CN110188302A - 一种继电保护在线整定计算服务平台 - Google Patents

Abstract

一种在线继电保护整定计算服务平台，采用B/S结构，直接利用Web浏览器完成包括图形化建模模块、故障计算模块、继电保护配置模块、整定计算模块、定值单管理模块的全过程业务功能。所述服务平台了整合用户数据、图形化建模数据、整定计算数据、定值单和计算书数据，建立一体化的数据体系，利用各功能业务之间的联系，在平台内部构建了数据之间的关联；用户通过web网页可自行设置各功能模块的特征，形成各部分功能的模板；模板配置完成后，用户通过web网页绘制接线图，设置短路点和短路类型，平台可以自动完成短路计算、为设备配置好保护、完成整定计算，并形成计算书和定值单。

Description

一种继电保护在线整定计算服务平台

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护整定计算领域，特别是涉及一种在线继电保护整定计算服务平台。

背景技术

继电保护整定计算系统在电力系统中得到了广泛应用，目前存在以下问题：1、继电保护整定计算系统以定制开发为主，即针对某一个具体的发电厂量身定做，整定计算的参数、公式、规则固定，审批流程固定，定值清单和计算书定值，不能直接运用其它电厂，缺乏通用性；2、存在技术壁垒，不能直接在互联网上通过网页进行计算；3、系统维护和后期升级也会造成人力和经济成本的重复投入。

浏览器/服务器结构(B/S)是一种成熟的结构，对数据的信息安全具有较强的控制力，且无需安装客户端，仅需浏览器软件便可开展服务。基于B/S结构，发明一种能够随时提供在线整定计算服务的继电保护整定计算平台，对全部整定过程及其数据进行一体化的管理和维护，不但能够满足电厂对继电保护定值计算和管理的需要，还可以避免重复建设，减少建设和维护成本。

发明内容

本发明提供一种在线继电保护整定计算服务平台，采用B/S结构，可以直接利用Web浏览器完成包括图形化建模、故障计算、继电保护配置、整定计算、定值单管理以及用户管理的全过程业务功能，为服务对象、提供在线的继电保护整定计算服务。

本发明采取的技术方案为：

一种在线继电保护整定计算服务平台，采用B/S结构，直接利用Web浏览器完成包括图形化建模模块、故障计算模块、继电保护配置模块、整定计算模块、定值单管理模块的全过程业务功能。

图形化建模模块包括：利用Vg绘图工具，构建在web上绘制电气主接线的基础图元库，用户直接通过网页，按照实际主接线的结构绘制接线图；接线图保存为模板并存至后台数据库；接线图中的断路器直接设置和操作，操作断路器使之分闸和合闸，改变主接线的运行方式；在接线图上设置短路点和短路类型，启动短路计算，并在图上实时显示短路电流。

故障计算模块包括：在web上提供厂家库、装置库、保护规则库，保护规则库包含保护原理和计算步骤，以及每步计算的计算内容、计算公式、参数和计算流程，保护原理、计算步骤及计算内容都采用文字和图进行描述；用户在web上先选择厂家，再匹配装置，然后按照装置配置保护，最后对已配置的保护进行整定计算；可根据需要设定、修改或调整保护原理、计算步骤、公式、参数及计算流程；可通过与word相同的输入方式对保护原理、计算步骤及计算内容进行修改，与整定计算相匹配。

继电保护配置模块包括：在web上提供计算书和定值单的配置工具，用户可以自行配置计算书和定值单的文本格式；计算书内容自动直接引用故障计算模块中保护原理、内容、步骤的文字描述；定值单可以自动引用故障计算模块中计算的结果。

整定计算模块包括：通过整合用户的数据，图形化建模所需的图元模型数据、图形数据、短路计算数据，整定计算的厂家信息、装置信息、保护数据，计算书和定值单的文本配置元件，构成一体化的数据体系，以电气设备实体为线索建立数据之间的相互联系，通过识别所绘制的图元，自动匹配相应设备的保护，完成对应设备的保护整定计算。

