CN107392449B - 继电保护定值单生成方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种继电保护定值单生成方法和装置，属于电力系统的检测管理技术领域。本发明实施例提供的继电保护定值单生成方法和装置，能够实现继电保护定制单的智能成单，避免因人工靠记忆填单造成的错误，为运行方式人员进行日常方式安排提供有益辅助，提示相关设备的保护定值变更情况，并自动提示本保护对下级线路是否有保护范围、能否投重合闸或备自投等相关信息，极大提高工作效率，防范因疏忽而导致的隐患和风险，同时为调度及变电运维人员在进行事故处理时提供有效的技术支撑。项目的实施可使调度员提高智能调度水平，最终实现提高电网运行的安全性和可靠性的目标。

Description

继电保护定值单生成方法和装置

技术领域

本发明涉及电力系统的检测管理技术领域，具体而言，涉及一种继电保护定值单生成方法和装置。

背景技术

近年来，随着地区经济的快速发展，地区输变电网络变得越来越复杂，众多的电网设备调度操作及相关问题，虽然在管理上已做了不少工作，但仍存在一些问题。目前继电保护定值单匹配及配置仍然是依靠人工汇总并以表格形式呈现，不仅编制汇总时工作量大，而且不够直观，对专业知识依赖程度高，不便于调度人员在事故处理时快速准确查阅。同时，在编制日常检修方式单时，继电保护人员常常依赖记忆以及经验编制与一次方式相适应的保护配置，存在漏写关键配置(如加停用备自投联切压板)、遗忘变更定值单号或误写定值单号的可能性。电网调度运行中存在薄弱环节，对电网安全问题运行带来很大的风险。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种继电保护定值单生成方法和装置，以减少误操作事故。

第一方面，本发明实施例提供了一种继电保护定值单生成方法，包括：

根据预先建立的电网模型，生成电网设备接线图，显示在人机交互界面上；

接收操作员通过人机交互界面选定的电网设备，在电网模型中查找与所述电网设备相关的一次设备模型和二次设备模型；

读取实时采集的电网运行数据，根据所述电网运行数据，确定电网的实时运行状态；

根据所述电网模型和电网的实时运行状态，确定所述一次设备模型和二次设备模型所处的电网结构；

根据所述电网结构，设置所述电网设备的继电保护定值参数；

对设置的所述继电保护定值参数进行安全校验；

根据通过安全校验的所述继电保护定值参数，生成所述电网设备的继电保护定制单，输出至人机交互界面。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，根据所述电网运行数据，确定电网的实时运行状态的步骤，包括：

采用开关有功潮流估计方法，对所述电网运行数据进行分析；

滤除辨识得到的不良数据，或根据基尔霍夫定律对不良数据进行修正，得到电网的实时运行状态。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，确定所述一次设备模型和二次设备模型所处的电网结构的步骤，包括：

根据所述电网的实时运行状态，对电网模型进行开关拓扑辨识；

根据开关拓扑辨识的结果，辨识与一次设备模型和二次设备模型相关的刀闸状态；

根据所述刀闸状态，确定所述一次设备模型和二次设备模型所处的电网结构。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，对设置的所述继电保护定值参数进行安全校验的步骤，包括：

将设置的所述继电保护定值参数与预存的正确参数范围进行比较；

若所述继电保护定值参数处于所述正确参数范围之内，则所述继电保护定值参数通过安全校验。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，对设置的所述继电保护定值参数进行安全校验的步骤，包括：

根据所述继电保护定值参数新建电网模型，得到电网变化后的实时运行图；

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，得到电网变化后的实时运行图的特征参数；

将所述特征参数与所述继电保护定值参数进行比对；

若比对结果一致，则所述继电保护定值参数通过安全校验。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，预先建立电网拓扑模型的步骤，包括：

将电网中的开关设备作为开关节点，将变电站之间的连接线作为母线，建立电网拓扑模型。

第二方面，本发明实施例还提供了一种继电保护定值单生成装置，包括：

模型转换模块，用于根据预先建立的电网模型，生成电网设备接线图，显示在人机交互界面上；接收操作员通过人机交互界面选定的电网设备，在电网模型中查找与所述电网设备相关的一次设备模型和二次设备模型；

电网结构确定模块，用于读取实时采集的电网运行数据，根据所述电网运行数据，确定电网的实时运行状态；根据所述电网模型和电网的实时运行状态，确定所述一次设备模型和二次设备模型所处的电网结构；

参数设定模块，用于根据所述电网结构，设置所述电网设备的继电保护定值参数；

安全校验模块，用于对设置的所述继电保护定值参数进行安全校验；

定制单生成模块，用于根据通过安全校验的所述继电保护定值参数，生成所述电网设备的继电保护定制单，输出至人机交互界面。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述电网结构确定模块，还用于：

