可以輕易做出判斷，判斷這只繼電器的電氣特性不好，應(yīng)當(dāng)調(diào)整繼電器上的刻度值，可用同只或同類的表計(jì)去測(cè)量其他相同回路想同繼電器進(jìn)行比較。（3）短接法：將回路某一段或某一部分用短接線進(jìn)行短接操作，并進(jìn)行判斷故障點(diǎn)是否在短接線的范圍以內(nèi)或者是其他的什么地方，這樣來(lái)確定故障的范圍。此法主要是用在電磁鎖失靈、電流回路開路、切換繼電器不動(dòng)作、判斷控制等轉(zhuǎn)換開關(guān)的接點(diǎn)是否完好。（4）自動(dòng)重合閘法：運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障大多都屬于暫時(shí)性的，如雷擊過(guò)電壓一起的絕緣子的表層閃絡(luò)，大風(fēng)時(shí)較短時(shí)間在的短暫碰線，導(dǎo)體通過(guò)鳥類身體的放電，風(fēng)箏之類的繩索或樹木等引起的故障，這些故障，當(dāng)被繼電保護(hù)迅速切除后，電弧即可熄滅，故障點(diǎn)的絕緣性即可以完全恢復(fù)，故障隨即自行消除。這時(shí)，若迅速使繼電保護(hù)裝置重新工作，往往能恢復(fù)供電，因而減小用戶的停電時(shí)間，提高供電的可靠性。因此，自動(dòng)重合閘在輸、配電線路中尤其是高壓輸電線路上得到極其廣泛的應(yīng)用。（5）直觀法

：處理一些無(wú)法用儀器逐點(diǎn)測(cè)試,或某一插件故障一時(shí)沒有可用的備品更換,而又想將故障完全排除的情況下。10KV開關(guān)巨分和巨合故障的處理。在操作命令發(fā)布后,仔細(xì)觀察合閘接觸器或跳閘線圈的可動(dòng)作部分,若合閘接觸器和跳閘線圈動(dòng)作，這就說(shuō)明電氣回路正常工作,故障存在于機(jī)體的內(nèi)部。到現(xiàn)場(chǎng)如直接觀察到繼電器機(jī)體內(nèi)部有明顯的變色且呈現(xiàn)黃色或哪個(gè)元器件發(fā)出濃烈并刺鼻的焦味等等，這便可以快速準(zhǔn)確地確認(rèn)故障所在,更換損壞的元件即可。以上部分是在出現(xiàn)一些小故障時(shí)的操作方法，這些故障一般是工藝方面、運(yùn)行方面、設(shè)備方面以及日常維護(hù)方面發(fā)生的故障，如果要深入分析就需要用到以下方法。4基于粗糙集理論及故障信息網(wǎng)故障診斷4.1粗糙集理論粗糙集理論作為智能計(jì)算的科學(xué)研究，無(wú)論是在理論方面還是在應(yīng)用實(shí)踐方面都取得了很大的進(jìn)展，展示了它光明的前景。粗集理論不僅為信息科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)提供了新的科學(xué)研究和研究方法，而且為智能信息處理提供了有效的處理技術(shù)[7]。粗糙集理論是1982年由波蘭學(xué)者Z.Pawlak

針對(duì)G..Frege的邊界線區(qū)域思想提出的處理含糊和不確定性問題的新型數(shù)學(xué)工具。其主要思想是利用已知的知識(shí)庫(kù)，將知識(shí)理解為對(duì)數(shù)據(jù)的劃分，每一被劃分的集合稱為概念，將不確定或不精確的知識(shí)用已知的知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)來(lái)刻畫。該理論是建立在分類機(jī)制基礎(chǔ)上的，它將分類理解為在特定空間上的等價(jià)關(guān)系，而等價(jià)關(guān)系構(gòu)成了對(duì)該空間的劃分.。

粗糙集理論的特點(diǎn)在于它恰好反映了人們用粗糙集方法處理不分明問題的常規(guī)性，即以不完全信息或知識(shí)去處理一些不分明現(xiàn)象的能力，或依據(jù)觀察、度量到的某些不精確的結(jié)果而進(jìn)行分類數(shù)據(jù)的能力[8]。其與其他處理不確定和不精確問題理論的最顯著的區(qū)別是它無(wú)需提供問題所需處理的數(shù)據(jù)集合之外的任何先驗(yàn)信息，所以對(duì)問題的不確定性的描述或處理比較客觀。4.2信息系統(tǒng)和決策表粗糙集理論主要研究信息系統(tǒng)。先將所研究的對(duì)象表示為信息系統(tǒng)，再用粗糙集理論研究。信息系統(tǒng)作為一個(gè)數(shù)據(jù)集，通常用數(shù)據(jù)表的形式表現(xiàn)出來(lái)。該數(shù)據(jù)表的每一行代表一個(gè)對(duì)象，這些對(duì)象可以是事例、事件等。