继电保护定值单智能化核对系统研究

申 森， 郭静然， 余小秋， 葛起予， 马 旭

（国网浙江余姚市供电有限公司，浙江余姚 315400）

0 引言

继电保护装置有着“安全卫士”之称，是确保电网安全运行的重要装置，而内部定值正确将直接决定着装置动作的可靠性[1]。电网调度机构负责对定值进行整定计算，然后下发定值通知单，专业人员下载打印定值单后，到现场装置中设定整定定值，并通过保护装置打印出当前定值[2]。相关人员逐一对比整定定值单和装置定值单内容，无误说明继电保护装置设置正确。与此同时，还需要定期对保护装置进行定值校准，确保两者相一致。随着大电网的发展，继电保护装置数量激增，设备精细化管理理念不断普及。而依靠人工核对的方式效率低、工作量大等问题日渐突出，甚至对定值核对的精确度产生了影响，导致保护装置出现错误行为，不利于电网安全稳定运行，已经不再适用，急需寻求更高效的核对方式。

1 继电保护定值单“三核对”概念

调控继电保护定值单“三核对”指为确保变电站各保护装置运行定值、各运维单位存档定值单，均与调控继电保护专业定值整定要求完全一致，须由调控继电保护专业组织，调控运行班、变电运维班、变电检修班配合，共同完成对专业保护定值基础台账、继保管理后台系统各自存档和配置的定值单和变电站现场保护装置的运行定值逐设备、逐一保护参数进行一一核对工作[3]。“三方”从架构上指调控中心、变电运维和变电检修；从定值上指继电保护专业要求、各方存档定值单、装置运行定值。

巩固电网安全“三道防线”，提高继电保护工作的数字化水平，提高定值单核对工作效率和定值核对的全面性和严谨性，消除核对工作中的人为因素带来的风险，减轻运维检修工作压力，已成为当前变电站继电工作面临的重要任务。但是，当前变电站定值校核多采用人工形式，不仅工作量巨大，而且还容易出现人为失误，导致漏核、误核。对此，亟待寻求一种更高效的核对方法。数字化技术为其提供了新思路，将传统分散的核验操作集中于布局合理的文件数据里，以文件数据解析方式智能化核对参数。该方案能够很好地实现自动化、数字化审核定值单，不仅可以提升变电站定值单审核工作效率，还能减少人力成本。

2 继电保护定制单“三核对”现状

现行“三核对”是采用人工核对模式，调控中心、变电检修工区每年要成立专项核对小组，历时1个月完成全部定值单核对，而且在单笔改定值工作、保护装置校验等工作在工作完成前也要进行定值单核对。按余姚电网的体量，110 kV 变电站38座、35 kV 变电站10 座，平均每座110 kV 变电站有40 张定值单、每座35 kV 变电站有20 张定值单，余姚电网目前共有1800 张定值单，均需要在1 个月内核对完成。

故该模式人力成本极高、效率十分低下，人工核对中也容易出现漏项、错项、闭锁保护，甚至误改定值等风险，急需要在不改变“三核对”总体工作安排和管理要求下，引入数字技术实现“三核对”机器自动比对，实现效率提升、正确率提升、基层减负，意义重大。

3 继电保护定值单智能化核对系统设计

3.1 关键技术

采用RPA 技术+计算机图形及文字识别技术，实现继电保护定值单智能化核对。

3.1.1 继保系统和定值单文件自动匹配对比

继保管理后台系统数据和调控继电保护专业存档定值单文件的自动匹配、数量校验，定值单参数提取和比对。

3.1.2 PDF定值单数据自动提前比对

现场装置导出的PDF 定值单数据的自动提取和保护参数查找比对。

3.1.3 模糊冠检测匹配算法

研究制定模糊关键字匹配算法，首先创建一个关键字字典，该字典包含所有的关键字，然后在这个字典中提供针对某个字符的快速检验方法。这样，能够快速找到相匹配的两个文件，并且判断两个文件的文字内容是否能一一匹配[4]，实现现场装置非标准化命名文件、保护参数和基础台账的精准匹配。

3.1.4 自动编制核对统计报表

核对结束后，通过数字化技术自动编制核对统计报表，并在原始文件中以直观图形显示错误数据，便于检修、运维人员整改。

3.2 技术方案

核对继保台账、整定单管理系统定值单、调度台存放电子版定值单、运行、检修存放纸质定值单、现场装置定值。

（1）以继保台账为基准，核实整定单管理系统定值单编号与继保台账定值单编号是否一致[5]。核对完成后以变电站为单位出具核对报告，报告应包含变电站名称、已核对总条数、双方一致条数、双方不一致条数、核对人、核对时间，不一致内容逐条列出。

（2）核实调度台存放电子版定值单编号与整定单管理系统定值单编号是否一致。核对完成后以变电站为单位出具核对报告，报告应包含变电站名称、已核对总条数、双方一致条数、双方不一致条数、核对人、核对时间，不一致内容逐条列出。