采用开关有功潮流估计方法，对所述电网运行数据进行分析；

滤除辨识得到的不良数据，或根据基尔霍夫定律对不良数据进行修正，得到电网的实时运行状态；

根据所述电网的实时运行状态，对电网模型进行开关拓扑辨识；

根据开关拓扑辨识的结果，辨识与一次设备模型和二次设备模型相关的刀闸状态；

根据所述刀闸状态，确定所述一次设备模型和二次设备模型所处的电网结构。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述安全校验模块，还用于：

将设置的所述继电保护定值参数与预存的正确参数范围进行比较；

若所述继电保护定值参数处于所述正确参数范围之内，则所述继电保护定值参数通过安全校验。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述安全校验模块，还用于：

根据所述继电保护定值参数新建电网模型，得到电网变化后的实时运行图；

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，得到电网变化后的实时运行图的特征参数；

将所述特征参数与所述继电保护定值参数进行比对；

若比对结果一致，则所述继电保护定值参数通过安全校验。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的继电保护定值单生成方法和装置，能够实现继电保护定制单的智能成单，避免因人工靠记忆填单造成的错误，为运行方式人员进行日常方式安排提供有益辅助，提示相关设备的保护定值变更情况，并自动提示本保护对下级线路是否有保护范围、能否投重合闸或备自投等相关信息，极大提高工作效率，防范因疏忽而导致的隐患和风险，同时为调度及变电运维人员在进行事故处理时提供有效的技术支撑。项目的实施可使调度员提高智能调度水平，最终实现提高电网运行的安全性和可靠性的目标。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例所提供的继电保护定值单生成方法的流程图；

图2为图1中步骤S104的一种具体实施方式的流程图；

图3为图1中步骤S106的一种具体实施方式的流程图；

图4为本发明一实施例所提供的继电保护定值单生成装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对现有的人工依据记忆填单容易出错的问题，本发明实施例提供了一种继电保护定值单生成方法和装置，以下首先对本发明的继电保护定值单生成方法进行详细介绍。

依靠人工汇总并以表格形式呈现，不仅编制汇总时工作量大，而且不够直观，对专业知识依赖程度高，不便于调度人员在事故处理时快速准确查阅。同时，在编制日常检修方式单时，继电保护人员常常依赖记忆以及经验编制与一次方式相适应的保护配置，存在漏写关键配置(如加停用备自投联切压板)、遗忘变更定值单号或误写定值单号的可能性。电网调度运行中存在薄弱环节，对电网安全问题运行带来很大的风险。

实施例一

该实施例提供了一种继电保护定值单生成方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤S101，根据预先建立的电网模型，生成电网设备接线图；在人机交互界面上显示电网设备接线图；

步骤S102，接收操作员通过人机交互界面选定的电网设备，在电网模型中查找与电网设备相关的一次设备模型和二次设备模型；

步骤S103，读取实时采集的电网运行数据，根据电网运行数据，确定电网的实时运行状态；

步骤S104，根据电网模型和电网的实时运行状态，确定一次设备模型和二次设备模型所处的电网结构；

步骤S105，根据电网结构，设置电网设备的继电保护定值参数；

步骤S106，对设置的继电保护定值参数进行安全校验；

步骤S107，根据通过安全校验的继电保护定值参数，生成所述电网设备的继电保护定制单，输出至人机交互界面。

如果设置的继电保护定值参数没有通过验证，则发出警示信息，并返回重新进行设置。

其中，预先建立电网模型的步骤，包括：将电网中的开关设备作为开关节点，将变电站之间的连接线作为母线，根据电网中开关、闸刀等设备的状态及各电气元件的连接关系生成电网分析用的母线和网络模型。

根据电网模型，生成电网设备接线图。此处的电网设备接线图为电网系统接线图，该图可以在人机交互界面上清楚地显示各设备之间的连接关系，不要求精确定位电力设备(电厂、变电站、线路)，而只是显示它们之间的相对位置关系和联接关系，显示线路的大致长短和设备间的大致距离。一般用单线图的方式绘制图形，因为电力线三相的电气参数是一样的，所以可以用一条线代表三条线。为了使绘图过程更简化，可以采用电网系统接线图作为电网设备接线图。

采用SVG图形标准，对电网设备接线图方便与不同的系统和对象进行交互式使用，满足不同业务的需要。任意放缩：任意缩放图像显示，不破坏清晰度。超强显示效果：总是边缘清晰，适合任何分辨力。交互性和智能化：基于XML，提供无可匹敌的动态交互性人机交互界面上。从而使工作人员可以清楚直观地观看到各个电网设备，并选择电网设备。

