摘要：本文提出了基于信息一体化的智能化继电保护整定计算系统和保护方案，并对其设计思想、结构及性能特点进行了深人研究，确保继电保护系统的准确性和及时性。
关键词：继电保护；一体化；智能化
建国以来,在国家电力系统,继电保护事业已经取得了突飞猛进的发展,尤其是微机继电保护技术,更是取得了前所未有的好成绩。如果能实现继电保护的网络化和计算机化,并使一系列的控制保护和监控设施全部实现通信一体化和人工智能化,那么这是对未来继电保护技术提出的崭新的要求。
随着网络、通信及控制理论等进一步发展，继电保护技术逐步趋向于网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信等各方面融合为一体的方向发展，从信息一体化角度考虑配置各种应用是目前电力系统的核心技术。
1继电保护配置中存在的问题
1.1继电保护整定计算业务水平差异较大
由于变电站在不断进行升级、改造，规模日益增大，现用的单机版整定计算软件不论是通用性还是可扩展性都难以满足继电保护整定的需要同时，在不同区域，继电保护的定值管理系统也存在较大差异，这就导致不同地区管理模式、业务水平都存在较大差异，对定值模板进行维护时，工作量较大，因此未能实现全流程统一控制。
1.2上下级保护整定配合困难、难以提供后备保护
目前，继电保护系统的主保护主要是基于方向比较或电流差动进行保护，这种方式具有很好的选择性和流动性，但是对于设备外部的故障却难以提供后备保护继电保护执行保护动作的基本依据是本地测量数据，因此这种系统只能对本地设备进行保护，若设备以外的部分出现故障，则难以执行保护动作，同时如果运行方式发生变化，继电保护也很难对其作出反应，同保护装置之间难以实现密切配合，同时若系统的运行方式发生变化也难以进行准确反映。
2基于信息一体化的继电保护整定计算系统
2.1系统的设计思想
本系统设计思想主要包括两方面:
1）基于信息一体化进行建模建模时以图形为依托，自动生成设备模型和拓扑结构，使得整个系统中的图形和数据库之间存在对应关系，实现数据的分层、分区及可视化维护。
2）实现和系统其他部分的数据交互和共享基于此，系统边界如图1所示，根据图1可知，将其进行信息一体化后，能够实整定计算和调度专业、方式专业之间的密切联系。
图1 继电保护系统边界
2.2系统结构及各部分功能
基于信息一体化继电保护系统结构如图2所示，
图2 基于信息一体化继电保护系统结构
该结构中既有故障计算、整定计算、数据及设备管理模块外，还有图像建模与仿真校验等模块。
数据层：采用此种系统结构，能够实现整个继电保护信息一体化，即能够将所有涉及到的信息集中到一张图上，同时能够根据图形生成相关的拓扑模型同时为了避免信息一体化时图形规模巨大、维护不易等问题，选择分层分区进行处理，建立相应的分级用户权限体系故障计算:在对整个变电站系统进行故障计算时，主要包括以下三部分：
1）故障计算：分析此部分主要包括方式设置、故障设置、结果查询及电气量分析等。
2）等值计算：此部分主要包括母线等值阻抗和多点等值。
3）整定参数：计算此部分主要包括支路电流最值和分支系数该系统为整个继电保护的整定计算、事故分析及仿真提供了极大便利。
整定参数计算：该系统的整定计算主要包括以下两方面：
①面向保护原理的整定
②面向保护装置的整定
设备管理:在进行继电保护系统的整定计算时，涉及到众多方面的数据，主要包括输人、中间和输出数据通过对其进行有效管理，能够实现保护装置型号库的维护、定值单的管理、自动生成等。
3基于信息一体化的广域继电保护方案
3.1方案设计思想
基于信息一体化的广域继电保护方案的提出，主要是根据下述思想设计：
1）继电保护对电力系统故障信息的获取从点逐步发展到线随着数据通信技术的深人发展，也给继电保护的慨念赋予了新的内涵，除了要确保自身的保护性能外，还尽量实现与本区域内其他部分的信息传输和共享，即广域继电保护方案。
2）要实现一体化继电保护，必须要对变电站内监视、控制及保护等进行优化组合和集成，以确保继电保护信息集成化、一体化。通过一体化系统，能够及时对各种信息进行判断和处理，在确保整个变电站安全运行的同时，还提高变电站及整个电力系统的现代化、智能化水平。
3）信息一体化的广域继电保护要以变电站系统的多点的信息，对发生的故障能够实现准确、快速的切除，同时系统能够自动分析故障对变电站系统造成的不利因素，同时采取相应的控制措施。
4）基于信息一体化继电保护在不影响变电站内保护的基础上，能够将快速保护和后备保护进行分别集成，作为对后备保护系统的补偿，能够有效实现对区域电网的保护与控制一体化。
3.2保护方案结构及特点
基于信息一体化的广域继电保护方案如图3所示，
图3 基于信息一体化的广域继电保护方案
该信息一体化的广域继电保护方案中保护A和保护B是完全独立的保护系统，能够实现对变电站内各个电子设备的主保护后备保护系统主要实现对变电站中变压器、本站线路等各种电子设备的后备保护、对大差动电流保护的有效判断、安全设备中的低频、低压及录波、保护等，还可以将变电站内的相关信息和保护主站之间的信息进行交换和共享，为了确保整个保护系统的可靠性，采用‘三取二”的模式，确保对整个变电站电网进行保护和控制。
上述继电保护方案具有下述特点:
1）该方案能够有效解决传统保护系统面向保护设备、元件之间的信息传输和共享问题。此方案能够利用电压、电流、开关量等方面的信息及多点信息识别不同模式的运行状态，实现对故障发生位置的快速、准确定位，在很短时间内能够及时进行选择，最终实现对变电站多个电子设备的保护，提高整个变电站系统运行的可靠性和稳定性同时，基于信息一体化的保护方案，能够使得整个保护性能实现有机融合，能够对整个变电站网络实现系统控制。
2）该方案实现了整个继电保护系统一体化、网络化和智能。将整个信息一体化后，对于站内各项功能，例如：监控、测量、录波等能够实现有效整合;对于所保护变电站内的电气量、开关量信息能够传输给站内保护，同时跳闸命令也能通过网络及时传输到断路器，实现对变电站的快速、有效保护。
3）该方案能够在局域的角度，通过通信网络获取其他部分的信息，通过有效利用信息冗余，在一定程度上极大的提高了继电保护系统的选择性、灵敏性和可靠性;还可以通过一体化信息实现对电网运行模式的自适应能力，一旦出现故障，能够准确进行定位并迅速切除，特别是能够减少变压器低压侧由于出现故障而造成变压器被烧毁状况的出现。
结束语
智能电力网架是电力系统发展的必然趋向,智能变电站对智能电力网架起到非常重要的支持作用。继电保护配置是智能变电站发展中关键,现在国家电网已经实施了很多智能变电站的工程。本文结合智能变电站继电保护的工程应用需要,提出了基于信息一体化的智能化继电保护整定计算系统和保护方案，以提升智能变电站继电保护的可靠性。
参考文献：
[1]曹晓梅.电力系统微机继电保护一体化和人工智能化探讨[J].科技促进发展,2011,(S1):149-150.
[2]张程.浅谈继电保护一体化和人工智能化[J].广东科技,2009,(22):136-137.
论文作者:杨阳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/24
标签：继电保护论文; 系统论文; 信息论文; 变电站论文; 方案论文; 站内论文; 主要包括论文; 《电力设备》2017年第19期论文;