试论基于遗传信息融合技术的广域继电保护

摘 要：由于目前广域继电保护大范围、分布式的信息采集方法，以及自然灾害等因素，比较容易出现信息丢失、出错、信息通道受损等问题，难以保证信息的完备性。因此，为了让信息不再出现这些问题，针对现有广域继电保护研究对信息保护考虑的不足，本文将在遗传信息融合的前提下，对广域继电保护进行研究，结合基于故障方向的广域继电保护原理，科学有效地辨识和纠正广域中崩坏的信息数据，针对遗传信息融合在电力系统保护中的应用，强调遗传信息融合技术在广域继电保护中的重要性，为广域继电保护系统更好更快发展提供一定的新思路。

关键词：遗传信息；融合技术；广域；继电保护

前言：日前，我国电力需求量随着生活质量的提高不断加大，虽然电力市场在不断深化改革，电力系统的规模也在不断扩大，但是我国由于人口基数大，用电量大，电力系统的运行也快接近于极限，其产生问题的可能性将变大。[2]因而，这些问题都对我国的电力系统提出了更严格的要求。虽然我国的广域继电保护与传统的继电保护相比，取得了很多的成就，但是在实际应用中依然存在很多的不足。为了保证在实际应用中发挥广域继电保护的良好性能，论证基于遗传信息融合技术的广域继电保护具有重要的意义。

一、基于遗传信息融合技术的广域继电保护

（一）信息融合技术符合广域继电保护的发展趋势

为了让广域继电保护可以有效地为民众服务，人们将遗传信息和广域测量系统的广域继电保护相结合，这样不仅提高了系统的灵敏性，而且还对系统的可靠性能和系统的容错性有一定程度的提高。[4]广域测量系统与智能信息在运行过程中的融合，可以弥补原有广域继电保护中的不足之处。

（二）信息融合的数据类型选取

能够被电网迅速反应出来的信息包括实时信息的表达和处理信息的建议。信息处理的类别由广域电流保护和广域继电保护组成。在广域继电保护中，并不是接收电网信息范围越大越好，第一点，电网发生扰动时，扰动点一定半径内的电网信息价值最大，在这个半径之外的信息重要性较低；第二点，保护系统进行信息的接收与处理能力是有限的，对于构造广域继电保护系统来说，继电保护的快速性要求构建信息域的分区是必要的。[4]

（三）基于遗传信息融合技术的广域继电保护原理

遗传信息融合技术综合了遗传的优点，以进化理论为基础，运用遗传结合、遗传变异以及自然选择的方法，保障了算法的通用和广泛的适应性。遗传信息将需要优化的原始参数进行编码，变成有限的字符串，然后选择用通用的方式来寻找各个编码类似的地方，比较适合应用电气状态下量间逻辑联系信息的融合。[5]广域继电保护方式选择使用元件对侧方向信息的广域继电保护算法，容易判断故障方向，明确指示，传输信息的同步误差要求相对较低，适合于工程的应用。基于遗传信息融合技术的广域继电保护由遗传信息融合模块、信息预处理模块以及广域继电保护模块组成。决策流程如下图所示：

二、故障方向的遗传信息融合

故障信息的遗传信息融合要随机选用物种，然后在运行结束时，选择将适应性最高和发展最快的物种作为最后的判定。建立合理的电网关联信息数学模型是实现故障方向的遗传信息融合技术的关键，考虑到了系统后备保护的响应速度和融合精度，融合的电网信息是由区域内的主保护、断路器的失灵保护动作状态信息、具有方向性的阻抗测量结果、断路器状态信息组成。[5]并且，故障方向信息不仅仅是融合的对象，还能被采集到，而且可信度还比较高，因此会将故障方向信息作为初始种群样本计入融合的流程。

为了保证遗传信息种群的多样性，提高收集速度并且合理运用采集的故障方向信息，让遗传信息种群朝着符合实际问题的方向发展进化，从编码过程已有的信息样本中随机抽取一部分组成初始种群部分个体，仿真结果证明，这种初始种群选取方法不会出现局部最优的问题，却能明显地提高收集速度，能够有效缓解基本遗传算法的不足。[4]遗传操作由选择、交叉和变异两个操作过程构成。选择的目的是确定重组或者是交叉个体，甚至是被选个体会产生多少个下一代个体；交叉是将父代种群中信息产生新的个体相结合；下一代的变异实际是基因由于小概率扰动而产生的变化。遗传信息算法在随机产生的初始种群角度出发，对其进行选择、交叉和变异的操作，种群最优个体的适应值都达到最大值，或进化代数达到最大代数，将结束运行的收敛条件，并且最终把适应值最高而且相等的结果作为最后的判断。[1]

三、信息融合技术在电力系统继电保护中的应用探讨

信息融合利用可以很好地提高广域继电保护的性能，例如：如果距离继电器运用了电流电压信息，那么它受系统的影响将会明显比仅仅利用电流信息过流保护要小；由于差动继电器使用了两端的电流量，它在灵敏度上的性能会比过流保护要好很多；引入了电压信息，方向过流继电器可以区分正反方向故障。

因此可以看到，信息数量利用的多少和保护性能的的优良密切相关，有针对性地根据不同层次信息加以融合能够提高保护的性能水平。但是同时应该看到，电力系统对广域继电保护可靠性的要求很高，因为继电保护实时性强，在多信息的传递共享方而，需要传递的信息层次多样，而数据量又相当之大，对于时间要求严格的继电保护装置来说，信息处理的实时性要求将很难得到满足。[1]如今的广域继电保护装置己经完成了微机化，而且微机产品的技术增长日新月异，在数据处理和运算方面的能力也在逐渐提高。随着网络与信息技术的不断发展，高速便捷的网络对电力系统的各个环节的发展都起到了促进作用。通过遗传信息融合所输出的信息，相较最初始的数据更具针对性和准确性，与遗传信息相融合的广域继电保护更能有效地减少广域继电保护中信息丢失、误判等问题的发生，弥补遗传信息融合技术的广域继电保护中的缺点。[4]

21世纪的今天，国际上多次发生大面积长时间停电的事故，使得广大电力工作者越发意识到从整体加强继电保护的重要性。怎样发挥基于遗传信息融合技术的广域继电保护在实际生活中的应用成为一个重要的问题，这对于我国广域继电保护也是一项重大的挑战。

结束语：

我国广域电力保护取得巨大进展，但是也存在很大的不足，因此将广域继电保护和遗传信息技术相结合具有重要的意义。这样能够在抑制广域继电保护弊端的同时保持其新特性，避免因为电力系统过于复杂而使得电力系统数据更混乱，甚至造成数据丢失影响整个地区电力系统的正常运行。本文对遗传信息融合技术在广域继电保护领域的发展应用进行了探讨，为广域继电保护系统更好更快发展提供了一定的新思路。

参考文献：

[1]汪D，尹项根，张哲，刘建，何志勤.基于遗传信息融合技术的广域继电保护[J].电工技术学报，2010，v.2508：174-179.

[2]李振兴，尹项根，张哲，何志勤，冯灿成.基于多信息融合的广域继电保护新算法[J].电力系统自动化，2011，v.35；No.46309：14-18.

[3].遗传信息融合技术下的广域继电保护探讨[J].通讯世界，2015，No.27516：115-116.

[4]丁伟，何奔腾，王慧芳，陈梦骁，许巍.广域继电保护系统研究综述[J].电力系统保护与控制，2012，v.40；No.35501：145-155.

[5]廖智贤.基于多信息融合技术的继电保护研究[J].科技风，2009，No.13218：257.