國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司滁州供電公司 王成化 馬艷 吳航

1 引言

智能變電站技術(shù)是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。隨著智能變電站技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，智能電網(wǎng)的自動(dòng)化程度越來越高。無人值守變電站模式提高了電力部門的管理效率，節(jié)省了電網(wǎng)運(yùn)行過程中的人力，提高了經(jīng)濟(jì)效益[1]。繼電保護(hù)定值在這個(gè)過程中起到重要作用。計(jì)算和確定繼電保護(hù)裝置的整定值是保證繼電保護(hù)裝置能夠正確糾正網(wǎng)絡(luò)故障的關(guān)鍵。因此，提供傳輸服務(wù)流量的自動(dòng)控制對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全至關(guān)重要[2]。但是，整定值的計(jì)算通常由繼電保護(hù)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行，這種計(jì)算需要考慮不同運(yùn)行方式下電網(wǎng)保護(hù)的不同效果，因此必須考慮計(jì)算中的靈敏度和選擇性。

2 管控繼電保護(hù)整定值的傳統(tǒng)方法

管控智能電網(wǎng)繼電保護(hù)整定值包括計(jì)算、安裝和校驗(yàn)整定值。整定值的計(jì)算是需要著重考慮的一個(gè)環(huán)節(jié)，一般是由繼電保護(hù)管理部門負(fù)責(zé)整定值計(jì)算的相關(guān)工作。工作人員在計(jì)算校準(zhǔn)值時(shí)，必須考慮各種因素，以確保繼電器不發(fā)生故障，并且功能齊全。該任務(wù)需要進(jìn)行大量計(jì)算才能完全保護(hù)中繼器，并且大多數(shù)單元依靠軟件系統(tǒng)計(jì)算，以保證整定值能夠快速計(jì)算出來，維持智能電網(wǎng)整定值的正常運(yùn)行[3]。

繼電保護(hù)整定值的傳統(tǒng)運(yùn)維模式是專家通過相關(guān)的計(jì)算機(jī)程序獲取繼電保護(hù)裝置的相干值，將繼電保護(hù)系統(tǒng)的整定值傳真或電子郵件發(fā)送給技術(shù)服務(wù)部門，繼電保護(hù)運(yùn)維人員設(shè)定值。為保證設(shè)定值的正確性，輸入最終設(shè)定值后需要人工檢查。這種測(cè)量流量的傳統(tǒng)方式不僅要求極高，而且由于人為操作容易出錯(cuò)，不利于電網(wǎng)的運(yùn)行。

雖然大多數(shù)繼電站保護(hù)裝置的計(jì)算和獲取是自動(dòng)化的，但安裝值的工作過程非常碎片化，以至于識(shí)別過程非常碎片化，由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)中缺乏連通性，數(shù)據(jù)無法合并接收到的信息。因此，為了確保電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行，電力公司已經(jīng)開始構(gòu)建繼電器系統(tǒng)保護(hù)信息。繼電保護(hù)裝置的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)和內(nèi)部值信息可以根據(jù)接收到的信息遠(yuǎn)程改變，從而可以將繼電保護(hù)裝置的值遠(yuǎn)程調(diào)整到網(wǎng)絡(luò)管理級(jí)別，及時(shí)檢查繼電保護(hù)裝置整定值信息。此外，將有序值表中的信息與繼電保護(hù)裝置的總值進(jìn)行比較，以確保保護(hù)裝置在運(yùn)行過程中能夠精確匹配。

3 整定值在線管理

利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行，為電網(wǎng)調(diào)度提供技術(shù)支持。信息技術(shù)在定值系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以使繼電保護(hù)的計(jì)算和規(guī)劃更加精確，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程整定值的安裝和驗(yàn)證，減少了繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障的可能性。

