继电保护信息语义智能识别算法的研究与应用

陈祺文陈桂全魏定谨王瀚斌廖根森

（国网福建省电力有限公司柘荣县供电公司福建宁德355300）

摘要：随着我国电力系统的不断发展，继电保护信息不规范的问题日渐凸显。鉴于继电保护信息是电网中重要的数据源之一，国家电网公司“六统一”标准对优化后的保护对信息点表提出了统一的要求。但目前各现场存在大量存量传统保护，此类传统保护对于保护信息没有标准的语义统一。新老保护的交替时期下，对继电保护信息进行规范和统一显得尤其重要。所以，继电保护信息标准化解释库的构建十分必要。

关键词：继电保护系统；发展方向；人工智能

引言

为了应对当前存在于继电保护领域的语义不标准现象，设计一种继电保护信息语义智能识别算法。该智能算法基于字典管理、语义匹配、检索预处理以及检索管理4大模块。结合采集储存算法、预处理算法和文本相似度算法设计出一种智能自我学习的语义智能处理机制。该算法通过逐步提高计算机自识别率来实现对不标准继电保护语义的统计，从而丰富语义知识积累库，以便增加对不标准语义标准化的正确率。根据对不同类型不标准语义数据的测试，对得到的标准语义数据进行分析验证，证明了此继电保护信息语义智能识别算法具有准确的性能和良好的可行性。

1继电保护装置的原理及配置

继电保护的原理。继电保护是变电站自动化运维的代表之一，它可以在电力系统提示异常或者发生故障时及时进行告警和应对处理，也担负着日常监测电力系统中各项指标的工作，所以说它是维护供电系统稳定运行的重要手段。当电力系统遇到不可处理的事故时，继电保护装置还可以迅速断开电器元件的供电，对电器元件和电力进行保护。所以说，继电保护装置需要对电气系统的物理量变化进行实施监控，需要保持自身的灵敏和可靠，对故障进行迅速的判断和定位，选择相应的断路器并迅速断开。继电保护的配置方案。继电保护装置在电气系统中的具体应用主要分为两种：常规保护配置和集中保护配置。1）常规保护配置。常规保护配置是根据电气系统的不同环境、不同参数进行个性化配置的，通过变压器、母线、馈线、电容器等设备进行灵活的设置，通过与测控设备相结合组合成自动化保护系统。常规保护配置通过更换之前电气系统的交流量输入插件、I/O接口插件、CPU处理器，改用GOOSE光纤通信接口、数据采集光纤接口等通讯接口来实现数字化，这样可以实现数据的实时、高速传输，并且继电保护可以及时收集到系统并完成处理。2）集中保护配置。集中保护配置是在通信技术的不断发展中衍生的，通过光纤接口与外网相连接，通过数据传输到计算机软件上，实现软件的实时处理，可以对电气设备各环节的运行情况进行灵活的监控，这样可以灵活分析各种设备的故障并及时处理，实现对电气系统中的各个设备进行集中管控和保护。

2.电力系统继电保护技术的发展方向

2.1趋于网络化的发展

继电保护技术的网络化发展在当前的电力系统应用中，已经开始逐渐研究发展起来，未来可能还会通过网络术信息的归集，将实事模拟的工作状态应用在继电保护系统中，让不同的故障问题能够根据这一系统的实时监测分析，准确的判断其出现的原因，并且根据其情况，进行相应的保障措施。另外，在网络人工智能技术逐渐发展的现代，电力系统的故障检测会逐渐融合这种技术，让故障检测，能够有更高的反应速率和精准度，不同的故障问题解决能够在实时判定中快速解决，从而大幅度的减少维修人员处理故障的时间，并且还能够实现远程操作，大大提升了工作效率。

