基于電網(wǎng)繼電保護(hù)省地一體化整定計(jì)算系統(tǒng)的研究及應(yīng)用

郭凡，李融

（內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司巴彥淖爾電業(yè)局，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000）

基于電網(wǎng)繼電保護(hù)省地一體化整定計(jì)算系統(tǒng)的研究及應(yīng)用

郭凡，李融

（內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司巴彥淖爾電業(yè)局，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000）

隨著近年來電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的數(shù)量也明顯上升，質(zhì)量得到了大幅度的提高。但在這樣的背景下也給我國的繼電保護(hù)管理工作提出了更高的需要。當(dāng)前階段積極的開發(fā)和研究可視化為基礎(chǔ)的一體化整定計(jì)算系統(tǒng)，將對(duì)提升工作效率和電網(wǎng)安全性具有重要的意義。本文介紹基于電網(wǎng)繼電保護(hù)省地一體化整定計(jì)算系統(tǒng)的研究和應(yīng)用。

電網(wǎng)繼電保護(hù)；省地一體化；整定計(jì)算；應(yīng)用

近年來我國的繼電保護(hù)定值的整定計(jì)算已經(jīng)逐漸的從傳統(tǒng)手工計(jì)算方式發(fā)展成為了計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)計(jì)算方式。使用計(jì)算機(jī)軟件模式可有效的提升工作效率和工作的質(zhì)量，為工作人員提供可靠的整定計(jì)算保障。下面將對(duì)電網(wǎng)繼電保護(hù)省地一體化整定計(jì)算系統(tǒng)的研究及應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)部署框架

在省地一體化的整定計(jì)算系統(tǒng)構(gòu)建過程中，主要以圖形為基礎(chǔ)，使用圖模一體化技術(shù)來進(jìn)行主動(dòng)生成設(shè)備模型和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，促使圖形和數(shù)據(jù)庫的模型之間能形成一一對(duì)應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化維護(hù)。系統(tǒng)當(dāng)中由于建立起了統(tǒng)一的圖形平臺(tái)，那么對(duì)于消除信息孤島，實(shí)現(xiàn)省地一體化整定計(jì)算工作來說將產(chǎn)生重要的意義。系統(tǒng)部署構(gòu)架如圖1所示。

圖1

該框架設(shè)計(jì)中主要由省調(diào)服務(wù)器上進(jìn)行數(shù)據(jù)部署，用來存儲(chǔ)省地兩級(jí)之間的數(shù)據(jù)。省地兩端的客戶端通過電力廣域網(wǎng)來進(jìn)行服務(wù)器的連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)的維護(hù)和管理，這種方式在一定程度上將更好的滿足一體化的要求。

1.2 系統(tǒng)邏輯框架

系統(tǒng)從邏輯上可以分為數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層和管理層。數(shù)據(jù)層主要負(fù)責(zé)的是服務(wù)器部分，應(yīng)用層則和管理層則是客戶端。數(shù)據(jù)層主要應(yīng)用在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫上，用來進(jìn)行整定計(jì)算過程中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，當(dāng)中包含了大量的中間數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)等內(nèi)容。應(yīng)用層則是該系統(tǒng)當(dāng)中的主要部分，是保證系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)分析故障和整定計(jì)算的關(guān)鍵所在。管理層具有數(shù)據(jù)的管理功能和查詢等功能。

2 系統(tǒng)功能研究

2.1 建模

在圖形的建模過程中，系統(tǒng)電網(wǎng)模型使用一體化設(shè)計(jì)方式，并且設(shè)備描述應(yīng)當(dāng)遵循相應(yīng)的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，以便于為系統(tǒng)的適用性和數(shù)據(jù)共享提供保障。在圖形展示方面，應(yīng)當(dāng)使用分層次的方式進(jìn)行，按照設(shè)備的類型和電壓等級(jí)等進(jìn)行分區(qū)管理，實(shí)現(xiàn)各部分系統(tǒng)之間的關(guān)系明確性。此外，在系統(tǒng)圖形展示上可以從宏觀的角度到微觀視角來進(jìn)行逐漸的展示，真正的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)一體化的管理方式。

2.2 短路計(jì)算

在一體化的整定計(jì)算系統(tǒng)當(dāng)中能夠?yàn)橛?jì)算分析提供十分強(qiáng)大的平臺(tái)，從而為繼電保護(hù)的整定計(jì)算和故障分析等方面提供有效的保障措施。具體的故障計(jì)算功能體系如圖2。

在故障計(jì)算當(dāng)中包含了分區(qū)和多線程技術(shù)兩項(xiàng)主要技術(shù)。分區(qū)建模能實(shí)現(xiàn)輸電模型階數(shù)的降低，促使故障的分析和計(jì)算過程得到有效的提升，從而有效解決電網(wǎng)的應(yīng)用實(shí)際問題。而在多線程技術(shù)的應(yīng)用中，能直接的進(jìn)行全網(wǎng)計(jì)算，將不同的區(qū)域計(jì)算同時(shí)進(jìn)行，充分的利用計(jì)算機(jī)的雙核CPU功效，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算的速度提升。在該模塊的支持下不同的運(yùn)行方式中的各種故障都能實(shí)現(xiàn)短路計(jì)算，同時(shí)還能解決各種計(jì)算復(fù)雜故障問題，減少短路現(xiàn)象的發(fā)生。