定值单管理模块包括：用户可以通过Web浏览器事先自定义好厂家、装置、保护、计算书和定值单等模板，即可自动完成整定计算、计算书和定值单的输出；如对计算结果不满意，能够根据该功能自主定义模板并调整与计算相关的数据，如参数、公式、步骤、流程，反复进行整定计算，直到满足要求为止。

该平台包括用户管理模块，通过Web浏览器，用户可以自己创建账户，并通过自己的账号登录平台，建立整定计算项目，并对项目进行管理。

本发明一种在线继电保护整定计算服务平台，整合用户数据、图形化建模数据、整定计算数据、定值单和计算书数据，建立一体化的数据体系，利用各功能业务之间的联系，在平台内部构建了数据之间的关联；用户通过web网页可自行设置各功能模块的特征，形成各部分功能的模板；模板配置完成后，用户通过web网页绘制接线图，设置短路点和短路类型，平台可以自动完成短路计算、为设备配置好保护、完成整定计算，并形成计算书和定值单。

附图说明

图1为本发明整定计算一体化数据平台图。

图2为本发明继电保护整定计算一体化数据结构图。

图3为本发明实体关系图。

具体实施方式

一种在线继电保护整定计算服务平台，采用B/S结构，直接利用Web浏览器完成包括图形化建模模块、故障计算模块、继电保护配置模块、整定计算模块、定值单管理模块的全过程业务功能。

图形化建模模块包括：利用Vg绘图工具，构建在web上绘制电气主接线的基础图元库，用户直接通过网页，按照实际主接线的结构绘制接线图；接线图保存为模板并存至后台数据库；接线图中的断路器直接设置和操作，操作断路器使之分闸和合闸，改变主接线的运行方式；在接线图上设置短路点和短路类型，启动短路计算，并在图上实时显示短路电流。

故障计算模块包括：在web上提供厂家库、装置库、保护规则库，保护规则库包含保护原理和计算步骤，以及每步计算的计算内容、计算公式、参数和计算流程，保护原理、计算步骤及计算内容都采用文字和图进行描述；用户在web上先选择厂家，再匹配装置，然后按照装置配置保护，最后对已配置的保护进行整定计算；可根据需要设定、修改或调整保护原理、计算步骤、公式、参数及计算流程；可通过与word相同的输入方式对保护原理、计算步骤及计算内容进行修改，与整定计算相匹配。

继电保护配置模块包括：在web上提供计算书和定值单的配置工具，用户可以自行配置计算书和定值单的文本格式；计算书内容自动直接引用故障计算模块中保护原理、内容、步骤的文字描述；定值单可以自动引用故障计算模块中计算的结果。

整定计算模块包括：通过整合用户的数据，图形化建模所需的图元模型数据、图形数据、短路计算数据，整定计算的厂家信息、装置信息、保护数据，计算书和定值单的文本配置元件，构成一体化的数据体系，以电气设备实体为线索建立数据之间的相互联系，通过识别所绘制的图元，自动匹配相应设备的保护，完成对应设备的保护整定计算。

定值单管理模块包括：用户可以通过Web浏览器事先自定义好厂家、装置、保护、计算书和定值单等模板，即可自动完成整定计算、计算书和定值单的输出；如对计算结果不满意，能够根据该功能自主定义模板并调整与计算相关的数据，如参数、公式、步骤、流程，反复进行整定计算，直到满足要求为止。