一次设备模型是针对一次设备建立的模型，完成发电-输电-配电功能的设备叫做一次设备，如发电机，断路器，电流电压互感器，变压器，避雷器等。对一次设备进行控制，保护作用的设备叫做二次设备，如继电器，控制开关，指示灯，测量仪表等。电网模型中针对二次设备建立的模型，为二次设备模型。

步骤S103可以采用如下的步骤实现：

采用开关有功潮流估计方法，对电网运行数据进行分析；

滤除辨识得到的不良数据，或根据基尔霍夫定律对不良数据进行修正，得到电网的实时运行状态。

开关有功潮流估计方法是利用实时量测系统的冗余度来提高数据精度，自动排除错误数据，估计或预报系统的运行状态的有效方法。其作为电力系统运营的一个重要组成部分，是电力系统调度、控制、安全评估等方面的基础，其主要作用是提高数据精度、滤掉不良数据、补足测点，得到某些难以直接量测的电气量。

根据量测量的精度(加权)和基尔霍夫定律(网格方程)按最佳估计准则(一般为最小二乘法)对生数据进行计算，得到最接近于系统真实状态的最佳估计值。

步骤S104可以采用图2所示的如下步骤：

步骤S1041，根据电网的实时运行状态，对电网模型进行开关拓扑辨识；

步骤S1042，根据开关拓扑辨识的结果，辨识与一次设备模型和二次设备模型相关的刀闸状态；

步骤S1043，根据刀闸状态，确定一次设备模型和二次设备模型所处的电网结构。

步骤S105中，继电保护定值参数根据不同的设备，包括不同的类型，主要包括零序电流定值、接地电抗定值、零序电抗补偿定值、零序电流补偿定值、电容电流补偿系数、差流定值、零差定值和相间阻抗定值等。

步骤S106可以采用如下两种方式实现：

第一种实施方式包括：

将设置的继电保护定值参数与预存的正确参数范围进行比较；

若继电保护定值参数处于正确参数范围之内，则继电保护定值参数通过安全校验；

若继电保护定值参数处于正确参数范围之外，则继电保护定值参数不能通过安全校验。

第二种实施方式的流程图如图3所示，包括：

步骤S1061，根据继电保护定值参数新建电网模型，得到电网变化后的实时运行图；

步骤S1062，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，得到电网变化后的实时运行图的特征参数；

步骤S1063，将特征参数与继电保护定值参数进行比对；

步骤S1064，若比对结果一致，则所述继电保护定值参数通过安全校验。

本实施例提供的继电保护定值单生成方法，能够实现继电保护定制单的智能成单，避免因人工靠记忆填单造成的错误，为运行方式人员进行日常方式安排提供有益辅助，提示相关设备的保护定值变更情况，并自动提示本保护对下级线路是否有保护范围、能否投重合闸或备自投等相关信息，极大提高工作效率，防范因疏忽而导致的隐患和风险，同时为调度及变电运维人员在进行事故处理时提供有效的技术支撑。项目的实施可使调度员提高智能调度水平，最终实现提高电网运行的安全性和可靠性的目标。

实施例二

该实施例提供了一种继电保护定值单生成装置，如图4所示，该装置包括：

模型转换模块41，用于根据预先建立的电网模型，生成电网设备接线图，显示在人机交互界面上；接收操作员通过人机交互界面选定的电网设备，在电网模型中查找与所述电网设备相关的一次设备模型和二次设备模型。

电网结构确定模块42，用于读取实时采集的电网运行数据，根据所述电网运行数据，确定电网的实时运行状态；根据所述电网模型和电网的实时运行状态，确定所述一次设备模型和二次设备模型所处的电网结构。

具体地说，电网结构确定模块42还可以用于，采用开关有功潮流估计方法，对所述电网运行数据进行分析；滤除辨识得到的不良数据，或根据基尔霍夫定律对不良数据进行修正，得到电网的实时运行状态；根据所述电网的实时运行状态，对电网模型进行开关拓扑辨识；根据开关拓扑辨识的结果，辨识与一次设备模型和二次设备模型相关的刀闸状态；根据所述刀闸状态，确定所述一次设备模型和二次设备模型所处的电网结构。

参数设定模块43，用于根据所述电网结构，设置所述电网设备的继电保护定值参数。

安全校验模块44，用于对设置的所述继电保护定值参数进行安全校验。

在一优选的实施例中，安全校验模块44还可以用于将设置的所述继电保护定值参数与预存的正确参数范围进行比较；若所述继电保护定值参数处于所述正确参数范围之内，则所述继电保护定值参数通过安全校验。