2.3 故障仿真及管理

故障仿真模塊的設(shè)計(jì)能夠在母線或者其他線路的任意位置設(shè)置各種類型的故障，根據(jù)用戶的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)搜索，并且可以設(shè)置出相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。該系統(tǒng)的應(yīng)用主要根據(jù)用戶的時(shí)間步長設(shè)計(jì)來應(yīng)用，反復(fù)的調(diào)用故障計(jì)算模塊，利用保護(hù)裝置來計(jì)算保護(hù)的動(dòng)作，看其是否得當(dāng)。如果動(dòng)作的條件能夠滿足規(guī)定，那么就會(huì)實(shí)現(xiàn)斷路，如果沒能滿足條件，還需要進(jìn)行重新計(jì)算，進(jìn)行搜索，直到完成。

在管理模塊中，可以實(shí)現(xiàn)查詢?nèi)W(wǎng)的相關(guān)信息，例如場站信息等內(nèi)容，同時(shí)管理模塊當(dāng)中還包含了記錄系統(tǒng)操作信息的功能，可以及時(shí)的對(duì)系統(tǒng)的操作進(jìn)行查詢，便于進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)和升級(jí)。

2.4 整定配合計(jì)算

整定配合計(jì)算中主要包含了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。首先，要根據(jù)原理保護(hù)來進(jìn)行整定計(jì)算工作。其次要根據(jù)保護(hù)裝置進(jìn)行定制的計(jì)算。最后就是進(jìn)行工程的整定。這當(dāng)中工程的整定工作是最為關(guān)鍵的。當(dāng)前的市場上整定計(jì)算系統(tǒng)主要采取手動(dòng)和自動(dòng)方式進(jìn)行。手動(dòng)的方式能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的逐個(gè)進(jìn)行，但效率十分的低，而自動(dòng)方式中則整定的范圍較大，但整定不夠詳細(xì)，結(jié)果也缺少直觀性。因此，在當(dāng)前還需要將手動(dòng)和自動(dòng)之間進(jìn)行良好的結(jié)合，促使保護(hù)定值能更加直觀并準(zhǔn)確的展現(xiàn)在配置圖上。

圖2

3 省地一體化整定計(jì)算中的關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 配合原則庫

在電網(wǎng)繼電保護(hù)當(dāng)中的整定原則是整定計(jì)算系統(tǒng)中的關(guān)鍵所在。整定原則的制定合理性將直接的影響到整個(gè)系統(tǒng)的科學(xué)性和適應(yīng)性。每個(gè)不同的地區(qū)在電網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用情況上也會(huì)出現(xiàn)一定的不同之處，因此在整定原則上也需要及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整，促使其能真正的發(fā)揮出實(shí)際作用。整定原則的建模是整定計(jì)算當(dāng)中的難點(diǎn)所在，因此在整定原則上需要對(duì)以下幾點(diǎn)慎重考慮：首先，在原理級(jí)整定計(jì)算中，需要將每一個(gè)層級(jí)之間的配合都全面的考慮到，以單一的設(shè)備金屬性故障作為整定計(jì)算的主要依據(jù)，從而進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算。其次，要對(duì)當(dāng)中所存在的特殊問題進(jìn)行進(jìn)一步的了解。例如可能遇到的特殊結(jié)構(gòu)和整定配合等內(nèi)容。

3.2 保護(hù)裝置模板

在一體化整定計(jì)算系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了獨(dú)立保護(hù)裝置的模板，由于其獨(dú)立性，因此可以進(jìn)行任意的保護(hù)裝置模板更改。保護(hù)裝置模板可以隨時(shí)的進(jìn)行省地之間的調(diào)動(dòng)使用，這是實(shí)現(xiàn)省地一體化整定的重要內(nèi)容所在。在整個(gè)過程中如果想進(jìn)行相應(yīng)的限制，可以參與參數(shù)設(shè)定的方式來男性，用來限定用戶的修改范圍。

3.3 省地一體化數(shù)據(jù)交互方式

省地一體化的整定計(jì)算系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)省地之間的數(shù)據(jù)傳輸和共享性，促使整體的計(jì)算更加的精準(zhǔn)化，從而有效的解決信息孤島現(xiàn)象。同時(shí)，這種方式下還能實(shí)現(xiàn)信息的良好溝通，避免多次進(jìn)行同一數(shù)據(jù)的計(jì)算，對(duì)工作效率的提升具有積極的意義。此外，省地之前的用戶能夠同上報(bào)和下發(fā)的方式來實(shí)現(xiàn)一體化數(shù)據(jù)交互。

4 結(jié)語

省地一體化整定計(jì)算系統(tǒng)的應(yīng)用在未來發(fā)展中將是十分必要的。一直以來我國大多數(shù)的地區(qū)采取的都是一年一度的等值交互形式，使用郵件或者文檔等形式進(jìn)行接收和發(fā)布，這種方式效率較低，并且也容易發(fā)生一些常規(guī)性的錯(cuò)誤。因此，在當(dāng)前一定要積極的對(duì)省地一體化整定計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)行研究，促使我國的電網(wǎng)繼電保護(hù)能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的先進(jìn)性和科學(xué)性，為電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供可靠的保障。

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