该平台包括用户管理模块，通过Web浏览器，用户可以自己创建账户，并通过自己的账号登录平台，建立整定计算项目，并对项目进行管理。

软件系统采用3层B/S结构，分为界面层、逻辑处理层、应用程序接口、数据转换以及数据层5部分。

1）界面层：为用户提供友好的人机界面，通过浏览器界面登录系统可随时随地登录平台，实现了平台各功能模块的在线操作；

2）逻辑处理层：为平台各功能模块的业务请求提供了应用响应程序，是界面层与数据访问层之间的桥梁。

3）应用程序接口：完成业务逻辑层各模块对数据层的访问；

4）数据转换：将不同编程语言传递到业务逻辑层的数据进行统一数据格式转换，以提升数据传输速度与整定计算效率；

5）数据层：定义了用户基本信息数据与发电厂继电保护整定计算全部数据，利用平台提供的人机界面与数据库编辑方式实现了数据的灵活管理。

所述数据平台整定计算全过程分为图形化建模、短路故障计算、故障配置、整定计算、定值校核以及定值单管理6部分。

1）、图形化建模：

用户通过数据平台定义的电力设备图元自主完成电气图纸的绘制，电力设备通过数据平台自动载入基本参数与运行方式等信息。平台为各类电力设备提供了参数编辑功能，使用户能够自行设置相应参数。

2）、短路故障计算：

所述数据平台利用短路故障计算模块配置了多种短路故障模型，用户选取故障类型后，自动调用相应计算模型完成故障计算。

3）、保护配置：

所述数据平台保护配置模块为电力设备配置了多种继电保护装置，用户根据具体情况选取继电保护装置与整定项目。

4）、整定计算：

所述数据平台利用整定计算模块为继电保护装置配置了整定计算模板，用户根据具体情况自主选择整定项目，利用特征辨识方法自动匹配整定计算模板，根据模板所配置的参数信息与故障计算结果自动完成整定计算。

5）、定值校核：

所述数据平台利用定值校核模块对整定计算结果进行在线校核，对不满足要求的定值进行调整直到满足要求为止。

6）、定值单管理：

所述数据平台利用定值单管理模块为各类继电保护装置配置了通用的定值单模板，根据继电保护装置与整定项目信息自动检索符合要求的保护定值，将定值信息从上往下、从左往右自动填入模板，形成定值单。

实施例：

为实现以上功能，本发明实例采用标准的三层B/S结构完成平台的结构设计，数据层采用SQL数据库管理系统，能够满足大量并发访问和大数据量储存需求；业务逻辑层采用VS2010开发环境的C#编程语言，能够降低开发难度和提升工作效率；界面采用JQuery easyUI、Html以及JavaScript编程技术，在web网页上呈现人机界面。

本发明实施例所述继电保护整定计算平台，将继电保护整定计算全过程数据分为用户数据、图形化建模数据、保护整定计算数据以及定值单和计算书数据。数据定义为：

1）：用户数据包括用户注册的基本信息与用户所建立得整定计算工程项目详细情况。

2）：图形化建模数据包括图元模型数据及短路计算数据，图元模型是统一的电力元件图元模型，包括基本属性与表示图元连接关系的拓扑数据，如：名称、端口类型、设备类型、元件编号、端口号、图元的状态变量；短路计算数据是用于短路计算的参数和计算结果，包括：短路类型、短路点、短路计算参数、短路计算变量。

3）整定计算数据包括装置信息、电力元件配置情况和整定计算数据。装置信息包含了生产厂家、装置名称以及适用的电力设备等，电力元件配置情况包含了电气设备所配置的保护类型。整定计算数据包括：计算步骤、计算公式、参数、计算流程、计算内容。参数包括计算参数与非计算参数，前者通过计算得到或参与计算得到其它参数，后者是经验参数。公式包括电路基本原理公式与继电保护整定计算公式，计算步骤是计算某一种保护所需要的步骤编码，计算流程是计算其中某一步的顺序编码，计算内容是用文字和图进行描述的保护原理。

4）定值单和技术书数据包含保护定值、文字模板。保护定值是3）计算结果，文字模板用来形成为定值单和计算书的表头和格式。

采用一对多数据库设计方法完成了整定计算过程各类数据的设计，数据表中的各类数据代表了电气设备实体的若干属性，通过特定的编码将实体之间的关系联系在一起。通过电气设备表（Device）中给定某个装置编码（ID），可以在电气设备属性表（DeviceParam）中找到该ID所对应设备ID（Devid）的电气设备属性信息。同理，通过电气设备类型表（DeviceType）中的装置编码（ID）对应到电气设备表中的装置编码（DevTypeID），从而能够找到该电气设备编码（DevTypeID）所对应电气设备名称（Device）的详细信息。