而數(shù)據(jù)表的列表示對(duì)象的屬性，這些屬性可以是對(duì)象的特征、度量等。信息系統(tǒng)S可較形式化的表示為S=(U,A)，其中:(1)U是有限非空的對(duì)象集合，通常稱為域;(2)A是有限非空的屬性集合，對(duì)每個(gè)屬性A,都有映射“，其中是屬性的值域。如果信息系統(tǒng)S的屬性集合A可分為條件屬性集合C與決策屬性集合D兩部分即且，這種信息系統(tǒng)也可稱為決策表。例如表4.1就是一個(gè)信息系統(tǒng)，其中屬性集合,域。如果令C={a，b，c}，D=vzpt1xt，那么就是一個(gè)決策表。表4-1決策表UabcdX11111X21001X31001X40110X51110X600104.2.1不可辨別關(guān)系不可辨識(shí)關(guān)系(indiscernibilityrelation)作為粗糙集理論中最為重要的概念，將作為主要論述對(duì)象來(lái)表示。P教授所提出的經(jīng)典粗糙集理論中的不可辨識(shí)關(guān)系總是指等價(jià)關(guān)。給定,是屬性集合,是條件屬性C的子集,對(duì)于每一個(gè)屬性子集B，可以定義不可辨識(shí)關(guān)系為:(4.1)不可辨識(shí)關(guān)系與屬性子集B一一對(duì)應(yīng)，所以經(jīng)常可以簡(jiǎn)記為B。如果，那么通過(guò)屬性子集B，對(duì)象將是不可分辨的，即它們?cè)趯傩约螧上是不可區(qū)分的。根據(jù)不可辨識(shí)關(guān)系可導(dǎo)出一個(gè)等價(jià)劃分，可簡(jiǎn)記為U/B。等價(jià)劃分U/B中包含對(duì)象的等價(jià)類，一般記做。由于等價(jià)類，內(nèi)的所有對(duì)象在屬性集合B上都是不可辨識(shí)的，因此對(duì)象可代表等價(jià)類所有對(duì)象在上的取值情況，而其它對(duì)象都是冗余的。例4.1以表4.1所述的信息系統(tǒng)S為例，令條件屬性集合，那么C對(duì)應(yīng)的不可辨識(shí)關(guān)系可以導(dǎo)出等價(jià)劃分：(4.2)同樣,令決策屬性集合，那么D所對(duì)應(yīng)的不可辨識(shí)關(guān)系也可以導(dǎo)出等價(jià)劃分：(4.3)4.3故障信息網(wǎng)的信息分析處理當(dāng)前，在繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大的同時(shí)，也出現(xiàn)了一些問題。因此，在解決問題的過(guò)程中也就積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，如下所述。首先，繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)不論采用的是哪種管理模式，信息的一致性都必須要得到保證，分站端必須只有一個(gè)子站系統(tǒng)處在運(yùn)行當(dāng)中。其次，系統(tǒng)在建設(shè)的過(guò)程中不能夠?qū)υO(shè)備的功能與運(yùn)行起到消極的影響，分站運(yùn)行的設(shè)備與保護(hù)設(shè)備是一樣的，都必須要保證其安全可靠性。第三，系統(tǒng)的采集信息工作不論有沒有與站內(nèi)的自動(dòng)化系統(tǒng)獨(dú)立，都需要對(duì)信息的共享充分的考慮，不僅要滿足繼電保護(hù)設(shè)備的需求，而且要保證生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的正常進(jìn)行。第四，該系統(tǒng)在拓展功能與規(guī)模時(shí)，切不可對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成任何的影響。第五，在進(jìn)行系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中，方案設(shè)計(jì)必須要充分考慮到安全性，而且要在系統(tǒng)內(nèi)部建立起相對(duì)完善的病毒防護(hù)、病毒查殺等體系，為系統(tǒng)保護(hù)軟件的正常運(yùn)行提供保障。第六，要保證整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部的時(shí)鐘是統(tǒng)一的，要能夠給電網(wǎng)故障的分析研究提供重要依據(jù)[9]。