自主可控继电保护装置异常变位数据容错存储算法

刘清泉; 范辉; 李铁成; 王献志

沈阳工业大学学报 ›› 2026, Vol. 48 ›› Issue (1) : 29 -36.

刘清泉, 范辉, 李铁成, 王献志

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摘要

【目的】在电力系统运行过程中，继电保护装置起到至关重要的作用。然而，设备长期运行，老化和损坏现象不可避免，其会导致继电保护装置产生异常变位数据，这些异常数据如果不能得到妥善处理，将会影响电力系统的安全稳定运行。因此，如何有效处理继电保护装置的异常变位数据成为一个亟待解决的问题。【方法】研究提出了一种自主可控的容错存储算法，该算法通过对继电保护装置的状态进行评估，分析潜在的扰动因素。在此基础上，运用模型预测控制(MPC)技术预测可能出现的异常数据。MPC是基于系统的动态模型，通过预测未来系统的状态来提前进行决策，并针对预测到的异常数据实施校正，旨在将数据恢复到原始状态。同时，利用数据弹性理论和粒度率来计算补偿存储强度，数据弹性理论有助于衡量系统在面对故障时的承受能力，而粒度率则与数据的细化程度相关，通过将两者结合确保数据的准确性和完整性。在研究过程中，构建了基于上述算法的实验环境，通过模拟继电保护装置在不同工况下产生的异常变位数据对算法进行测试。【结果】通过实验验证该算法的效果，算法的容错率高于0.89，意味着在面对大量异常数据时，算法能够成功处理其中绝大部分的数据错误。存储所需占用内存在20 MB以下，表明算法在存储数据时对内存资源的占用较少。在数据量为10 000个的情况下，数据传输次数仅为401次，体现了算法在数据传输方面的高效性。【结论】通过研究可知，所提出的自主可控容错存储算法能够有效增强继电保护装置的数据容错能力。对异常数据的准确预测、校正以及合理的存储策略，确保了数据的准确性和完整性，从而提升了继电保护装置在面对设备老化和损坏时的应对能力。在电力系统中采用本文算法有助于提高继电保护装置的可靠性，进而保障电力系统的安全稳定运行。本研究创新之处在于将模型预测控制、数据弹性理论和粒度率相结合，构建了一种全新的容错存储算法。这种综合运用多种技术的方法在处理继电保护装置异常变位数据方面具有独特的优势。本文算法能够提高继电保护装置的数据处理能力，减少因数据异常导致的电力系统故障风险，对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。