一种B/S架构的继电保护装置缺陷管理系统

马霄腾，张 云，曾亚恒

（南京国电南自软件工程有限公司，江苏 南京 211100）

0 引 言

近年来，我国国民生产和生活对电网电能质量和稳定性的要求与日俱增，促使电力电网规模迅速扩大。继电保护装置是电力系统的二次保护设备，对切除电网故障起着关键作用，有助于电网的安全稳定运行[1]。

继电保护从传统的电磁式保护逐渐发展到集成电路微机继电保护。在微机继电保护装置时代，随着计算机技术、操作系统、嵌入式系统以及半导体技术的更新迭代，微机继电保护装置在软件、硬件、处理器芯片以及操作系统等方面不断更新迭代。因此，引入1套计算机信息化缺陷管理系统，有利于实现系统的缺陷管理跟踪和学习预测等功能，保障继电保护装置稳定安全运行。

结合现阶段继电保护装置的应用场景和分布式理念，设计基于浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）架构的继电保护装置缺陷管理系统，方便继电保护装置生产厂家设计使用[2]。

1 相关技术简介

采用B/S架构通过网页动态连接数据库，将程序功能集成到服务器。使用者通过浏览器终端访问和操作数据库而不受操作系统的限制，使得系统的开发、维护以及使用更加便捷高效。传统的客户机/服务器（Client/Server，C/S）模式需要在服务器和客户端均部署相应的软件，开发维护成本高，扩展性差。B/S架构如图1所示。

图1 B/S模式结构

B/S模式在表示层通过浏览器与逻辑层进行交互，将数据请求发送到逻辑层进行处理并返回响应结果，在用户浏览器端以图片、文字、表格以及树形图等方式展示。逻辑层基于数据库建立，接收表示层请求后，响应表示层请求并读写数据层内容，以合理的结构形式回复给表示层。数据层记录了系统所有底层数据，具有很好的扩展性，并根据需求响应与逻辑层实现数据流交互，实现对数据层的维护[3]。

2 继电保护缺陷管理系统整体分析

2.1 缺陷管理系统概述

继电保护缺陷管理系统设计要保证安全性、扩展性、功能性以及先进性。利用计算机信息化技术，采用分布式思路，用户操作不受操作系统限制。安卓、Windows、iOS以及Linux等操作系统均可以通过Web浏览器远程访问服务器。功能端只需要1台服务器提供Web服务、应用程序服务以及数据库服务，极大地降低了系统的维护成本，提高了缺陷系统的使用效率。

继电保护缺陷管理流程如下：第一，继电保护缺陷管理系统需能够聚合继电保护装置缺陷，并能够分析处理缺陷和管理的相关流程；第二，缺陷管理系统通过不同用户的操作权限实现不同部门人员的协同工作，且专家和领导能够监督系统，保障系统操作和流程控制的安全；第三，管理系统需要完善的基础数据库，包括继电保护装置类别、分支构成、软件子功能版本、硬件子模块版本、所有缺陷的详细信息以及继电保护装置的关联脉络；第四，规范化管理系统流程和数据；第五，提供缺陷智能化分析系统，记录缺陷的次数、程序范围、影响以及拓扑关系等数据并生成报告；第六，由于继电保护的模块化开发思路，同一软件和硬件模块可能被应用于多套不同型号与版本的继电保护装置，而继电保护程序更新迭代只针对单个小模块，必然形成装置缺陷的拓扑关联，因此对装置缺陷进行拓扑方式的影响性分析至关重要。

2.2 缺陷管理功能结构分析

缺陷管理系统功能模块主要分为用户管理模块和逻辑功能模块，结构如图2所示。

图2 缺陷管理系统功能结构

用户管理模块属于计算机信息管理系统范畴，具有用户注册注销管理功能和权限控制功能。用户注册注销功能实现用户的增加和删除。用户权限控制功能用于区分超级管理员、普通浏览、数据库管理、缺陷录入修改、缺陷删除以及专家审核等不同权限的人员，防止误操作对系统造成安全威胁。

逻辑功能模块完成继电保护装置型号的管理、程序版本分支管理、缺陷数据管理、缺陷智能分析、专家审核以及流程控制等功能。建立继电保护装置数据库，要求缺陷数据库与继电保护装置型号、子程序版本以及分支版本相关联。缺陷检索和智能分析过程均以继电保护装置版本型号为中心点进行拓展。专家管理和流程控制程序实现专家领导的审核管理功能。专家节点需要审核流程各个节点的流转，管理缺陷的影响范围和生命周期[4]。

系统实用、安全、可靠，具备经济可行性、技术可行性以及很好的扩展性等特征。

2.3 缺陷管理系统功能

继电保护缺陷管理系统主要实现以下功能。

第一，具备继电保护装置管理数据库功能。数据库主要包括继电保护装置程序版本分支、硬件子版本以及软件子版本等详细信息。继电保护装置数据库逻辑结构如图3所示。

图3 继电保护装置数据库逻辑结构

第二，实现个人用户管理，具备个人信息的增加、删除、修改以及查询功能，用户权限管理功能。用户个人信息包括姓名、密码、职位、电话、邮箱等。

第三，具备缺陷管理功能，形成历史缺陷数据库。缺陷内容包括装置型号、软硬件子模块详细版本信息的组合、缺陷模块、缺陷现象描述、缺陷发生次数、缺陷等级、缺陷生命周期、执行人、记录人以及审核专家成员等。

第四，缺陷拓扑分析功能，提取缺陷数据库内容，形成以装置型号版本为中心的拓扑空间图，追溯历史装置缺陷以消除现役装置型号的缺陷，同时预防新产品开发过程中同类型缺陷的出现。

第五，具有很好的扩展性，可扩展到继电保护生产流水线和工程现场建设等过程管理的应用场景。

缺陷包括致命性、严重性、一般性、建议性以及不确定性缺陷。设定缺陷的生命周期管理功能，在缺陷生命周期结束时归结入缺陷终结数据库。缺陷删除功能并非直接删除缺陷用例，而是将其放入缺陷冷备用数据库并压缩，保留期限为3年，3年后提醒相关人员确认是否彻底删除。用户管理功能上严格设置管理权限，严禁越权操作。用户权限包括浏览、数据库管理、缺陷录入修改、缺陷删除以及专家审核等[5]。

3 缺陷管理系统管理流程设计

缺陷管理流程如图4所示。系统形成了1套闭环流程，保证其可靠性。

图4 缺陷管理流程闭环

具备特定权限人员进入登录管理系统，管理系统确认操作内容与权限设定是否相符，相符后进行相关操作。操作类型分为新缺陷录入、旧缺陷删除修改、缺陷数据统计分析预测、缺陷浏览以及流程审核。

加入专家管理系统流程，相关专家加入流程审批关键节点实现全流程管理，包括缺陷的消除与迭代、缺陷报告管理、缺陷影响性分析以及缺陷预测等。专家审核结束后，流转给流程发起人员完成收尾工作。

4 结 论

基于计算机信息技术，提出B/S架构的继电保护缺陷管理系统。针对继电保护装置生产厂家设计，形成完善的继电保护程序版本数据库，聚合历史缺陷，通过人工分析筛选，同时具备智能分析系统预测缺陷的关联性和发展动向等关键性数据，形成手动和自动分析报告，建立流程化和规范化管理，保证技术先进、过程严密，实现继电保护的程序管理。