2.2趋于智能化的发展

智能化技术的发展在当前的社会中，以及融合了各个产业中的技术，并且在研究人员不断的研发中，其技术已经在各个行业中，逐渐的应用开来，这项技术的发展对于产业的发展有着革命性的推动作用，同时，继电保护方面的智能化技术研发也逐渐向着多元化的方向发展，人工智能技术在神经网络以及遗传算法等技术理念的支持下，将当今的电力管理智能化发展基础奠定完善，让智能化不仅在继电保护中能够完整应用，还能够应用在整体的电力系统中，从而让电力资源能够在节能环保的运行基础上，不断的推动其应用效能，让继电保护装置的反应时间和保护周期不断地提升，促进在不同环境中的电力适应性的加强，从而实现我国全球能源互联网建设工程的实现。

3继电保护信息语义智能识别算法的应用

3.1语义智能识别

语义智能识别是先对语义进行预处理，再判断是否存在于语义知识积累库中。若不存在，则对语义积累库中标准信息进行遍历，依次进行相似度计算。选取其中相似度最高值与所设定的阈值K（可设定，即为相似度判断的一个依据）进行比较。小于阈值时，则表明无任何相关的标准语义，不做任何处理，认定该输入的语义无效。大于阈值时，则将输入的预处理之后的继电保护信息写入该相似度最高值所对应的标准语义信息列表中，并记录到语义知识积累库中。语义智能识别结构流程如图1所示。

图1语义智能识别结构流程

3.2预处理算法分析

对输入继电保护信息的预处理是十分必要的。对输入的继电保护信息格式进行统一化，有利于语义知识积累库中的不标准语义的识别。本算法预处理部分主要分为3个模块，即继电保护信息中大小写字母的转换、首尾可疑字符的剔除和特殊字符的替换。1）继电保护信息中大小写字母的转换。由于根据《继电保护信息规范统稿》的要求，所有标准语义中涉及到的字母都以大写为基准，故在对输入继电保护信息进行预处理时有必要先对其中字母的大小写进行转换，这样可以降低对语义知识积累库的编辑工作。2）对首尾特殊字符的剔除，主要是针对空格以及Tab键。这样做是为了避免使用人员对输入的继电保护信息误操作。首尾出现空格或者Tab键符号时，使用人员很难识别自己所输入的继电保护信息存在错误，导致无法识别记录在语义知识积累库中的语义，所以对字符串首尾的特殊字符进行剔除是必要的操作。3）主要是对继电保护信息中一些特殊字符的替换。在此部分算法之中采用再加载一个特殊字符替换配置文件的方法。将可能替换的字符写入特殊字符替换配置文件，之后再遇到有新的特殊字符替换便可在该文件中进行添加。此类特殊字符包括一些罗马数字的转换等情况。如在遇到无法输入罗马数字的时候会用大写的英文字母进行替代（如Ⅲ和III），这两个字符看似一样但是程序在判别时可能会识别不出，故这部分模块也是十分必要的。此部分仍然需要重视的一个问题是继电保护信息在语义知识积累库中需要进行排序，将字符大的字符排列在前面。

结语

综上所述，在自动化的电力系统改造当中，继电保护具有十分重要的作用，它可以针对运行过程中出现的故障进行自动化的诊断和处理，对一次电力设备采取相应的保护措施，保证电力系统安全稳定的运行。在实际的工作中一定要充分考虑到电力系统的实际情况，采取合适的继电保护设备，从而为电力系统的安全运行提供保障，进一步推进电力行业的现代化进程。经验证以及算法的改进，使得本算法完美实现了预期的目标，提高了工程技术人员在使用过程中的容错性，大大减少了工程技术人员编写配置文件中不标准语义字符串的工作量。

参考文献：

[1]师元康，姜振超，安寸然.智能变电站继电保护装置状态评估实用化研究[J].电力系统保护与控制，2016，44（10）：119-125.

[2]邱智勇，韩学军，李雪冬，等.基于MSHC继电保护一体化智能分区算法的研究[J].电力系统保护与控制，2016，44（19）：25-31.