CN102855388B - 基于coBase系统的自动整定配合计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于coBase系统的自动整定配合计算方法，主要包含两个步骤：规则定义和整定配合计算；其中，规则定义分别是基本信息定义、配合规则描述及配合算法描述，此三部分需要在整定配合计算开始前预定义，整定配合计算开始后会自动根据观测点信息调用规则定义并根据规则定义生成观测点相关信息；coBase系统的自动整定配合计算，以一体化平台作为初始数据来源，规则通过简单配置，以驱动继电保护整定计算系统，很好地适应了不同地区电网个性化需求，同时可提高工作效率，缩短整定时间，为电网安全运行提供了保障。

Description

基于coBase系统的自动整定配合计算方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于coBase系统的自动整定配合计算方法。

背景技术

继电保护整定计算是一个十分繁杂且容易出错的工作，继电保护整定计算工作往往从参数收集、录入开始，经过配合计算、装置定值计算的主要过程，最后进入一个包含审核、发布、回执、归档等环节的流转过程同时电网继电保护各类保护装置是电力系统的重要组成部分,保证电力系统安全运行的作用，而继电保护整定计算作为继电保护系统的一个重要环节,利用保护装置的作用,在电力系统发生故障或处于异常运行状态时能够迅速、正确地判断,使保护装置正确的动作，由于继电保护整定计算的这一特性，它要求从事该工作的人员既要有强烈的责任心,又要有扎实的电力系统基础知识和继电保护系统理论知识，传统继电保护整定往往需要从参数录入，方式设置等开始，造成继电保护整定计算工作劳动强度大，新投运工程需要花费大量的时间精力建立参数模型；一体化数据平台采用分级分区管理模式，各单位的管辖范围的界限非常清晰。其他地区的每个单位已经保证自身管辖范围内的设备参数、连接状况的准确性，以及更新这些数据的及时性。为了顺应这种现状，系统应采用“谁的管辖，谁维护”的原则：在各个地域边界清晰的前提下，本地的数据由本地人员维护；本地也可以浏览异地的数据，以及基于本地与异地的整合数据进行计算和业务处理，但是无权编辑异地的数据（边界外的数据）。保证数据源唯一，某一类某个区域的数据只能由一个应用系统产生，其他应用系统应直接使用该数据，即有明确的产生者和消费者，避免重复输入。在规范上必须采用IEC61970规定的URI作为唯一性标识，以解决统一编码问题。

传统的整定计算依靠人工经验整定模式，这样照成了计算周期长，劳动强度大，工作效益低，同时也不利于电网保护灵敏性、速断性、选择性及可靠性的要求；随着经济的发展，电网规模日益复杂，环网运行日益普遍，给整定计算工作带来极大的挑战，同时各地区电网整定规则也需随着电网的发展作相应调整，而目前市场上流行的继电保护软件，整定规则的定值是通过编程技术实现的，规则的变化需要通过修改实现。

现有的整定计算系统没有在图形中显著显示定值差异部分，也没有将不同性质的定值用不同的标识符显示，因此不利于电网安全运行。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于coBase系统的自动整定配合计算方法，它具有提升电网继电保护整定计算方面的管理质量、管理效率和经济效益，使电网整定计算过程可控，在电网改造较大的情况下，节省大量人力财力，提高整定计算的准确性和工作效率，以适应智能电网技术的快速发展优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于coBase系统的自动整定配合计算方法，主要包含以下几个步骤：

步骤一：开始计算；以coBase一体化数据平台的电网结构、一次设备参数及方式数据为初始数据来源，并初始化电网数据；

步骤二：调用基本信息定义；

步骤三：生成观测点配合规则描述,配合规则参考电力标准“DL/T559-2007220kV～750kV电网继电保护装置运行整定规程”以及“DLT584-2007_3～110kV电网继电保护装置运行整定规程”国家相关整定计算规则，上述国家相关整定计算规则定义了电力系统方面具体保护配合规则；

