主站终端化的分布式保护信息应用系统在电网运行中的可行性

李会

【摘 要】本文介绍了主站终端化的分布式保护信息应用系统的系统设计、内部交换协议总线、保护信息应用子站、远程主站终端化，旨在探讨该应用系统在电网运行中实现远程非功率设置、软开关切换、切换固定值区和返回保护信号等综合应用功能的可行性。

【关键词】主站终端化；分布式；应用系统；可行性

中图分类号： TM76 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）11-0060-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.11.024

【Abstract】this paper introduces the main terminal of the system design of distributed protection information application system， internal， protect information exchange protocol bus station， a remote host terminal， aimed to explore the application of system in the power grid to realize the remote operation of the power set， soft switch， switch fixed value and return to the feasibility of the integrated application of function such as protection signal.

【Key words】Main station terminal； Distributed； Application system； The feasibility of

0 引言

电网的快速发展和变电站无人值班变电站的普及，对于远程不停机设置和设定值、软压板、固定等综合应用功能的应用变得越来越迫切。目前电网的运行模式频繁停电导致运行模式发生变化，这既不经济也不安全。为此，国内厂商已开始研制各种型号的支持系统，以实现远程断电保护，采用微机保护集成功能[1]。由于微机保护信息通信协议缺乏标准化[2]，信息的传输和分析处理本身就需要扩展标准的远程控制协议，在项目实施中很难进行调试和开发。

1 系统介绍

主站终端化分布式保护信息应用系统是一种全新的专业服务支持于系统。其主要功能是实现微机保护装置的远程不停机和定值，远程在线开关保护定值操作区，微机保护信号的远程恢复，线切割和软切压板以及定期自动检查设备等[3]。

1.1 硬件结构

图1显示了业务支持系统的硬件架构。基于变电站侧自动化系统的站控层网络建立一个子站服务器（硬件也可以是工作站）来完成变电站的保护信息，并且子站获得基于层间微处理器的保护信息设备通过集成自动化网络或现场总线。

1.2 软件系统

保护信息应用子站是系统信息收集和执行子系统，是提供整个系统服务业务的功能单元，通过系统的内部交换协议总线为主站提供保护综合功能应用服务。主站终端配置在使用部门的服务工作站上，如保护组的固定工作站，各集中控制中心的保护工作站（主要提供运行人员和返回信号）以及远程维护工作站。

2内部交换协议总线

内部交换协议总线是子站与主站之间的连接，是支撑系统的核心部分。内部交换协议的规范基于需要在子站和主终端应用模块之间交换的描述、数据、操作要求和网络环境而制定的。内部交换协议规范根据提供的服务功能分为3个部分：结构描述服务集、数据操作服务集和报警消息集（见表1）。

3 保护信息应用子站

保护信息应用子站是支撑系统的基本单元。它通常配置在变电站作为一个单元。根据需要，可以配置为单机系统或双机系统。逻辑层属于站控层，并且通过现场总线或站控制的局域网和微机保护装置所辖的站，通过子站系统低层微机保护协议。该分析软件可与微机保护装置互操作，从而实现站内微机保护装置的综合功能应用。前者功能反应到内部交换协议总线的服务接口，为主站远程提供访问服务和呼叫服务，在应用中实现远程微机保护装置的综合功能。同时，它还提供了完整的本地功能，使用子站的控制台软件来保护综合应用功能的原地操作。

3.1 集成自动化频道共享

目前，大多數变电站综合自动化采用站控局域网和微机保护装置相互连接，采用TCP或UDP作为传输层协议。TCP和UDP协议基于IP协议，具有多主机共享通信媒体的特点。具有多个控制站的网络共享冲突解决机制可支持在站控制LAN上并排运行的多个控制站。

3.2 基于微处理器的保护协议库

微机保护协议库是用于保护车站信息应用子站和微机保护装置的接口软件。它针对不同类型的微机保护装置，选择相应的软件进行计算机保护协议分析，完成设备协议到内部交换协议的映射，与概念上的软件适配器类似。

3.3 子站数据库

分站数据库是保护信息应用子站的核心。主要包括保护装置型式表、保护定值说明表、保护压力铭牌说明表、子站控制通信参数表、保护装置通信参数表、标准定值表、巡检任务单表、本地用户表等本站系统模型描述和配置信息。

3.4 本地控制台模块

本地控制台软件是一个人机交互模块，它使用站中的子站功能。本地控制台软件根据子站数据库中的模型信息将主树结构集中在控制台界面上，并且操作员可以在操作员以适当的权限登录后进入本地控制台模块。

3.5 检查过程模块

检查过程模块是子系统的软件，用于自动检查站内微机保护装置的操作区域。该模块是一个定时工作线程。检验设备组和检验方法由数据库中的单一检验任务表定义。

4 远程主站终端化

远程主站终端化是支撑系统的功能集成部分和人机交互部分。它强调完整的功能和良好的人与机器交互关系。本着简单和免维护的理念，主站设计摒弃掉数据库和预通信服务，将所需的数据服务和通信服务集成到内部交换协议总线中。所需的变电站和其配套的设备信息是通过分布式保护信息应用子站的内部交换协议获得的。主站仅保留2个模块终端：控制台模块和巡逻警报模块。控制台模块是用户综合应用功能的人机交互模块和远程操作窗口。检测报警模块是指当保护信息应用子站上传检测报警信息时，巡检报警模块使用灯号和项目2种方式显示巡检报警信息。

系统安全主要有两个方面：工作站访问控制和用户权限控制。工作站访问控制是用于保护信息应用子站侧的安全策略；用户权限控制是细分登录用户对调试设备运营、固定值设置、压力板投票、信号回复等的权限。

5 结语

经以上对该应用系统各个部分工作原理的分析，可以看出该系统可以让电网系统得到综合性的保护。目前对总台终端的分布式保护信息应用系统进行了试验。它实现了国内主流保护产品的保护，创造了显着的经济效益和安全性好处，并提高了劳动力的效率和安全性。且在过去的一段时间的运行里，没有发生错误的调整和误操作。故该系统稳定可靠。

主站终端的分布式保护信息应用系统集成在SCADA系统的应用系统或故障信息系统中的附带设置功能。其特点和优势在于位置明确，微机保护综合应用功能，子站核心功能分布完成，SCADA影响降低，传输压力降低，系统独立，结构简单，扩展性强，加上远程终端免维护模式，比目前的故障信息系统更优越，是应用功能分散定位的理想选择，所以普及价值和可用性都很高。

【参考文献】

[1]古锋.继电保护及故障信息系统通信模型研究[J].电网技术， 2007，31（7）：73-77.

[2]刘之尧，刘正超，杜杨华.继电保护及故障信息系统的通信协议与信息语义标识[J].广东电力，2007，20（1）：30-33.

[3]段惠明，何飞跃，李志宏，等.基于EMS和故障信息系统的在线定值管理系统构想[J].电力系统自动化，2006，30（10）：97-99.