第七，子站向主站或者分站傳送的信息要與相關(guān)數(shù)據(jù)格式要求、通信傳輸規(guī)約等向符合，如果信息的格式不符合要求，或者違背了相關(guān)的規(guī)約，那么是不能夠使實(shí)現(xiàn)信息的交換的。第八，只要是接入到子站中的保護(hù)裝置，不論是集中式的布置還是分布式的布置，都必須要使用統(tǒng)一的接口規(guī)約與方式進(jìn)行接入工作。最后，要采用以太網(wǎng)接入系統(tǒng)中的故障錄波器，使得錄波文獻(xiàn)的傳輸性得到提高。要想保證繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)更好地給電力系統(tǒng)提供服務(wù)，保證電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，就必須要采取以下幾種措施。首先，及時(shí)跟蹤分析國(guó)際上的先進(jìn)技術(shù)的情況與應(yīng)用動(dòng)向，根據(jù)國(guó)際新技術(shù)發(fā)展的實(shí)際情況制定符合我國(guó)國(guó)情的標(biāo)準(zhǔn)，并且要出臺(tái)相應(yīng)的規(guī)范性文件。我們要加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的借鑒，要能夠保證開發(fā)出來(lái)的繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)產(chǎn)品具備優(yōu)良的性質(zhì)，而且要價(jià)格合理、運(yùn)行可靠，為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供保證。其次，在電力系統(tǒng)的功能日益標(biāo)準(zhǔn)化，開放程度日益提高的情況下，系統(tǒng)的安全問題也必須要得到相關(guān)部門的高度重視，必須要將安全隱患消除在萌芽狀態(tài)。要加大科學(xué)技術(shù)與資金的投入，盡快達(dá)到通信規(guī)約的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化，以及結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化等，要能夠在每一個(gè)環(huán)節(jié)都體現(xiàn)出現(xiàn)代化的特征。繼電保護(hù)裝置的生產(chǎn)廠家在進(jìn)行裝置的設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要與監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合在一起，而且要充分考慮到通信管理機(jī)的功能性，要最大程度地提高相關(guān)設(shè)備的抗干擾能力。第三，電網(wǎng)繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)還需要不斷提高工作人員的專業(yè)技能，相關(guān)部門在招聘工作人員時(shí)，要提高門檻，不準(zhǔn)沒有資格證的工作人員參與到如此重要的工作中。同時(shí)對(duì)于老員工要加強(qiáng)培訓(xùn)，使工作人員的工作技能和職業(yè)素質(zhì)不斷提高，不斷更新知識(shí)，應(yīng)用先進(jìn)的研究成果，緊跟知識(shí)時(shí)代的發(fā)展步伐，能夠使其在遇到問題時(shí)及時(shí)采取有效的措施，保證電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。此外，該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)還需要不斷研發(fā)先進(jìn)的控制軟件，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，諸如檢修管理軟件、全程監(jiān)控軟件等都是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵。5基于Matlab狀態(tài)流和故障信息網(wǎng)的保護(hù)動(dòng)作行為分析5.1Matlab仿真MATLAB由一系列工具組成。這些工具方便用戶使用MATLAB的函數(shù)和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調(diào)試器、路徑搜索和用于用戶瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器。