步骤四：生成观测点配合算法描述，配合算法参考电力标准“DL/T559-2007 220kV～750kV电网继电保护装置运行整定规程”以及“DLT584-2007_3～110kV电网继电保护装置运行整定规程”国家相关电力规程，上述国家相关电力规程定义了保护的配合规则方法以及对应每一个方面的具体算法；

步骤五：计算定值；

步骤六：完成自动计算定值；

步骤七：与上次方案对比标注图形；

步骤八：判断是否进入人工干预；如果不需要就进入步骤九；如果需要人工干预就分为以下三种情况：

（8-1）如果需要调整配合规则，调整配合规则的依据参考“220kV～750kV电网继电保护装置运行整定规程”、“DLT584-2007_3～110kV电网继电保护装置运行整定规程”、“电力系统继电保护与安全自动装置整定计算_崔家佩”相关规程及书籍；如需调整请转到步骤三；

（8-2）如果需要调整观测点算法规则，调整观测点算法的依据参考“220kV～750kV电网继电保护装置运行整定规程”、“DLT584-2007_3～110kV电网继电保护装置运行整定规程”、“电力系统继电保护与安全自动装置整定计算_崔家佩”相关规程及书籍；如需调整请就转到步骤四；

（8-3）如果需要直接人为指定值，人为指定值的依据参考“220kV～750kV电网继电保护装置运行整定规程”、“DLT584-2007_3～110kV电网继电保护装置运行整定规程”、“电力系统继电保护与安全自动装置整定计算_崔家佩”相关规程及书籍；如需调整请就转到步骤五；

步骤九：根据上述循环调整定值，计算完毕定值后，结束整定计算过程。

所述步骤一中，所述电网结构是指电网一次设备之间的拓扑结构；所述一次设备参数包含线路、变压器、电容、电抗参数；所述方式数据是计算保护定值时考虑的电网运行方式，主要是考虑一次设备的运行状态及变压器中性点接地状态；所述初始化电网数据是计算之前根据电网一次设备拓扑结构、一次设备参数、运行方式生成计算用的电网模型。

所述步骤二中，启动计算后，观测点会根据配合场景信息生成此处所有需要考虑的整定规则，确定观测点位置以及配合观测点位置，例如距离保护Ⅱ段，此段定值由若干的条件确定，与下一级保护配合是条件之一，通过调用基本信息定义中与下一配合的逻辑位置，在新生成的观测点时会自动按照基本信息中定义的信息生成。

所述步骤三中，启动计算后，自动读取观测点相关信息，[根据观测点信息，匹配场景下的配合规则类型，生成配合规则，例如匹配场景下有距离保护规则，则生成距离保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段相关整定规则，包括躲线末等特殊规则以及与下一级保护配合规则等，同样如果有零序电流规则，生成零序电流保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段整定规则]。

所述步骤四中，通过观测点信息，确定了观测点所属的场景，同时根据场景中定义的配合规则描述，生成配合规则，每一个配合规则有相对应的算法，若干规则需要考虑若干的配合算法，每一个配合算法计算时需要考虑组合条件方式，生成规则案例需要的结果返回量，需要考虑的故障类型，故障点位置，定值计算公式，例如与下一级线路保护配合时，具体到零序电流Ⅱ段保护与下一级零序电流保护Ⅰ段配合时，定值公式为I02>=Kk*Kf*Dz01，其中Kk是考虑的系数常量，Kf是通过配合算法计算出来的中间数据，Dz01为下一级线路零序电流Ⅰ段定值，同样通过此方法计算其他的整定条件。

所述步骤五中，为了更好的保证电网供电的安全，上级保护装置为下一级保护装置提供后备保护功能，所以保护之间需要配合，整定中间数据已经在“步骤四”中计算完毕，例如零序电流保护Ⅰ段范围为本设备，不与其他保护配合，定值公式为I01>=Kk*3*I0，其中Kk是考虑的系数常量，I0是通过“步骤四”中配合算法计算出来的中间数据，所以系统先计算这类不予其他配合保护段，然后按照优先级计算需要配合的定值

