CN103414169A - 基于电网调度自动化系统的继电保护防误系统及工作方法 - Google Patents

Abstract

基于电网调度自动化系统的继电保护防误系统及工作方法。涉及电网继电保护防误系统，适用于电网调度自动化、电网集中监控系统系统的防误操作及其工作方法。包括以下各功能模块：数据接口模块；用户交互模块；模型数据处理模块；防误建议控制模块；继电保护数据库；继电保护数据库连接防误建议控制模块。步骤，1）初始化用户交互接口；2）判断；3）读取新的拓扑模型；4）参数分析；5）启用条件进行比对；6）专家库介入；7）返回用户；8）结束。本发明的系统可以最大限度的杜绝调度误整定、漏整定的发生。大大减轻了维护和使用工作量，提高了工作效率和电网自动化系统的智能水平。

Description

基于电网调度自动化系统的继电保护防误系统及工作方法

技术领域

本发明涉及一种电网继电保护防误系统，适用于电网调度自动化、电网集中监控系统系统的防误操作及其工作方法。 

背景技术

在电力系统中，为了保证电网安全稳定运行，需要在设备的继电保护中整定正确的参数。当电网发生运行方式改变时，有些设备的继电保护需要根据方式的改变而修改参数。参数整定不正确会导致设备在电网发生故障时不能做出正确的反应，轻则造成停电，重则会造成人身伤害。 

目前的电网中设备数量庞大，运行方式变动频繁，设备继电保护参数变动特例多。目前的电网调度防误系统不能给予这些设备的继电保护防误判断和建议。 

随着电网的发展，越来越多的继电保护类型及数量整定入变电站设备和线路设备中。继电保护数据库平台实现了本地区继电保护整定参数和对应的运行方式汇集；网络拓扑结构平台实现了本地区模型和实时运行方式的汇集，为实现基于继电保护数据库平台和网络拓扑结构平台的继电保护防误系统提供了基础。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于电网调度自动化系统的继电保护防误系统及工作方法，可实现全网设备继电保护装置的参数防误闭锁和参数建议。 

本发明的继电保护防误系统，所述电网调度自动化系统包括拓扑结构数据平台，包括以下各功能模块： 

数据接口模块：用于从所述拓扑结构数据平台中读取电网模型和电网运行实时方式信息；

用户交互模块：获取用户当前校验的继电保护变更操作信息，发送前述信息给防误建议模块；接受防误建议控制模块反馈的判断结果和参数修改建议，并返还给用户；

模型数据处理模块：接受数据接口模块读取的所述信息，然后，判断电网是否有运行方式改变，如有，则进行电气岛的分割和运行参数分析；如无，待机；

防误建议控制模块：用于比对用户操作和专家库的操作步骤，对比继电保护整定参数是否和专家库中的一致，依据专家库进行不同的闭锁和建议；

继电保护数据库：记载有电网中正在使用或备用的继电保护定值单及其对应的启用条件；

所述继电保护数据库连接所述防误建议控制模块。

还包括专家库平台模块：用于记录电网中的常规约束条件及一般性操作步骤和本电网中的特例情况汇集；所述专家库平台模块连接所述防误建议控制模块。 

本发明的工作方法，按以下步骤操作， 

1）、初始化用户交互接口，进行用户操作指令的分解；用户操作指令分为两部分，第一部分是重新获得电网实时运行方式的指令，第二部分是介入到防误建议控制模块的用户操作指令内容；

2）、根据所述第一部分用户操作指令，判断电网运行方式是否改变，如否进入步骤4），如是，继续；

3）、读取新的拓扑模型；读取变化后的电网变化后的实时运行图；

4）、参数分析；上步骤所读取的电网变化后的实时运行图传输给所述模型数据处理模块，所述模型数据处理模块按照电网变化后的实时运行图分割电气岛，并进行运行参数分析，获取电网变化后的实时运行图的特征参数；

5）、将特征参数和继电保护数据库中的启用条件进行比对，再查询与所述启动条件对应的继电保护定值单，得到特征参数对应的电气岛继电保护定值单；然后，在所述第二部分用户操作指令基础上进行继电保护操作步骤校验；

6）、专家库介入，对上步骤获得的校验结果进行操作比对、优化操作步骤，形成优化操作步骤和定值校验建议；

7）、返回用户；

8）、结束。

本发明的继电保护防误系统设计原理为：电网继电保护防误系统通过数据接口从拓扑结构数据平台获取当前电网模型及运行方式信息，同时获取用户操作信息，通过模型数据处理模块进行电气岛的分割，并进行运行参数分析计算。依据运行参数查找继电保护数据库中相应的定值单，并从专家库中查找对应的操作步骤和整定值建议在防误建议模块进行比对分析并给出继电保护防误结果和操作建议。 