3.1 實(shí)現(xiàn)方法概述

為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)繼電保護(hù)設(shè)備的在線管控，繼電保護(hù)設(shè)備的控制系統(tǒng)必須基于信息繼電保護(hù)系統(tǒng)功能，執(zhí)行適當(dāng)?shù)暮妥詣?dòng)的限位降低功能，必須按照監(jiān)控安全指令的要求操作數(shù)字控制系統(tǒng)[4]。此外，需要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的功能，保證連接系統(tǒng)之間信息的實(shí)時(shí)傳輸，最好調(diào)整繼電保護(hù)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)對(duì)繼電的保護(hù)裝置進(jìn)行檢查時(shí)，首先需要得到一個(gè)與格式匹配的值，并傳送給繼電的控制系統(tǒng)，以便其解析單個(gè)設(shè)定值文件，然后應(yīng)用設(shè)定值安裝。模式識(shí)別算法可以有效地解決定義復(fù)雜度的問題。繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可以通過手動(dòng)啟動(dòng)或臨時(shí)啟動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保配置的準(zhǔn)確性。

3.2 整定值自動(dòng)下裝

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。傳統(tǒng)利用定值整定系統(tǒng)計(jì)算生成的定值單以紙質(zhì)為載體,其數(shù)據(jù)適用于人工查看,無法被計(jì)算機(jī)軟件識(shí)別。由圖1可知，通過信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程,將整定計(jì)算軟件輸入結(jié)果傳送給繼電保護(hù)整定值管理系統(tǒng),并被繼電保護(hù)整定值管理系統(tǒng)正確識(shí)別。因繼電保護(hù)定值整定軟件部署于安全Ⅲ區(qū)，繼電保護(hù)整定值位于系統(tǒng)管理主體，數(shù)據(jù)傳輸只能在單向安全數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩綦x裝置傳輸整定值，該數(shù)據(jù)載體使用單個(gè)文件系統(tǒng)作為檢查點(diǎn)。傳輸值低于單個(gè)文件，確保安全和單向數(shù)據(jù)傳輸。具體方法是在計(jì)算機(jī)軟件輸出后確定序列值，整定一個(gè)文件，網(wǎng)絡(luò)通信可以將整定值寫入文件，將整定值寫入保護(hù)服務(wù)器上的硬盤，傳輸保護(hù)通過硬盤管理系統(tǒng)讀取文件信息，識(shí)別配置值，正確識(shí)別值識(shí)別系統(tǒng)策略執(zhí)行后，D 型數(shù)據(jù)替換服務(wù)，由整定值下裝模塊嚴(yán)格按照數(shù)據(jù)召喚→預(yù)修改→返校確認(rèn)→修改確認(rèn)→執(zhí)行等步驟，逐項(xiàng)下裝至繼電保護(hù)裝置中[5]，信息處理步驟如下。

圖1 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

一是繼電保護(hù)人員輸入計(jì)算程序所需的參數(shù)，得到繼電的保護(hù)值，生成CIMGE 格式的整定指令文件，發(fā)送給安全區(qū)的繼電器，通過電力系統(tǒng)反向隔離裝置，保護(hù)設(shè)置管理系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器的固定目錄。

二是管理系統(tǒng)值中繼保護(hù)系統(tǒng)定期檢查目錄是否有新文件或文件更改，并按規(guī)則分析單個(gè)文件中的具體整定值。如果解析失敗，會(huì)生成警報(bào)。如果解析正確，則生成配置命令并發(fā)送給后端通信進(jìn)程。

三是前端進(jìn)程執(zhí)行命令，經(jīng)過演示驗(yàn)證多個(gè)流程，如完成繼電保護(hù)安裝流程，將全流程送至空間站。如果執(zhí)行成功則發(fā)出警告并保存在歷史庫中，如果執(zhí)行不成功則發(fā)出警告并將失敗的條目保存在歷史庫中。最后一步是將當(dāng)前呼叫中繼設(shè)置點(diǎn)與設(shè)置點(diǎn)表進(jìn)行比較。根據(jù)比對(duì)結(jié)果，又進(jìn)行了一次修正，成功確認(rèn)警告。由于整個(gè)過程可以自動(dòng)進(jìn)行，不需要將保護(hù)繼電器從正常操作中移除，在安裝和調(diào)整繼電保護(hù)裝置時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)被暫時(shí)閉鎖，因此，可能存在立即拒收裝置的情況。