隨著MATLAB的商業(yè)化以及軟件本身的不斷升級(jí)，MATLAB的用戶界面也越來(lái)越精致，更加接近Windows的標(biāo)準(zhǔn)界面，人機(jī)交互性更強(qiáng)，操作更簡(jiǎn)單。而且新版本的MATLAB提供了完整的聯(lián)機(jī)查詢、幫助系統(tǒng)，極大的方便了用戶的使用。簡(jiǎn)單的編程環(huán)境提供了比較完備的調(diào)試系統(tǒng)，程序不必經(jīng)過(guò)編譯就可以直接運(yùn)行，而且能夠及時(shí)地報(bào)告出現(xiàn)的錯(cuò)誤及進(jìn)行出錯(cuò)原因分析[10]。其Simulink中的Stateflow軟件包是一個(gè)創(chuàng)建和仿真復(fù)雜響應(yīng)系統(tǒng)和事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工具，非常適合用來(lái)對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。本文針對(duì)保護(hù)裝置的動(dòng)作特點(diǎn)，運(yùn)用Simulink/Stateflow建立仿真模型。應(yīng)用綜合故障信息數(shù)據(jù)對(duì)保護(hù)裝置動(dòng)作進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，然后分析比較仿真動(dòng)作結(jié)果與從故障信息網(wǎng)上送的保護(hù)動(dòng)作的不同，可清晰準(zhǔn)確的判斷出保護(hù)動(dòng)作是否正確。以線路距離保護(hù)裝置為例進(jìn)行了仿真測(cè)試,結(jié)果表明了該方法的有效性和清晰直觀的特點(diǎn)。5.2保護(hù)裝置在Matlab下的仿真建模保護(hù)系統(tǒng)的建模步驟Matlab環(huán)境下建立的保護(hù)系統(tǒng)的仿真模型應(yīng)包括三個(gè)步驟:（1）用Stateflow建立起離散事件模型;（2）用Simulink常規(guī)模塊建立連續(xù)部分模型以及與Stateflow的接口;（3）對(duì)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行仿真[11]。在Matlab仿真環(huán)境下，Stateflow內(nèi)嵌于Simulink，仿真過(guò)程中,Stateflow的時(shí)間步長(zhǎng)與標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)simulink模塊的時(shí)間步長(zhǎng)不同，為了實(shí)現(xiàn)同步要求，必須附加一個(gè)輸入，用于仿真時(shí)啟動(dòng)stateflow狀態(tài)圖。當(dāng)Stateflow模塊的狀態(tài)圖中存在實(shí)時(shí)約束時(shí)，可采用適當(dāng)?shù)姆椒▽?shí)現(xiàn)。例如，可以在狀態(tài)圖中引入定時(shí)器狀態(tài)[12]，并在接口部分增加脈沖發(fā)生器作為時(shí)間基準(zhǔn)；還可以直接在接口處采用脈沖發(fā)生器作為信號(hào)定時(shí)器，到達(dá)一定預(yù)定時(shí)間,立即發(fā)出定時(shí)器事件到狀態(tài)圖中。任何一套保護(hù)裝置都包含若干個(gè)保護(hù)功能，比如線路距離保護(hù)裝置主要保護(hù)功能有:三段相間距離保護(hù)、三段相間定時(shí)限過(guò)流保護(hù)等。每個(gè)保護(hù)功能都可以用一幅保護(hù)邏輯圖表示，根據(jù)保護(hù)邏輯圖按照上述建模步驟即可建立仿真模型，仿真分析流程圖如下圖5.1分析保護(hù)功能邏輯圖分解出離散事件分析保護(hù)功能邏輯圖分解出離散事件分解出連續(xù)事件和接口Stateflow建模Simulink建模仿真模型故障錄波數(shù)據(jù)保護(hù)定值動(dòng)態(tài)仿真結(jié)果圖5-1仿真分析流程圖5.3距離保護(hù)裝置的動(dòng)作行為分析實(shí)例建立仿真模型對(duì)如下故障情況進(jìn)行仿真時(shí),采樣頻率為l000Hz，傅氏全周算法數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)度為20，電