本发明的系统适应电网调度发展的需要，根据电网拓扑结构数据平台和继电保护数据库的信息进行继电保护防误操作校核与建议，可以最大限度的杜绝调度误整定、漏整定的发生，尤其是无保护运行开关、合解环开关误动作、继电保护误整定导致开关跳闸、误停开关重合闸等事故的发生，对于保障电网的安全运行有着重要的意义。继电保护防误平台自动适应拓扑结构变化和继电保护数据更换，无需用户实时维护网络参数，查找定值单数据，大大减轻了维护和使用工作量，提高了工作效率和电网自动化系统的智能水平。既可以进行电网继电保护操作及开票的安全校核，也可以运用于模拟环境中继电保护部分的安全校核。 

附图说明

图1为本发明的系统框图， 

图2为本发明的工作流程图，

图3为本发明第一实施方式变化前的拓扑图，

图4为本发明第一实施方式变化后的拓扑图，

图中1是变电所a线路开关，21是线路开关一，22是线路开关二，

图5为本发明第二实施方式变化前的拓扑图，

图6为本发明第二实施方式变化后的拓扑图，

        图中31是b线路B所开关，32是b线路C所开关，4是C变电所主变低压侧开关，5是B变电所主变低压侧开关。

具体实施方式

如图1所示，本发明的继电保护防误系统，电网调度自动化系统包括拓扑结构数据平台，包括以下各功能模块： 

数据接口模块：用于从所述拓扑结构数据平台中读取电网模型和电网运行实时方式信息；

用户交互模块：获取用户当前校验的继电保护变更操作信息，发送前述信息给防误建议模块；接受防误建议控制模块反馈的判断结果和参数修改建议，并返还给用户；

模型数据处理模块：接受数据接口模块读取的所述信息，然后，判断电网是否有运行方式改变，如有，则进行电气岛的分割和运行参数分析；如无，待机；

专家库平台模块：用于记录电网中的常规约束条件及一般性操作步骤和本电网中的特例情况汇集；

防误建议控制模块：用于比对用户操作和专家库的操作步骤，对比继电保护整定参数是否和专家库中的一致，依据专家库进行不同的闭锁和建议；

继电保护数据库：记载有电网中正在使用或备用的继电保护定值单及其对应的启用条件；这里的启用条件是：继电保护定值单为几个二次设备参数值的固定组合，选择某一张继电保护定值单决定于一次设备的运行方式（电网结构发生变化）、电网参数或设备条件（新上设备或长期运行设备）；

所述专家库平台模块和继电保护数据库连接所述防误建议控制模块。

本发明的工作模式为C/S方式，客户端为人机界面，负责和用户进行交互，服务器端负责数据处理、模型数据处理、专家库平台数据记录、防误建议控制、防误建议控制两个防误建议控制是否笔误、和客户端进行信息交互等。 

本发明的工作方法，如图2所示，按以下步骤操作， 

1）、初始化用户交互接口，进行用户操作指令的分解；用户操作指令分为两部分，第一部分是重新获得电网实时运行方式的指令，第二部分是介入到防误建议控制模块的用户操作指令内容；

2）、根据所述第一部分用户操作指令，判断电网运行方式是否改变，如否进入步骤4），如是，继续；

3）、读取新的拓扑模型；读取变化后的电网变化后的实时运行图；

4）、参数分析；上步骤所读取的电网变化后的实时运行图传输给所述模型数据处理模块，所述模型数据处理模块按照电网变化后的实时运行图分割电气岛，并进行运行参数分析，获取电网变化后的实时运行图的特征参数；特征参数是判断继电保护定值单对应条件的比对判别标准，当特征参数与继电保护定值单对应条件匹配时可以检索出相应且唯一的保护定值单。

5）、将特征参数和继电保护数据库中的启用条件进行比对，再查询与所述启动条件对应的继电保护定值单，得到特征参数对应的电气岛（变化以后的）继电保护定值单；然后，在所述第二部分用户操作指令基础上进行继电保护操作步骤校验； 

6）、专家库介入，对上步骤获得的校验结果进行操作比对、优化操作步骤，形成优化操作步骤和定值校验建议；

7）、返回用户；

8）、结束。

本发明所实现的防误闭锁功能包括以下几个方面： 

1、断路器继电保护操作的防误校核：具备开关充电时继电保护操作的参数切换及操作顺序提示，线路代供线路继电保护参数切换及操作顺序提示，线路代供母线继电保护参数切换及操作顺序提示，合解环时线路继电保护参数切换及操作顺序提示等。

2、变压器继电保护操作的防误校核：具备变压器充电时继电保护操作的参数切换及操作顺序提示等。 

3、母线继电保护操作的防误校核：具备母线充电时继电保护操作的参数切换及操作顺序提示等。 

4、变电站内部和变电站之间配合的继电保护防误校核：具备备自投方式发生改变时继电保护操作的参数切换及操作顺序提示等。 

  