事先配置好厂家、装置、保护、计算书和定值单等模板，通过web网页绘制接线图，电气接线图一旦形成便自动为图形文件中电力设备配置保护，设定好短路点和短路类型后，在线进行故障计算，并自动完成短路计算，形成计算书和定值单，短路计算的在绘制的接线图上进行显示。如对计算结果不满意，能够根据该功能自主定义模板并调整与计算相关的数据，如参数、公式、步骤、流程，反复进行整定计算，直到满足要求为止。

Claims (3)

1.一种在线继电保护整定计算服务平台，其特征在于：

采用B/S结构，直接利用Web浏览器完成包括图形化建模模块、故障计算模块、继电保护配置模块、整定计算模块、定值单管理模块功能；

图形化建模模块包括：利用Vg绘图工具，构建在web上绘制电气主接线的基础图元库，用户直接通过网页，按照实际主接线的结构绘制接线图；接线图保存为模板并存至后台数据库；接线图中的断路器直接设置和操作，操作断路器使之分闸和合闸，改变主接线的运行方式；在接线图上设置短路点和短路类型，启动短路计算，并在图上实时显示短路电流；

故障计算模块包括：在web上提供厂家库、装置库、保护规则库，保护规则库包含保护原理和计算步骤，以及每步计算的计算内容、计算公式、参数和计算流程，保护原理、计算步骤及计算内容都采用文字和图进行描述；用户在web上先选择厂家，再匹配装置，然后按照装置配置保护，最后对已配置的保护进行整定计算；可根据需要设定、修改或调整保护原理、计算步骤、公式、参数及计算流程；可通过与word相同的输入方式对保护原理、计算步骤及计算内容进行修改，与整定计算相匹配；

继电保护配置模块包括：在web上提供计算书和定值单的配置工具，用户可以自行配置计算书和定值单的文本格式；计算书内容自动直接引用故障计算模块中保护原理、内容、步骤的文字描述；定值单可以自动引用故障计算模块中计算的结果；

整定计算模块包括：通过整合用户的数据，图形化建模所需的图元模型数据、图形数据、短路计算数据，整定计算的厂家信息、装置信息、保护数据，计算书和定值单的文本配置元件，构成一体化的数据体系，以电气设备实体为线索建立数据之间的相互联系，通过识别所绘制的图元，自动匹配相应设备的保护，完成对应设备的保护整定计算；

定值单管理模块包括：用户可以通过Web浏览器事先自定义好厂家、装置、保护、计算书和定值单等模板，即可自动完成整定计算、计算书和定值单的输出；如对计算结果不满意，能够根据该功能自主定义模板并调整与计算相关的数据，如参数、公式、步骤、流程，反复进行整定计算，直到满足要求为止。

2.根据权利要求1所述一种在线继电保护整定计算服务平台，其特征在于：该平台包括用户管理模块，通过Web浏览器，用户可以自己创建账户，并通过自己的账号登录平台，建立整定计算项目，并对项目进行管理。

3.根据权利要求1所述一种在线继电保护整定计算服务平台，其特征在于：该平台软件系统采用3层B/S结构，分为界面层、逻辑处理层、应用程序接口、数据转换以及数据层5部分；

1）界面层：为用户提供友好的人机界面，通过浏览器界面登录系统可随时随地登录平台，实现了平台各功能模块的在线操作；

2）逻辑处理层：为平台各功能模块的业务请求提供了应用响应程序，是界面层与数据访问层之间的桥梁；

3）应用程序接口：完成业务逻辑层各模块对数据层的访问；

4）数据转换：将不同编程语言传递到业务逻辑层的数据进行统一数据格式转换，以提升数据传输速度与整定计算效率；

5）数据层：定义了用户基本信息数据与发电厂继电保护整定计算全部数据，利用平台提供的人机界面与数据库编辑方式实现了数据的灵活管理。