在另一优选的实施例中，安全校验模块44还可以用于根据继电保护定值参数新建电网模型，得到电网变化后的实时运行图；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，得到电网变化后的实时运行图的特征参数；将特征参数与继电保护定值参数进行比对；若比对结果一致，则继电保护定值参数通过安全校验。

定制单生成模块45，用于根据通过安全校验的所述继电保护定值参数，生成电网设备的继电保护定制单，输出至人机交互界面。

随着电网的不断发展，继电保护定值单的复杂程度显著增加，由调度误操作带来的各种损失通常非常巨大，而本实施例提供的继电保护定值单生成装置是调度员日常工作最有力的辅助工具之一，为有效防止误调度事故、减轻调度员工作强度、提升电网安全管理水平发挥着重要的作用。

本发明实施例提供的继电保护定值单生成方法和装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

需要说明的是，在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种继电保护定值单生成方法，其特征在于，包括：

根据预先建立的电网模型，生成电网设备接线图；在人机交互界面上显示所述电网设备接线图；

接收操作员通过人机交互界面选定的电网设备，在电网模型中查找与所述电网设备相关的一次设备模型和二次设备模型；其中，所述一次设备模型为针对一次设备建立的模型，所述二次设备模型为针对二次设备建立的模型；所述二次设备用于对所述一次设备进行控制、保护；

读取实时采集的电网运行数据，根据所述电网运行数据，确定电网的实时运行状态；

根据所述电网模型和电网的实时运行状态，确定所述一次设备模型和二次设备模型所处的电网结构；

根据所述电网结构，设置所述电网设备的继电保护定值参数；

根据所述继电保护定值参数新建电网模型，得到电网变化后的实时运行图；

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，得到电网变化后的实时运行图的特征参数；

将所述特征参数与所述继电保护定值参数进行比对；

若比对结果一致，则所述继电保护定值参数通过安全校验；

根据通过安全校验的所述继电保护定值参数，生成所述电网设备的继电保护定制单，输出至人机交互界面。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电网运行数据，确定电网的实时运行状态的步骤，包括：

采用开关有功潮流估计方法，对所述电网运行数据进行分析；

滤除辨识得到的不良数据，或根据基尔霍夫定律对不良数据进行修正，得到电网的实时运行状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述一次设备模型和二次设备模型所处的电网结构的步骤，包括：

根据所述电网的实时运行状态，对电网模型进行开关拓扑辨识；

根据开关拓扑辨识的结果，辨识与一次设备模型和二次设备模型相关的刀闸状态；

根据所述刀闸状态，确定所述一次设备模型和二次设备模型所处的电网结构。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先建立电网拓扑模型的步骤，包括：

将电网中的开关设备作为开关节点，将变电站之间的连接线作为母线，建立电网拓扑模型。

5.一种继电保护定值单生成装置，其特征在于，包括：

模型转换模块，用于根据预先建立的电网模型，生成电网设备接线图，显示在人机交互界面上；接收操作员通过人机交互界面选定的电网设备，在电网模型中查找与所述电网设备相关的一次设备模型和二次设备模型；其中，所述一次设备模型为针对一次设备建立的模型，所述二次设备模型为针对二次设备建立的模型；所述二次设备用于对所述一次设备进行控制、保护；

电网结构确定模块，用于读取实时采集的电网运行数据，根据所述电网运行数据，确定电网的实时运行状态；根据所述电网模型和电网的实时运行状态，确定所述一次设备模型和二次设备模型所处的电网结构；

参数设定模块，用于根据所述电网结构，设置所述电网设备的继电保护定值参数；

安全校验模块，用于根据所述继电保护定值参数新建电网模型，得到电网变化后的实时运行图；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，得到电网变化后的实时运行图的特征参数；将所述特征参数与所述继电保护定值参数进行比对；若比对结果一致，则所述继电保护定值参数通过安全校验；

定制单生成模块，用于根据通过安全校验的所述继电保护定值参数，生成所述电网设备的继电保护定制单，输出至人机交互界面。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电网结构确定模块，还用于：

采用开关有功潮流估计方法，对所述电网运行数据进行分析；

滤除辨识得到的不良数据，或根据基尔霍夫定律对不良数据进行修正，得到电网的实时运行状态；

根据所述电网的实时运行状态，对电网模型进行开关拓扑辨识；

根据开关拓扑辨识的结果，辨识与一次设备模型和二次设备模型相关的刀闸状态；

根据所述刀闸状态，确定所述一次设备模型和二次设备模型所处的电网结构。

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