下面再结合两个具体实施例进一步说明本发明。

实施例一： 

图3是系统获得的电网实时运行方式拓扑图。图4是人为干预后（即执行用户操作指令内容后）系统得到的运行方式拓扑图（运行方式变化后）。

当图3、4中线路开关一21、线路开关二22的运行状态发生变化时，线路阻抗发生变化。不同的阻抗值所处的范围，使得变电所a线路开关1的保护处在不同的启用条件下（如表1所示，表中设定有线路阻抗的数值范围），对应不同的定值单。 

表1：继电保护定值单库内与a线路有关的定制单及其启动条件。 

如线路测试阻抗值（特征参数）在数值1、数值2之间，启用a-2#定值单，给出（定值）校验提示。由于本例结构比较简单，经过操作比对、优化操作步骤后形成优化操作步骤和定值校验建议，结果发送给用户。 

实施例二： 

图5是系统获得的电网实时运行方式拓扑图。

图6是人为干预后（即执行用户操作指令内容后）系统得到的运行方式拓扑图。系统在得到人为干预指令后，得到同一母线上有线路两侧开关合闸位置数据：B变电所主变低压侧开关5断开，b线路B所开关31为合闸位置，对侧b线路C所开关32为合闸位置。 

防误操作环节在定值单库中检索到相关定值单建议；再根据电网实时运行方式下各开关的位置情况和人为干预指令后各开关的位置情况给出操作顺序建议。 

表2：继电保护定值单库内与b线路有关的定制单及其启动条件。 

  

专家库中检索特例，

建议与提醒	启用条件
		XX电压等级有备自投，需要考虑是否停用	B变电所

本例的过程为：

电网运行初始化：从获取电网实时运行方式---电气岛参数计算，获取如图5的拓扑图，其中有开关原状态的信息。

用户操作指令结束后，拓扑图开关状态如图6，将用户操作指令内容及其涉及的电网参数变化与启用条件比对；得到对应的b线路B所开关定值单（即表2中b-2#定值单）；依据人为干预指令前、后相关开关位置的状态信息，给出操作顺序建议（即表2中操作顺序）。该操作顺序中包括继电保护设备的相关操作和一次设备的相关操作顺序。 

Claims (3)

1.基于电网调度自动化系统的继电保护防误系统，所述电网调度自动化系统包括拓扑结构数据平台，其特征在于，包括以下各功能模块：

数据接口模块：用于从所述拓扑结构数据平台中读取电网模型和电网运行实时方式信息；

用户交互模块：获取用户当前校验的继电保护变更操作信息，发送前述信息给防误建议模块；接受防误建议控制模块反馈的判断结果和参数修改建议，并返还给用户；

模型数据处理模块：接受数据接口模块读取的所述信息，然后，判断电网是否有运行方式改变，如有，则进行电气岛的分割和运行参数分析；如无，待机；

防误建议控制模块：用于比对用户操作和专家库的操作步骤，对比继电保护整定参数是否和专家库中的一致，依据专家库进行不同的闭锁和建议；

继电保护数据库：记载有电网中正在使用或备用的继电保护定值单及其对应的启用条件；

所述继电保护数据库连接所述防误建议控制模块。

2.根据权利要求1所述的基于电网调度自动化系统的继电保护防误系统，其特征在于，还包括专家库平台模块：用于记录电网中的常规约束条件及一般性操作步骤和本电网中的特例情况汇集；所述专家库平台模块连接所述防误建议控制模块。

3.权利要求1所述基于电网调度自动化系统的继电保护防误系统的工作方法，其特征在于，按以下步骤操作，

1）、初始化用户交互接口，进行用户操作指令的分解；用户操作指令分为两部分，第一部分是重新获得电网实时运行方式的指令，第二部分是介入到防误建议控制模块的用户操作指令内容；

2）、根据所述第一部分用户操作指令，判断电网运行方式是否改变，如否进入步骤4），如是，继续；

3）、读取新的拓扑模型；读取变化后的电网变化后的实时运行图；

4）、参数分析；上步骤所读取的电网变化后的实时运行图传输给所述模型数据处理模块，所述模型数据处理模块按照电网变化后的实时运行图分割电气岛，并进行运行参数分析，获取电网变化后的实时运行图的特征参数；

5）、将特征参数和继电保护数据库中的启用条件进行比对，再查询与所述启动条件对应的继电保护定值单，得到特征参数对应的电气岛继电保护定值单；然后，在所述第二部分用户操作指令基础上进行继电保护操作步骤校验；

6）、专家库介入，对上步骤获得的校验结果进行操作比对、优化操作步骤，形成优化操作步骤和定值校验建议；

7）、返回用户；

8）、结束。

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