淺析電網調度自動化系統的繼電保護防誤系統及工作方法

摘 要：文章分析了電網調度自動化系統的繼電保護防誤系統的技術背景，針對性地介紹了一種電網調度自動化系統的繼電保護防誤系統及工作方法，介紹了繼電保護可靠性評估，相關技術方案，以及工作方法及相關步驟。

關鍵詞：電網調度自動化；繼電保護；防誤系統；工作方法

1 概述

在電力系統中，為了保證電網安全穩定運行，需要在設備的繼電保護中整定正確的參數。當電網發生運行方式改變時，有些設備的繼電保護需要根據方式的改變而修改參數。參數整定不正確會導致設備在電網發生故障時不能做出正確的反應，輕則造成停電，重則會造成人身傷害。

目前的電網中設備數量龐大，運行方式變動頻繁，設備繼電保護參數變動特例多。目前的電網調度防誤系統不能給予這些設備的繼電保護防誤判斷和建議。

隨著電網的發展，越來越多的繼電保護類型及數量整定入變電站設備和線路設備中。繼電保護數據庫平臺實現了本地區繼電保護整定參數和對應的運行方式匯集；網絡拓撲結構平臺實現了本地區模型和實時運行方式的匯集，為實現基于繼電保護數據庫平臺和網絡拓撲結構平臺的繼電保護防誤系統提供了基礎。

2 繼電保護可靠性評估

在保護可靠性評估建模及指標求解方面，系統級與裝置級采用的思路相似，主要有解析法和模擬法兩大類。解析法主要根據系統的結構、系統和元件的功能以及兩者之間的邏輯關系，建立可靠性概率模型，通過遞推或迭代等過程精確求解模型，從而計算出系統的可靠性指標。優點是具有清晰的物理概念，高精度的數學模型。缺點是系統規模增大計算量也會隨之增大。而模擬法是通過對概率分布采樣來進行狀態的選擇和估計，是利用統計學的方法得到可靠性指標，有Monte Carlo法等。模擬法具有比較直觀的特點，它的計算精度和計算時間緊密相關。目前保護可靠性評估中廣泛采用的主要是解析法，如Markov模型法、故障樹法、Go法等。但是現有的可靠性分析方法都存在一個明顯的缺陷，現有可靠性分析方法反映的 是繼電保護系統長期平均可靠水平，難以準確、有效地反映繼電保護系統的可靠性隨時間的變化，影響電力電網系統的正常、安全運行。

3 技術方案

文章介紹一種基于電網調度自動化系統的繼電保護防誤系統及工作方法，可實現全網設備繼電保護裝置的參數防誤閉鎖和參數建議。該繼電保護防誤系統，電網調度自動化系統包括拓撲結構數據平臺，包括以下各功能模塊：數據接口模塊：用于從所述拓撲結構數據平臺中讀取電網模型和電網運行實時方式信息；用戶交互模塊：獲取用戶當前校驗的繼電保護變更操作信息，發送前述信息給防誤建議模塊；接受防誤建議控制模塊反饋的判斷結果和參數修改建議，并返還給用戶；模型數據處理模塊：接受數據接口模塊讀取的所述信息，然后，判斷電網是否有運行方式改變，如有，則進行電氣島的分割和運行參數分析；如無，待機；防誤建議控制模塊：用于比對用戶操作和專家庫的操作步驟，對比繼電保護整定參數是否和專家庫中的一致，依據專家庫進行不同的閉鎖和建議；繼電保護數據庫：記載有電網中正在使用或備用的繼電保護定值單及其對應的啟用條件；所述繼電保護數據庫連接所述防誤建議控制模塊。還包括專家庫平臺模塊：用于記錄電網中的常規約束條件及一般性操作步驟和本電網中的特例情況匯集；所述專家庫平臺模塊連接所述防誤建議控制模塊。

4 工作方法及相關步驟

（1）初始化用戶交互接口，進行用戶操作指令的分解；用戶操作指令分為兩部分，第一部分是重新獲得電網實時運行方式的指令，第二部分是介入到防誤建議控制模塊的用戶操作指令內容；（2）根據所述第一部分用戶操作指令，判斷電網運行方式是否改變，如否進入步驟4，如是，繼續；（3）讀取新的拓撲模型；讀取變化后的電網變化后的實時運行圖；（4）參數分析；上個步驟所讀取的電網變化后的實時運行圖傳輸給所述模型數據處理模塊，所述模型數據處理模塊按照電網變化后的實時運行圖分割電氣島，并進行運行參數分析，獲取電網變化后的實時運行圖的特征參數；（5）將特征參數和繼電保護數據庫中的啟用條件進行比對，再查詢與所述啟動條件對應的繼電保護定值單，得到特征參數對應的電氣島繼電保護定值單；然后，在所述第二部分用戶操作指令基礎上進行繼電保護操作步驟校驗；（6）專家庫介入，對上步驟獲得的校驗結果進行操作比對、優化操作步驟，形成優化操作步驟和定值校驗建議；（7）返回用戶；（8）結束。

文章介紹的繼電保護防誤系統設計原理為：電網繼電保護防誤系統通過數據接口從拓撲結構數據平臺獲取當前電網模型及運行方式信息，同時獲取用戶操作信息，通過模型數據處理模塊進行電氣島的分割，并進行運行參數分析計算。依據運行參數查找繼電保護數據庫中相應的定值單，并從專家庫中查找對應的操作步驟和整定值建議在防誤建議模塊進行比對分析并給出繼電保護防誤結果和操作建議。

文章介紹的系統適應電網調度發展的需要，根據電網拓撲結構數據平臺和繼電保護數據庫的信息進行繼電保護防誤操作校核與建議，可以最大限度的杜絕調度誤整定、漏整定的發生，尤其是無保護運行開關、合解環開關誤動作、繼電保護誤整定導致開關跳閘、誤停開關重合閘等事故的發生，對于保障電網的安全運行有著重要的意義。繼電保護防誤平臺自動適應拓撲結構變化和繼電保護數據更換，無需用戶實時維護網絡參數，查找定值單數據，大大減輕了維護和使用工作量，提高了工作效率和電網自動化系統的智能水平。既可以進行電網繼電保護操作及開票的安全校核，也可以運用于模擬環境中繼電保護部分的安全校核。

5 結束語

文章介紹的防誤閉鎖功能包括以下幾個方面：（1）斷路器繼電保護操作的防誤校核：具備開關充電時繼電保護操作的參數切換及 操作順序提示，線路代供線路繼電保護參數切換及操作順序提示，線路代供母線繼電保護參數切換及操作順序提示，合解環時線路繼電保護參數切換及操作順序提示等。（2）變壓器繼電保護操作的防誤校核：具備變壓器充電時繼電保護操作的參數切換及操作順序提示等。（3）母線繼電保護操作的防誤校核：具備母線充電時繼電保護操作的參數切換及操作順序提示等。（4）變電站內部和變電站之間配合的繼電保護防誤校核：具備自投方式發生改變時繼電保護操作的參數切換及操作順序提示等。

參考文獻

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作者簡介：楊珊（1990-），女，漢族，福建南平市人，助理工程師，從事電力系統調度控制及繼電保護整定工作，研究方向電力系統及其自動化。