适应智能电网继电保护整定值的在线管控策略研究

国网安徽省电力有限公司滁州供电公司 王成化 马艳 吴航

1 引言

智能变电站技术是智能电网建设的重要组成部分。随着智能变电站技术的发展和进步，智能电网的自动化程度越来越高。无人值守变电站模式提高了电力部门的管理效率，节省了电网运行过程中的人力，提高了经济效益[1]。继电保护定值在这个过程中起到重要作用。计算和确定继电保护装置的整定值是保证继电保护装置能够正确纠正网络故障的关键。因此，提供传输服务流量的自动控制对于整个网络的安全至关重要[2]。但是，整定值的计算通常由继电保护的机构进行，这种计算需要考虑不同运行方式下电网保护的不同效果，因此必须考虑计算中的灵敏度和选择性。

2 管控继电保护整定值的传统方法

管控智能电网继电保护整定值包括计算、安装和校验整定值。整定值的计算是需要着重考虑的一个环节，一般是由继电保护管理部门负责整定值计算的相关工作。工作人员在计算校准值时，必须考虑各种因素，以确保继电器不发生故障，并且功能齐全。该任务需要进行大量计算才能完全保护中继器，并且大多数单元依靠软件系统计算，以保证整定值能够快速计算出来，维持智能电网整定值的正常运行[3]。

继电保护整定值的传统运维模式是专家通过相关的计算机程序获取继电保护装置的相干值，将继电保护系统的整定值传真或电子邮件发送给技术服务部门，继电保护运维人员设定值。为保证设定值的正确性，输入最终设定值后需要人工检查。这种测量流量的传统方式不仅要求极高，而且由于人为操作容易出错，不利于电网的运行。

虽然大多数继电站保护装置的计算和获取是自动化的，但安装值的工作过程非常碎片化，以至于识别过程非常碎片化，由于系统设计中缺乏连通性，数据无法合并接收到的信息。因此，为了确保电网的平稳运行，电力公司已经开始构建继电器系统保护信息。继电保护装置的实时工作状态和内部值信息可以根据接收到的信息远程改变，从而可以将继电保护装置的值远程调整到网络管理级别，及时检查继电保护装置整定值信息。此外，将有序值表中的信息与继电保护装置的总值进行比较，以确保保护装置在运行过程中能够精确匹配。

3 整定值在线管理

利用信息技术实现电网自动化运行，为电网调度提供技术支持。信息技术在定值系统中的应用，可以使继电保护的计算和规划更加精确，实现远程整定值的安装和验证，减少了继电保护装置发生故障的可能性。

3.1 实现方法概述

为了实现整个继电保护设备的在线管控，继电保护设备的控制系统必须基于信息继电保护系统功能，执行适当的和自动的限位降低功能，必须按照监控安全指令的要求操作数字控制系统[4]。此外，需要实现网络通信系统的功能，保证连接系统之间信息的实时传输，最好调整继电保护系统。网络对继电的保护装置进行检查时，首先需要得到一个与格式匹配的值，并传送给继电的控制系统，以便其解析单个设定值文件，然后应用设定值安装。模式识别算法可以有效地解决定义复杂度的问题。继电保护网络控制系统可以通过手动启动或临时启动进行校准，以确保配置的准确性。

3.2 整定值自动下装

系统网络架构如图1所示。传统利用定值整定系统计算生成的定值单以纸质为载体,其数据适用于人工查看,无法被计算机软件识别。由图1可知，通过信息化技术实现本系统的数据流程,将整定计算软件输入结果传送给继电保护整定值管理系统,并被继电保护整定值管理系统正确识别。因继电保护定值整定软件部署于安全Ⅲ区，继电保护整定值位于系统管理主体，数据传输只能在单向安全数据传输的安全隔离装置传输整定值，该数据载体使用单个文件系统作为检查点。传输值低于单个文件，确保安全和单向数据传输。具体方法是在计算机软件输出后确定序列值，整定一个文件，网络通信可以将整定值写入文件，将整定值写入保护服务器上的硬盘，传输保护通过硬盘管理系统读取文件信息，识别配置值，正确识别值识别系统策略执行后，D 型数据替换服务，由整定值下装模块严格按照数据召唤→预修改→返校确认→修改确认→执行等步骤，逐项下装至继电保护装置中[5]，信息处理步骤如下。