所述步骤七中，计算完毕后与上次方案进行对比，定值变化部分在图形上用颜色显著标注起来，在“步骤三”，“步骤四”中已经有相关保护段的灵敏度计算规则，自动判断定值不在灵敏度要求范围内的，同时灵敏度不满足的定值在图形上显著标识。

所述步骤二的基本信息定义，属于规则定义中的一项，所述规则定义主要包含以下几个方面：

(1)配合规则中创建配合场景，将电网中的线路分为多级线路、终端线路、负荷线路和线变组，然后再按电压等级分，这样分类后，它们的不同组合就构成不同场景，预定义不同的场景后，计算的时候就会根据观测点样式自动匹配场景，这样不同的场景适用不同的整定计算规则；

(2)规则定义中创建厂站样式，将电网中厂站分类按有多少条出线分、按有多少台变压器分、按是否是电厂分，这样分类后，它们的不同组合就构成不同厂站样式，不同的厂站样式在定义算法描述的时候，可定义此厂站样式在组合方式条件时可以考虑不同策略；

(3)规则定义中创建配合的保护类型，完成整定规则中所有的保护类型定义，包括添加设备类型例如计算变压器，线路类型；添加设备类型的原理类型例如计算线路距离保护，零序电流保护，变压器零序电流保护；添加原理类型的段类型例如距离保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅱ段；编辑段类型属性等操作例如线路长度不同时需要考虑达到的灵敏度，每一段需要考虑时间区间；

(4)规则定义中创建计算的保护类型，创建设备具体的原理类型即相间距离保护、接地距离保护、零序保护，预定义整个电网中将要用到的保护类型；

(5)规则定义中创建配合类型规则是，并确定配合点位置，预定义这些配合规则后，计算的时候，根据规则生成观测点的整定规则，需要求与此预定义中的配合点相关属性，例如通过此观测点求此观测点的定值，通过此观测点求故障点位置等；

(6)在不同场景下定义整定配合规则描述，通过上述（3）-（5）中录入的整定规则，确定需要整定保护的整定配合关系的优先级，在计算的时候，会根据优先级，自动与优先级最高的配合原则配合计算，在定值不满足要求时调整配合规则；

(7)根据不同场景下的整定算法描述，为每一个整定规则描述定义配合算法，并通过逻辑确定的配合观测点位置，定位逻辑故障点位置，确定所需模拟的故障类型，保护类型对应的故障分析量，根据不同的厂站样式设置不同的组合条件，灵敏度校验方法；

(8)在规则定义中定义定值颜色，颜色按照GBR码标准，定义原定值颜色、现定值颜色、人为指定值颜色、不配合定值颜色；同时规则中定义定值分隔符，定义满足要求定值的分隔符，不满足要求定值的分隔符，定值计算完毕后，自动会根据现有定值结果在图形中显示定值颜色，在配合定值与配合时间定值之间显示不同的分隔符。

所述规则定义中的基本信息定义、配合规则描述及配合算法描述，这三部分需要在整定配合计算开始前预定义，整定配合计算开始后会自动根据观测点信息调用规则定义并根据规则定义生成观测点相关信息。

本发明的有益效果：

将极大提升电网继电保护整定计算方面的管理质量、管理效率和经济效益，使电网整定计算过程可控，在电网改造较大的情况下，节省大量人力财力，提高整定计算的准确性和工作效率，以适应智能电网技术的快速发展。

附图说明

图1是整定计算流程图；

图2是规则定义示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，整定配合计算

一种基于coBase系统的自动整定配合计算方法，主要包含以下几个步骤：

步骤一：开始计算；以coBase一体化数据平台的电网结构、一次设备参数及方式数据为初始数据来源，并初始化电网数据；

步骤二：调用基本信息定义；

步骤三：生成观测点配合规则描述,配合规则参考电力标准“DL/T559-2007 220kV～750kV电网继电保护装置运行整定规程”以及“DLT584-2007_3～110kV电网继电保护装置运行整定规程”国家相关整定计算规则，上述国家相关整定计算规则定义了电力系统方面具体保护配合规则；

