(山东山大电力技术股份有限公司 山东济南 250101)
摘要：针对继电保护与故障信息管理系统和定值整定计算系统之间的特点在两个系统之间寻找契合点，使两个系统进行数据交换和信息共享，实现两个系统的互补，从而提高系统的利用率，。实践证明，本文提出的技术体系和技术规范具有科学性、可行性、完整性，同时适用于传统变电站和数字化变电站，突破了困扰该系统快速应用技术和管理瓶颈。
关键词：继电保护与故障信息管理系统 定值整定计算系统 数据交换 信息共享
0引言
随着电网的快速发展, 计算机技术的应用为电力系统日趋复杂繁重的运行管理提供了强大的支持。但由于电力自动化与信息化十分复杂, 设备开发投运时间不一, 技术不同, 形成了大量的信息孤岛,而各应用系统因技术规范、数据规范不一致, 相互之间不能进行信息共享、交互及互换。二次设备事故分析与整定计算作为继电保护运行管理部门的核心等多种业务，这些业务的开展均需要实时掌握变电站内保护装置信息、电网结构与厂站主接线。继电保护与故障信息管理系统作为二次设备事故分析的重要技术支持工具，提出已近10年[1]-[5]，但多为各自独立建设，台帐数据管理等基础功能模块重复建设，数据多次重复录入，造成人力、财力、物力的极大浪费。随着计算机与网络技术的快速发展及继电保护与故障信息系统的日趋成熟，具备数据交换共享能力的支持包含整定计算、继电保护与信息管理系统业务在内的应用系统必然成为继电保护应用软件研究的方向。文献[10]对支持多项应用的综合性继电保护信息系统实现技术进行了研究，但数据模型对IEC61970等智能电网技术标准的兼容考虑略显不足。
针对上述问题，本文从数据融合的角度对继电保护与故障信息管理系统的技术体系进行完整的研究，并建成以省级、地级主站、各级子站的分级系统为主框架的、覆盖传统变电站和智能变电站的山东电网继电保护与故障信息管理系统。
1 现状
1.1继电保护与故障信息管理系统
继电保护与故障信息管理系统由安装在调度端的主站系统、安装在厂站端的子站系统和供信息传输用的电力系统通信网络及接口设备构成的系统。能够完成故障信息收集、处理、控制、存储和发送，并能将信息向其他系统传送。
在于对电网保护动作和运行状态信息的收集与处理，并对保护装置的动作行为进行详细分析，是继电保护人员、调度人员等其他人员快速分析、判断保护动作行为、处理电网事故的技术支持系统。
继电保护与故障信息管理系统提出已近10年[1]-[5]，但大规模建设及运行维护仍存在许多需要改进的地方，主要表现在以下几个方面：
1、系统建设及运行维护中存在大量的协调、调试工作（如，远动信息点表核对工作、改扩建），效率低，质量差，致使系统的大规模建设难以展开，不能产生应有的价值和效益；
2、主站系统中只是拥有子站上送上来的保护装置列表，无法获取到整个变电的所有保护装置型号，不利于统计保护接入率及异常率，由子站通知主站已经接入保护，主站只能被动接收，也无法确定是否有遗漏的保护；
3、变电站内部及相邻的变电站的一次设备和二次设备缺少相对应的关联关系，只能单纯的依靠名称进行手动关联，极易出错；
4、可以远程调阅定值，只是单纯的用列表的方式把定值条目列出来，和定值单核对靠人工，工作量繁琐容易且出错；
5、缺乏电网及厂站主接线图与保护配置图，即使有也需要人工画图，与其他系统一致比较困难，维护工作量大。
1.2定值整定计算系统
装置定值计算主要用于完成装置级定值的计算，可直接生成定值单，并支持定值单的闭环管理是coBase系列的核心产品，该产品采用最新的分布式软件体系，独创性的应用了在数据分层的基础上从空间维和时间维上管理数据的理论，并提供了符合国际标准的数据访问接口以方便其它系统的接入。该产品各个模块之间采用既联合又可独立工作的方式，从而保证不会因为部分模块异常（网络瘫痪等因素）而导致整个产品无法工作。在相互联系的多个不同机构分别部署该产品将构成一个完整的集数据分布式维护、数据交换、数据共享于一身的大型数据平台，该产品专业完善的数据管理运行机制将保证数据的可靠性、安全性以及最大利用率。
1、在分布式的数据维护系统中，数据的基本单位是对象。为了确保每个调度单位的数据能够无缝拼接，必须要确保每个对象的编号是唯一的，另外这个唯一的编号还需要有一定的表征意义。电力系统的各级调度单位总体上来看是一个树状组织，借鉴互联网的域名组织方法，为每个对象赋予一个URI，这样只要为电网中每个调度单位分别确定了不同的URI编码前缀，那么就能够保证如果一个对象在调度单位内部是唯一的，那么它在整个电网中的数据中也是唯一的，这就能实现整个电网的数据能够自动精确拼接。
