主站終端化的分布式保護信息應用系統在電網運行中的可行性

李會

【摘 要】本文介紹了主站終端化的分布式保護信息應用系統的系統設計、內部交換協議總線、保護信息應用子站、遠程主站終端化，旨在探討該應用系統在電網運行中實現遠程非功率設置、軟開關切換、切換固定值區和返回保護信號等綜合應用功能的可行性。

【關鍵詞】主站終端化；分布式；應用系統；可行性

中圖分類號： TM76 文獻標識碼： A 文章編號： 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

電網的快速發展和變電站無人值班變電站的普及，對于遠程不停機設置和設定值、軟壓板、固定等綜合應用功能的應用變得越來越迫切。目前電網的運行模式頻繁停電導致運行模式發生變化，這既不經濟也不安全。為此，國內廠商已開始研制各種型號的支持系統，以實現遠程斷電保護，采用微機保護集成功能[1]。由于微機保護信息通信協議缺乏標準化[2]，信息的傳輸和分析處理本身就需要擴展標準的遠程控制協議，在項目實施中很難進行調試和開發。

1 系統介紹

主站終端化分布式保護信息應用系統是一種全新的專業服務支持于系統。其主要功能是實現微機保護裝置的遠程不停機和定值，遠程在線開關保護定值操作區，微機保護信號的遠程恢復，線切割和軟切壓板以及定期自動檢查設備等[3]。

1.1 硬件結構

圖1顯示了業務支持系統的硬件架構。基于變電站側自動化系統的站控層網絡建立一個子站服務器（硬件也可以是工作站）來完成變電站的保護信息，并且子站獲得基于層間微處理器的保護信息設備通過集成自動化網絡或現場總線。

1.2 軟件系統

保護信息應用子站是系統信息收集和執行子系統，是提供整個系統服務業務的功能單元，通過系統的內部交換協議總線為主站提供保護綜合功能應用服務。主站終端配置在使用部門的服務工作站上，如保護組的固定工作站，各集中控制中心的保護工作站（主要提供運行人員和返回信號）以及遠程維護工作站。

2內部交換協議總線

內部交換協議總線是子站與主站之間的連接，是支撐系統的核心部分。內部交換協議的規范基于需要在子站和主終端應用模塊之間交換的描述、數據、操作要求和網絡環境而制定的。內部交換協議規范根據提供的服務功能分為3個部分：結構描述服務集、數據操作服務集和報警消息集（見表1）。

3 保護信息應用子站

保護信息應用子站是支撐系統的基本單元。它通常配置在變電站作為一個單元。根據需要，可以配置為單機系統或雙機系統。邏輯層屬于站控層，并且通過現場總線或站控制的局域網和微機保護裝置所轄的站，通過子站系統低層微機保護協議。該分析軟件可與微機保護裝置互操作，從而實現站內微機保護裝置的綜合功能應用。前者功能反應到內部交換協議總線的服務接口，為主站遠程提供訪問服務和呼叫服務，在應用中實現遠程微機保護裝置的綜合功能。同時，它還提供了完整的本地功能，使用子站的控制臺軟件來保護綜合應用功能的原地操作。

3.1 集成自動化頻道共享

目前，大多數變電站綜合自動化采用站控局域網和微機保護裝置相互連接，采用TCP或UDP作為傳輸層協議。TCP和UDP協議基于IP協議，具有多主機共享通信媒體的特點。具有多個控制站的網絡共享沖突解決機制可支持在站控制LAN上并排運行的多個控制站。

3.2 基于微處理器的保護協議庫

微機保護協議庫是用于保護車站信息應用子站和微機保護裝置的接口軟件。它針對不同類型的微機保護裝置，選擇相應的軟件進行計算機保護協議分析，完成設備協議到內部交換協議的映射，與概念上的軟件適配器類似。

3.3 子站數據庫

分站數據庫是保護信息應用子站的核心。主要包括保護裝置型式表、保護定值說明表、保護壓力銘牌說明表、子站控制通信參數表、保護裝置通信參數表、標準定值表、巡檢任務單表、本地用戶表等本站系統模型描述和配置信息。

3.4 本地控制臺模塊

本地控制臺軟件是一個人機交互模塊，它使用站中的子站功能。本地控制臺軟件根據子站數據庫中的模型信息將主樹結構集中在控制臺界面上，并且操作員可以在操作員以適當的權限登錄后進入本地控制臺模塊。

3.5 檢查過程模塊

檢查過程模塊是子系統的軟件，用于自動檢查站內微機保護裝置的操作區域。該模塊是一個定時工作線程。檢驗設備組和檢驗方法由數據庫中的單一檢驗任務表定義。

4 遠程主站終端化

遠程主站終端化是支撐系統的功能集成部分和人機交互部分。它強調完整的功能和良好的人與機器交互關系。本著簡單和免維護的理念，主站設計摒棄掉數據庫和預通信服務，將所需的數據服務和通信服務集成到內部交換協議總線中。所需的變電站和其配套的設備信息是通過分布式保護信息應用子站的內部交換協議獲得的。主站僅保留2個模塊終端：控制臺模塊和巡邏警報模塊。控制臺模塊是用戶綜合應用功能的人機交互模塊和遠程操作窗口。檢測報警模塊是指當保護信息應用子站上傳檢測報警信息時，巡檢報警模塊使用燈號和項目2種方式顯示巡檢報警信息。

系統安全主要有兩個方面：工作站訪問控制和用戶權限控制。工作站訪問控制是用于保護信息應用子站側的安全策略；用戶權限控制是細分登錄用戶對調試設備運營、固定值設置、壓力板投票、信號回復等的權限。

5 結語

經以上對該應用系統各個部分工作原理的分析，可以看出該系統可以讓電網系統得到綜合性的保護。目前對總臺終端的分布式保護信息應用系統進行了試驗。它實現了國內主流保護產品的保護，創造了顯著的經濟效益和安全性好處，并提高了勞動力的效率和安全性。且在過去的一段時間的運行里，沒有發生錯誤的調整和誤操作。故該系統穩定可靠。

主站終端的分布式保護信息應用系統集成在SCADA系統的應用系統或故障信息系統中的附帶設置功能。其特點和優勢在于位置明確，微機保護綜合應用功能，子站核心功能分布完成，SCADA影響降低，傳輸壓力降低，系統獨立，結構簡單，擴展性強，加上遠程終端免維護模式，比目前的故障信息系統更優越，是應用功能分散定位的理想選擇，所以普及價值和可用性都很高。

【參考文獻】

[1]古鋒.繼電保護及故障信息系統通信模型研究[J].電網技術， 2007，31（7）：73-77.

[2]劉之堯，劉正超，杜楊華.繼電保護及故障信息系統的通信協議與信息語義標識[J].廣東電力，2007，20（1）：30-33.

[3]段惠明，何飛躍，李志宏，等.基于EMS和故障信息系統的在線定值管理系統構想[J].電力系統自動化，2006，30（10）：97-99.