步骤四：生成观测点配合算法描述，配合算法参考电力标准“DL/T559-2007 220kV～750kV电网继电保护装置运行整定规程”以及“DLT584-2007_3～110kV电网继电保护装置运行整定规程”国家相关电力规程，上述国家相关电力规程定义了保护的配合规则方法以及对应每一个方面的具体算法；

步骤五：计算定值；

步骤六：完成自动计算定值；

步骤七：与上次方案对比标注图形；

步骤八：判断是否进入人工干预；如果不需要就进入步骤九；如果需要人工干预就分为以下三种情况：

（8-1）如果需要调整配合规则，就转到步骤三；例如相间距离保护Ⅱ段默认与下一级相间距离保护Ⅰ段配合，可以人为干预与下一级相间距离Ⅱ段配合，调整完毕后会按照规则默认生成观测点的算法描述，然后计算定值；

（8-2）如果需要调整观测点算法规则，就转到步骤四；例如零序电流Ⅰ段中有一个整定规则是躲线路电流，同样在计算躲线路电流时需要考虑很多因素，例如考虑故障点位置、组合条件方式、故障类型，这些条件是根据规则自动生成的，人为可调整这些规则，使定值更加准确，调整算法规则后，会自动计算调整后的观测点值，然后自动计算定值；

（8-3）如果需要直接人为指定值，就转到步骤五；可人工干预最终的计算定值；因为保护之间是需要相互配合的，所以当人工干预完毕后会自动计算其他受影响的定值，在图形中标注定值；

步骤九：根据上述循环调整定值，计算完毕定值后选择不调整结束整定计算过程。

所述步骤一中，所述电网结构是指电网一次设备之间的拓扑结构；所述一次设备参数包含线路、变压器、电容、电抗参数；所述方式数据是计算保护定值时考虑的电网运行方式，主要是考虑一次设备的运行状态及变压器中性点接地状态；所述初始化电网数据是计算之前根据电网一次设备拓扑结构、一次设备参数、运行方式生成计算用的电网模型。

所述步骤二中，启动计算后，观测点（即保护安装处）会根据配合场景信息生成此处所有需要考虑的整定规则，确定观测点位置以及配合观测点位置，例如距离保护Ⅱ段，此段定值由若干的条件确定，与下一级保护配合是条件之一，通过调用基本信息定义中与下一配合的逻辑位置，在新生成的观测点时会自动按照基本信息中定义的信息生成。

所述步骤三中，启动计算后，自动读取观测点相关信息，[根据观测点信息，匹配场景下的配合规则类型，生成配合规则，例如匹配场景下有距离保护规则，则生成距离保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段相关整定规则，包括躲线末等特殊规则以及与下一级保护配合规则等，同样如果有零序电流规则，生成零序电流保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段整定规则]。

所述步骤四中，通过观测点信息，确定了观测点所属的场景，同时根据场景中定义的配合规则描述，生成配合规则，每一个配合规则有相对应的算法，若干规则需要考虑若干的配合算法，每一个配合算法计算时需要考虑组合条件方式，生成规则案例需要的结果返回量，需要考虑的故障类型，故障点位置，定值计算公式，例如与下一级线路保护配合时，具体到零序电流Ⅱ段保护与下一级零序电流保护Ⅰ段配合时，定值公式为I02>=Kk*Kf*Dz01，其中Kk是考虑的系数常量，Kf是通过配合算法计算出来的中间数据，Dz01为下一级线路零序电流Ⅰ段定值，同样通过此方法计算其他的整定条件。

所述步骤五中，为了更好的保证电网供电的安全，上级保护装置为下一级保护装置提供后备保护功能，所以保护之间需要配合，整定中间数据已经在“步骤四”中计算完毕，例如零序电流保护Ⅰ段范围为本设备，不与其他保护配合，定值公式为I01>=Kk*3*I0，其中Kk是考虑的系数常量，I0是通过“步骤四”中配合算法计算出来的中间数据，所以系统先计算这类不予其他配合保护段，然后按照优先级计算需要配合的定值