2、完整的一次系统建模，按电压等级及地域对一次设备台帐进行管理，一次设备信息的内容可涵盖所有电力系统设备元件（包括开关、刀闸、补偿器等）；
3、支持设备参数管理，设备参数模型符合IEC61970-CIM模型标准，可与其他符合该模型标准的系统共享和交换数据。一次设备参数既可以输入铭牌参数、实测参数也可以选择典型参数，程序会自动根据用户的选择换算出相应的有名值或者标么值；
4、支持定值单台账管理。全网的定值单按厂站、电压等级及保护设备等进行分类管理，并能保留长期的历史定值单，并支持定值单模板的自定义。用户可针对不同保护装置定义定值单的显示样式；
5、支持图形化建模，电网图形可分类管理，且图形格式符合SVG国际标准。图形可分为一次地理接线图，定值配合图，变电站主接线图等，且图形均能脱离程序直接浏览；
2数据融合方式
2.1模型文件的融合
定值计算系统中包含完整的一次设备（如：线路、母线、变压器、开关等）、二次设备（如保护装置等）以及一二次设备之间、厂站和厂站之间的对应关系。并且在故障信息管理系统接入前，该系统中就已经具有完整的信息。
当保信主站系统收到整定计算系统发过来的模型后，进行解析并存储到数据库当中，当变电站的保信子站具备接入条件时，在保信子站在接入时保信主站系统通过国网103规约从信息子站中读取出相关的一二次设备信息及点表，通过URI标识符完成和模型的识别，免去了保信系统重复建模的工作量，并且使用经过验证的模型也增加了系统的准确性。
在识别过程中如果发现模型中的没有对应的一二次设备，就会根据模型文件生成针对这个站的模型，并通过通用文件服务器传递给子站，让子站根据该模型进行检查，接入没有接入完全的设备，如果某间隔设备确实无法接入，在下次主站召唤设备时相应没有设备可以接入，保信主站根据该结果生成本站的保护装置接入率，显示在综合数据统计中。
在接入过程中，如果发现模型中缺少相应的模型记录，故障管理系统会反向发送模型缺失报告，从而反向验证定值计算系统的正确性，并根据确实记录生成接入率和覆盖率。
2.2 图形文件的融合
定值计算系统已经拥有完善的一次地理接线图、定值配合图、变电站主接线图等，且图形格式符合SVG国际标准。
定值计算系统提供SVG格式的电网（厂站）接线图、定值配合图、变电站主接线图、CT模型，所有图元均带URI标识符，可以通过图形中的URI标识符直接调取保信系统的相关数据，免去了保信系统对于图形的绘制工作，并且在一个图形上操作也减少了用户对于界面的陌生感；
CT模型，根据电网（厂站）接线图中的CT直接关联到故障波形的通道上，在故障时刻直接在接线图中显示电流的走向，便于直接分析。
2.3 定值校验的融合
故障信息管理系统，可以通过通用分类服务实时上送保护装置的定值信息，因各厂家没有统一的标准，只是简单的以列表的形式把各定值的条目列举出来，如需要和定值单进行核对，需要靠人工进行手工核对，速度缓慢而且极易出错。
使用URI把每个保护装置的定值条目和鼓掌该信息管理系统中的定值做关联操作，在使用故障信息管理系统调取保护装置的实时定值的时候，把结果自动填入定值单中，同时把不一致部分标记出来，并给出不一致的具体数目。
在远方修改定值功能完善后，亦可以通过这种方式反向修改保护装置的定值。
2.4 模型的传输
一二次系统模型、一次地理SVG接线图、变电站SVG主接线图、CT模型等相关数据，会随着系统的运行而逐渐的变化，因此需要定期的从定值计算系统导出这些模型传递给故障信息管理系统。
为了简化传输流程在定值计算系统和故障信息管理系统之间，采用FTP传输方式进行模型文件的交换，在故障信息管理系统主站和子站之间采用国网103规约的通用文件传送来实现。
3 结论
本文从模型文件、图形文件、定值校验、模型传输四个方面对数据融合系统的技术体系进行完整的研究，通过借鉴和扩展IEC61850标准，制定了继电保护信息的技术体系及成套通信技术规范。实践证明，本文提出的继电保护与故障信息管理系统技术体系和技术规范具有先进性、可行性、完整性。继电保护及故障信息系统技术体系研究和系统实践荣获山东省科学技术进步一等奖。
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作者简介：
张松贵（1984-），男，工程师，从事故障录波分析及应用工作。
论文作者:张松贵
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/10
标签：定值论文; 系统论文; 故障论文; 继电保护论文; 模型论文; 信息管理系统论文; 电网论文; 《电力设备》2017年第35期论文;