3.3 整定值數(shù)據(jù)識(shí)別方法

為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制提供的繼電保護(hù)整定值，需要完善定義其整定值的數(shù)據(jù)識(shí)別系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的定點(diǎn)操作系統(tǒng)中，因?yàn)槔^電故障的防御系統(tǒng)和傳統(tǒng)的定點(diǎn)操作系統(tǒng)是兩個(gè)獨(dú)立的部分，工作過程中數(shù)據(jù)無法分離。為了有效實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)，需要重新定義整定值文件格式，創(chuàng)建一個(gè)與數(shù)據(jù)實(shí)際匹配的新ID。

在人機(jī)應(yīng)用中，除了通過上述算法匹配并自動(dòng)識(shí)別設(shè)定值外，還會(huì)給出對(duì)不匹配設(shè)定值的異常請(qǐng)求。此外，在數(shù)據(jù)庫中，以手動(dòng)綁定的結(jié)果作為模板，可以在同一設(shè)備模型上重復(fù)使用。以上兩種方法的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)系統(tǒng)之間設(shè)定值數(shù)據(jù)的分離。

3.4 整定值自動(dòng)比對(duì)

傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的判定值如果正確，需要依靠人工巡檢完成，但是由于工作時(shí)間短、任務(wù)要求高、工作強(qiáng)度大等多種客觀因素，人工控制方式可能會(huì)丟失報(bào)告，不能保證運(yùn)行值完全準(zhǔn)確。另外，在運(yùn)行過程中，由于設(shè)備原因，會(huì)出現(xiàn)設(shè)定值偏移的現(xiàn)象，導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)數(shù)值設(shè)定錯(cuò)誤。如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些錯(cuò)誤，就會(huì)造成繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作、拒收等隱患。繼電器保護(hù)系統(tǒng)可以通過在線規(guī)則或手動(dòng)控制有效確定自動(dòng)或手動(dòng)繼電站保護(hù)值。通過這種方式監(jiān)測(cè)中繼電器的異常傳輸，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除威脅，確保電網(wǎng)安全。

整定值自動(dòng)下裝步驟,信息處理步驟具體步驟如下。

一是繼電保護(hù)人員對(duì)繼電保護(hù)文件與軟件進(jìn)行分析，并作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)序文件存儲(chǔ)在繼電站的控制數(shù)據(jù)庫中。

二是繼電保護(hù)專家可以通過繼電控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取設(shè)備工作區(qū)域的規(guī)定值和其他值（此步驟也可以從系統(tǒng)設(shè)置結(jié)算周期的后臺(tái)自動(dòng)執(zhí)行）。

三是系統(tǒng)根據(jù)動(dòng)作整定值的區(qū)號(hào)，對(duì)繼電保護(hù)裝置自動(dòng)值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。如果檢測(cè)到不匹配，將生成警報(bào)并將比較結(jié)果存儲(chǔ)在歷史數(shù)據(jù)庫中。

四是如果比對(duì)結(jié)果一致，則比對(duì)結(jié)果直接存入歷史數(shù)據(jù)庫，無須任何請(qǐng)求。

五是系統(tǒng)自動(dòng)分析比較結(jié)果，并提供適合分析繼電保護(hù)裝置異常原因的統(tǒng)計(jì)報(bào)告。

4 結(jié)語

繼電保護(hù)整定值在線管控提高了智能電網(wǎng)的自動(dòng)化控制水平，降低了人為管理失誤導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)問題的可能性，使企業(yè)獲得了更高的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，通過提供充足的技術(shù)支持，改變智能變電站的工作模式。智能變電站配套網(wǎng)絡(luò)的合理管理，支撐著智能配電網(wǎng)管理的發(fā)展。

繼電保護(hù)整定值在線管控可以對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)繼電器整個(gè)保護(hù)值的修改過程控制，減少了人力資源和時(shí)間的浪費(fèi)。因此，減少對(duì)傳統(tǒng)繼電保護(hù)整定值的控制，可以帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，體現(xiàn)了智能電網(wǎng)在設(shè)備功能方面的優(yōu)勢(shì)和便利性，為變電站建設(shè)智能電網(wǎng)提供了技術(shù)支持。