2023 年（第六届）电力设备管理智能化技术研讨会 - 44 - 图 1 机理模型构建过程图 但传统 Petri 网在进行对生产系统的建模时有 一个共同的特征：生产系统越复杂，该类模型的规 模就会快速增长。在本项目中提出了基于一种高级 Petri 网的系统工程建模技术（ROPN ，Process Oriented Petrinet） ，通过建立紧凑的系统工程模 型实现复杂生产系统建模。 1.1 变压器运行机理的 ROPN 建模研究 本文提出对变压器运行工作机理进行 ROPN 建模 的研究，它是一种既具有严格的数学表述方式，也 有直观的图形表达方式的系统建模和分析工具，不 仅可以描述生产系统的动态运行过程，也可以较好 的处理异步并发事件。 对于变压器机理建模，其实质是构建变电站变 压器各功能环节在不同状态下机理模型的数学表达 式。具体介绍如下： 1、 机理模型的定义。 机理模型， 亦称白箱模型。 是根据设备、生产过程、工作原理的内部机制、规 律或者物质流的传递机理，经严格推导建立起来的 精确数学模型。机理模型的优点是参数具有非常明 确的物理意义，易于调整，所得的模型具有很强的 适应性。 2、机理模型的构建流程。如图 1。 图 1 中所示，首先需根据系统的结构和遵循的 内在科学规律（物理定律、化学定律等）构建初步 的机理模型，然后在系统运行时的大量输入、输出 数据，借助合适的优化算法，获取高精度的机理模型。 3、机理模型的表现形式。机理模型可以是一个 数学表达式或者多个数学表达式的组合， 每个数学表达 式均代表着该功能环节在某种状态下的运行机理。 1.2 ROPN 建模研究案例 下面以变压器差动保护装置为例进行 ROPN 离散 事件系统工程建模过程。 差动保护是变压器的保护装置，它是根据“电 路中流入节点电流的总和等于零”原理制成的；差 动保护把被保护的电气设备看成是一个节点，那么 正常时流进被保护设备的电流和流出的电流相等， 差动电流等于零。当设备出现故障时，流进被保护 设备的电流和流出的电流不相等，差动电流大于零。 当差动电流大于差动保护装置的阈值时，执行保护 动作，将被保护设备的各侧断路器跳开，使故障设 备断开电源。差动保护原理简单、保护范围明确、 动作不需延时，一直用于变压器做主保护。 基于差动保护的工作原理，其保护过程的 ROPN 离散事件系统工程建模如图 2 所示： p1 p2 p3 pc1 pc2 t1 t2 t3 图 2 变压器差动保护装置 ROPN 离散事件系统工程建模