所述步骤七中，计算完毕后与上次方案进行对比，定值变化部分在图形上用颜色显著标注起来，在“步骤三”，“步骤四”中已经有相关保护段的灵敏度计算规则，自动判断定值不在灵敏度要求范围内的，同时灵敏度不满足的定值在图形上显著标识。

所述步骤二的基本信息定义如图2所示，属于规则定义中的一项，所述规则定义主要包含以下几个方面：

（1）配合规则中创建配合场景，将电网中的线路分为多级线路、终端线路、负荷线路和线变组，然后再按电压等级分，这样分类后，它们的不同组合就构成不同场景，预定义不同的场景后，计算的时候就会根据观测点样式自动匹配场景，这样不同的场景适用不同的整定计算规则；

（2）规则定义中创建厂站样式，将电网中厂站分类按有多少条出线分、按有多少台变压器分、按是否是电厂分，这样分类后，它们的不同组合就构成不同厂站样式，不同的厂站样式在定义算法描述的时候，可定义此厂站样式在组合方式条件时可以考虑不同策略；

（3）规则定义中创建配合的保护类型，完成整定规则中所有的保护类型定义，包括添加设备类型例如计算变压器，线路类型；添加设备类型的原理类型例如计算线路距离保护，零序电流保护，变压器零序电流保护；添加原理类型的段类型例如距离保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅱ段；编辑段类型属性等操作例如线路长度不同时需要考虑达到的灵敏度，每一段需要考虑时间区间；

（4）规则定义中创建计算的保护类型，创建设备具体的原理类型即相间距离保护、接地距离保护、零序保护，预定义整个电网中将要用到的保护类型；

（5）规则定义中创建配合类型规则是，并确定配合点位置，预定义这些配合规则后，计算的时候，根据规则生成观测点的整定规则，需要求与此预定义中的配合点相关属性，例如通过此观测点求此观测点的定值，通过此观测点求故障点位置等；

（6）在不同场景下定义整定配合规则描述，通过上述（3）-（5）中录入的整定规则，确定需要整定保护的整定配合关系的优先级，在计算的时候，会根据优先级，自动与优先级最高的配合原则配合计算，在定值不满足要求时调整配合规则；

（7）根据不同场景下的整定算法描述，为每一个整定规则描述定义配合算法，并通过逻辑确定的配合观测点位置，定位逻辑故障点位置，确定所需模拟的故障类型，保护类型对应的故障分析量，根据不同的厂站样式设置不同的组合条件，灵敏度校验方法；

（8）在规则定义中定义定值颜色，颜色按照GBR码标准，定义原定值颜色、现定值颜色、人为指定值颜色、不配合定值颜色；同时规则中定义定值分隔符，定义满足要求定值的分隔符，不满足要求定值的分隔符，定值计算完毕后，自动会根据现有定值结果在图形中显示定值颜色，在配合定值与配合时间定值之间显示不同的分隔符。

所述规则定义中的基本信息定义、配合规则描述及配合算法描述，这三部分需要在整定配合计算开始前预定义，整定配合计算开始后会自动根据观测点信息调用规则定义并根据规则定义生成观测点相关信息。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (1)

1.一种基于coBase系统的自动整定配合计算方法，其特征是，主要包含以下几个步骤：

步骤一：开始计算；以coBase一体化数据平台的电网结构、一次设备参数及方式数据为初始数据来源，并初始化电网数据；所述步骤一中，所述电网结构是指电网一次设备之间的拓扑结构；所述一次设备参数包含线路、变压器、电容、电抗参数；所述方式数据是计算保护定值时考虑的电网运行方式，主要是考虑一次设备的运行状态及变压器中性点接地状态；所述初始化电网数据是计算之前根据电网一次设备拓扑结构、一次设备参数、运行方式生成计算用的电网模型；

步骤二：调用基本信息定义；所述步骤二中，启动计算后，观测点会根据配合场景信息生成此处所有需要考虑的整定规则，确定观测点位置以及配合观测点位置；所述步骤二的基本信息定义，属于规则定义中的一项，所述规则定义主要包含以下几个方面：