图1 系统的网络架构

一是继电保护人员输入计算程序所需的参数，得到继电的保护值，生成CIMGE 格式的整定指令文件，发送给安全区的继电器，通过电力系统反向隔离装置，保护设置管理系统应用服务器的固定目录。

二是管理系统值中继保护系统定期检查目录是否有新文件或文件更改，并按规则分析单个文件中的具体整定值。如果解析失败，会生成警报。如果解析正确，则生成配置命令并发送给后端通信进程。

三是前端进程执行命令，经过演示验证多个流程，如完成继电保护安装流程，将全流程送至空间站。如果执行成功则发出警告并保存在历史库中，如果执行不成功则发出警告并将失败的条目保存在历史库中。最后一步是将当前呼叫中继设置点与设置点表进行比较。根据比对结果，又进行了一次修正，成功确认警告。由于整个过程可以自动进行，不需要将保护继电器从正常操作中移除，在安装和调整继电保护装置时，继电保护装置会被暂时闭锁，因此，可能存在立即拒收装置的情况。

3.3 整定值数据识别方法

为了实现网络控制提供的继电保护整定值，需要完善定义其整定值的数据识别系统。在传统的定点操作系统中，因为继电故障的防御系统和传统的定点操作系统是两个独立的部分，工作过程中数据无法分离。为了有效实现继电保护，需要重新定义整定值文件格式，创建一个与数据实际匹配的新ID。

在人机应用中，除了通过上述算法匹配并自动识别设定值外，还会给出对不匹配设定值的异常请求。此外，在数据库中，以手动绑定的结果作为模板，可以在同一设备模型上重复使用。以上两种方法的结合，实现了两个系统之间设定值数据的分离。

3.4 整定值自动比对

传统继电保护装置的判定值如果正确，需要依靠人工巡检完成，但是由于工作时间短、任务要求高、工作强度大等多种客观因素，人工控制方式可能会丢失报告，不能保证运行值完全准确。另外，在运行过程中，由于设备原因，会出现设定值偏移的现象，导致运行时数值设定错误。如果不及时发现这些错误，就会造成继电保护装置误动作、拒收等隐患。继电器保护系统可以通过在线规则或手动控制有效确定自动或手动继电站保护值。通过这种方式监测中继电器的异常传输，可以及时发现并消除威胁，确保电网安全。

整定值自动下装步骤,信息处理步骤具体步骤如下。

一是继电保护人员对继电保护文件与软件进行分析，并作为标准时序文件存储在继电站的控制数据库中。

二是继电保护专家可以通过继电控制系统实时获取设备工作区域的规定值和其他值（此步骤也可以从系统设置结算周期的后台自动执行）。

三是系统根据动作整定值的区号，对继电保护装置自动值标准进行比较。如果检测到不匹配，将生成警报并将比较结果存储在历史数据库中。

四是如果比对结果一致，则比对结果直接存入历史数据库，无须任何请求。

五是系统自动分析比较结果，并提供适合分析继电保护装置异常原因的统计报告。

4 结语

继电保护整定值在线管控提高了智能电网的自动化控制水平，降低了人为管理失误导致电网出现问题的可能性，使企业获得了更高的经济效益。同时，通过提供充足的技术支持，改变智能变电站的工作模式。智能变电站配套网络的合理管理，支撑着智能配电网管理的发展。

继电保护整定值在线管控可以对历史数据进行反转，实现继电器整个保护值的修改过程控制，减少了人力资源和时间的浪费。因此，减少对传统继电保护整定值的控制，可以带来显著的经济效益和社会效益，体现了智能电网在设备功能方面的优势和便利性，为变电站建设智能电网提供了技术支持。