（3）核实运行、检修班组存放纸质定值单编号与整定单管理系统定值单编号是否一致。

（4）核实现场装置定值与整定单管理系统定值单定值项是否完全一致。核对完成后以保护装置为单位出具核对报告，报告应包含变电站名称、保护名称、已核对总条数、双方一致条数、双方不一致条数、核对人、核对时间，不一致内容逐条列出。

（5）总体要求为核对完整性和准确性必须达到100%，禁止核对过程中修改基准文件内容。人机操作流程方便精简，实现在“国网内网”电脑端核对，应用数据不涉及外溢、泄密风险。

使继电保护定值单具有规范化、数字化、标准化的特点，实现继电保护定值整定、定值单流转、执行、核对、闭环全流程的自动化管理，将核对时间压降至一周，提高用工效率，确保“三核对”工作真正切实贯彻执行。

3.3 智能化核对系统架构

本系统客户端采用微软.net framework 4.5 框架，后端数据核对采用RPA 技术+计算机图形及文字识别技术，如智能关键字字典、智能搜索服务、光学字符识别（OCR）、机器人流程自动化（RPA）、数据挖掘分析对比等。

当接受到指令后，由RPA 机器人自动登录到整定单管理系统，并获取整定单管理系统定制单信息自动与人工选择的定制单台账信息或现场装置导出的PDF 定值单数据进行一一核验，利用光学字符识别（OCR）识别PDF 文件参数信息，采用模糊关键字匹配算法、智能关键字字典、智能搜索等技术保证数据的准确性。核对完成后，由RPA 机器人对多种来源的数据进行整合、比对、计算、分析等数据加工，输出一张核对结果报告并自动发送至相关人员。

3.3.1 台账与整定单管理系统核对

继电保护台账为所有变电站汇总台账，以excel格式实时维护，台账内容包含变电站名称、保护名称、定值单编号等内容。定值单编号具有唯一性，常用格式有“YY10177”、“NBYY20200055”。

整定单管理系统定值单台账暂不具备导出功能，可按运行单位、变电站名称、定值单编号等进行检索。定值单编号原则上与继电保护台账中定值单编号一一对应。

3.3.2 调度电子文档与系统核对

调度存放电子版定值单以PDF 格式按变电站分类保存。文件名称相对规范，但格式不完全一致，常用格式有间隔名称+编号（T350 道口YY15273）、编号+ 变电站名称+ 间隔名称（NBYY20190007-安阳变-谷家T404-线路保护-PCS-9611D）等。

3.3.3 装置定值与整定单管理系统定值单核对

整定单管理系统可按保护装置分别下载excel格式定值单。早期定值单部分为word、PDF 格式，优先实现excel格式。

装置定值通过变电站后台机按保护装置分别下载PDF 格式定值单。定值单内容顺序上与整定单管理系统下载excel格式定值不一定完全对应，部分数据量纲（单位）、进制存在差别。

4 继电保护定值单智能化核对系统经济及社会效益

传统定值单核验模式需要继保人员逐一打印出变电站保护装置定值再进行核对，如果两人对一套保护装置进行核验，所需时间不低于20 min。而且，纸质定值单管理上难度更大，加之数量较多，极易出现漏核对。此外，电力系统在运行过程中参数发生变化，还需要对原本纸质单进行替换，无疑增加了工作量。

使用数字化核对继电保护定值单，在集控室内召唤全站40 台保护装置的定值仅需5 min 左右，每条定值核验且获得对比结果所需时间大概为10 min。倘若设备进行定值核对时需要先进行定值修改，则通过上位机对该台装置定值进行召唤，整个过程仅需2 min。

若变电站每套保护装置包含一个区的保护定值，一个变电站有35 套左右的继电保护装置，两人每天工作8 h参与核验工作，相关数据见表1。

表1 不同定值校核方法数据对比

如表1所示，与人工核对方式相比，数字化核对能够明显提升工作效率，不仅减少了人力和物力的投入，同时也能使变电站运营成本下降。总体而言，该系统具有如下优势：一是流程规范。通过该系统操作核验方式更加简便，而且严格按规范操作，有效保证了定值核对的可靠性。二是处理速度快。以往人工作业需要逐条核对，而数字化核对借助计算机能够实现集成化处理，工作效率明显提升。三是电子存档。定值单采用电子存储方式，不仅今后借阅方便，同时存储环境也更加安全，不易出现损坏、丢失等情况，有利于继电保护可靠性的提升。

5 结束语

综上所述，采用数字化核对工作效率明显提升，识别速度快、准确度高，具有极强的适应性，还能够很好地降低传统校核过程中人为出错的几率，运维人员工作量降低，有效提高工作效率，为变电站工作开展创设了稳定有利的条件。