(1)配合规则中创建配合场景，将电网中的线路分为多级线路、终端线路、负荷线路和线变组，然后再按电压等级分，这样分类后，它们的不同组合就构成不同场景，预定义不同的场景后，计算的时候就会根据观测点样式自动匹配场景，这样不同的场景适用不同的整定计算规则；

(2)规则定义中创建厂站样式，将电网中厂站分类按有多少条出线分、按有多少台变压器分、按是否是电厂分，这样分类后，它们的不同组合就构成不同厂站样式，不同的厂站样式在定义算法描述的时候，定义此厂站样式在组合方式条件时考虑不同策略；

(3)规则定义中创建配合的保护类型，完成整定规则中所有的保护类型定义，包括添加设备类型；添加设备类型的原理类型；添加原理类型的段类型；编辑段类型属性操作；

(4)规则定义中创建计算的保护类型，创建设备具体的原理类型即相间距离保护、接地距离保护、零序保护，预定义整个电网中将要用到的保护类型；

(5)规则定义中创建配合类型规则，并确定配合点位置，预定义这些配合规则后，计算的时候，根据规则生成观测点的整定规则，需要求与此预定义中的配合点相关属性；

(6)在不同场景下定义整定配合规则描述，通过上述(3)-(5)中录入的整定规则，确定需要整定保护的整定配合关系的优先级，在计算的时候，会根据优先级，自动与优先级最高的配合原则配合计算，在定值不满足要求时调整配合规则；

(7)根据不同场景下的整定算法描述，为每一个整定规则描述定义配合算法，并通过逻辑确定的配合观测点位置，定位逻辑故障点位置，确定所需模拟的故障类型，保护类型对应的故障分析量，根据不同的厂站样式设置不同的组合条件，灵敏度校验方法；

(8)在规则定义中定义定值颜色，颜色按照GBR码标准，定义原定值颜色、现定值颜色、人为指定值颜色、不配合定值颜色；同时规则中定义定值分隔符，定义满足要求定值的分隔符，不满足要求定值的分隔符，定值计算完毕后，自动会根据现有定值结果在图形中显示定值颜色，在配合定值与配合时间定值之间显示不同的分隔符；

所述规则定义中的基本信息定义、配合规则描述及配合算法描述，这三部分需要在整定配合计算开始前预定义，整定配合计算开始后会自动根据观测点信息调用规则定义并根据规则定义生成观测点相关信息；

步骤三：生成观测点配合规则描述：所述步骤三中，启动计算后，自动读取观测点相关信息，根据观测点信息，匹配场景下的配合规则类型，生成配合规则；

步骤四：生成观测点配合算法描述：所述步骤四中，通过观测点信息，确定了观测点所属的场景，同时根据场景中定义的配合规则描述，生成配合规则，每一个配合规则有相对应的算法，若干规则需要考虑若干的配合算法，每一个配合算法计算时需要考虑组合条件方式，生成规则案例需要的结果返回量，需要考虑的故障类型，故障点位置，定值计算公式；

步骤五：计算定值：所述步骤五中，为了更好的保证电网供电的安全，上级保护装置为下一级保护装置提供后备保护功能，所以保护之间需要配合，整定中间数据已经在“步骤四”中计算完毕；

步骤六：完成自动计算定值；

步骤七：与上次方案对比标注图形：所述步骤七中，计算完毕后与上次方案进行对比，定值变化部分在图形上用颜色显著标注起来，在“步骤三”，“步骤四”中已经有相关保护段的灵敏度计算规则，自动判断定值不在灵敏度要求范围内的，同时灵敏度不满足的定值在图形上显著标识；

步骤八：判断是否进入人工干预；如果不需要就进入步骤九；如果需要人工干预就分为以下三种情况：

(8-1)如果需要调整配合规则，转到步骤三；

(8-2)如果需要调整观测点算法规则，就转到步骤四；

(8-3)如果需要直接人为指定值，就转到步骤五；

步骤九：根据上述循环调整定值，计算完毕定值后，结束整定计算过程。