浅析电网调度自动化系统的继电保护防误系统及工作方法

摘 要：文章分析了电网调度自动化系统的继电保护防误系统的技术背景，针对性地介绍了一种电网调度自动化系统的继电保护防误系统及工作方法，介绍了继电保护可靠性评估，相关技术方案，以及工作方法及相关步骤。

关键词：电网调度自动化；继电保护；防误系统；工作方法

1 概述

在电力系统中，为了保证电网安全稳定运行，需要在设备的继电保护中整定正确的参数。当电网发生运行方式改变时，有些设备的继电保护需要根据方式的改变而修改参数。参数整定不正确会导致设备在电网发生故障时不能做出正确的反应，轻则造成停电，重则会造成人身伤害。

目前的电网中设备数量庞大，运行方式变动频繁，设备继电保护参数变动特例多。目前的电网调度防误系统不能给予这些设备的继电保护防误判断和建议。

随着电网的发展，越来越多的继电保护类型及数量整定入变电站设备和线路设备中。继电保护数据库平台实现了本地区继电保护整定参数和对应的运行方式汇集；网络拓扑结构平台实现了本地区模型和实时运行方式的汇集，为实现基于继电保护数据库平台和网络拓扑结构平台的继电保护防误系统提供了基础。

2 继电保护可靠性评估

在保护可靠性评估建模及指标求解方面，系统级与装置级采用的思路相似，主要有解析法和模拟法两大类。解析法主要根据系统的结构、系统和元件的功能以及两者之间的逻辑关系，建立可靠性概率模型，通过递推或迭代等过程精确求解模型，从而计算出系统的可靠性指标。优点是具有清晰的物理概念，高精度的数学模型。缺点是系统规模增大计算量也会随之增大。而模拟法是通过对概率分布采样来进行状态的选择和估计，是利用统计学的方法得到可靠性指标，有Monte Carlo法等。模拟法具有比较直观的特点，它的计算精度和计算时间紧密相关。目前保护可靠性评估中广泛采用的主要是解析法，如Markov模型法、故障树法、Go法等。但是现有的可靠性分析方法都存在一个明显的缺陷，现有可靠性分析方法反映的 是继电保护系统长期平均可靠水平，难以准确、有效地反映继电保护系统的可靠性随时间的变化，影响电力电网系统的正常、安全运行。

3 技术方案

文章介绍一种基于电网调度自动化系统的继电保护防误系统及工作方法，可实现全网设备继电保护装置的参数防误闭锁和参数建议。该继电保护防误系统，电网调度自动化系统包括拓扑结构数据平台，包括以下各功能模块：数据接口模块：用于从所述拓扑结构数据平台中读取电网模型和电网运行实时方式信息；用户交互模块：获取用户当前校验的继电保护变更操作信息，发送前述信息给防误建议模块；接受防误建议控制模块反馈的判断结果和参数修改建议，并返还给用户；模型数据处理模块：接受数据接口模块读取的所述信息，然后，判断电网是否有运行方式改变，如有，则进行电气岛的分割和运行参数分析；如无，待机；防误建议控制模块：用于比对用户操作和专家库的操作步骤，对比继电保护整定参数是否和专家库中的一致，依据专家库进行不同的闭锁和建议；继电保护数据库：记载有电网中正在使用或备用的继电保护定值单及其对应的启用条件；所述继电保护数据库连接所述防误建议控制模块。还包括专家库平台模块：用于记录电网中的常规约束条件及一般性操作步骤和本电网中的特例情况汇集；所述专家库平台模块连接所述防误建议控制模块。

4 工作方法及相关步骤

（1）初始化用户交互接口，进行用户操作指令的分解；用户操作指令分为两部分，第一部分是重新获得电网实时运行方式的指令，第二部分是介入到防误建议控制模块的用户操作指令内容；（2）根据所述第一部分用户操作指令，判断电网运行方式是否改变，如否进入步骤4，如是，继续；（3）读取新的拓扑模型；读取变化后的电网变化后的实时运行图；（4）参数分析；上个步骤所读取的电网变化后的实时运行图传输给所述模型数据处理模块，所述模型数据处理模块按照电网变化后的实时运行图分割电气岛，并进行运行参数分析，获取电网变化后的实时运行图的特征参数；（5）将特征参数和继电保护数据库中的启用条件进行比对，再查询与所述启动条件对应的继电保护定值单，得到特征参数对应的电气岛继电保护定值单；然后，在所述第二部分用户操作指令基础上进行继电保护操作步骤校验；（6）专家库介入，对上步骤获得的校验结果进行操作比对、优化操作步骤，形成优化操作步骤和定值校验建议；（7）返回用户；（8）结束。

文章介绍的继电保护防误系统设计原理为：电网继电保护防误系统通过数据接口从拓扑结构数据平台获取当前电网模型及运行方式信息，同时获取用户操作信息，通过模型数据处理模块进行电气岛的分割，并进行运行参数分析计算。依据运行参数查找继电保护数据库中相应的定值单，并从专家库中查找对应的操作步骤和整定值建议在防误建议模块进行比对分析并给出继电保护防误结果和操作建议。

文章介绍的系统适应电网调度发展的需要，根据电网拓扑结构数据平台和继电保护数据库的信息进行继电保护防误操作校核与建议，可以最大限度的杜绝调度误整定、漏整定的发生，尤其是无保护运行开关、合解环开关误动作、继电保护误整定导致开关跳闸、误停开关重合闸等事故的发生，对于保障电网的安全运行有着重要的意义。继电保护防误平台自动适应拓扑结构变化和继电保护数据更换，无需用户实时维护网络参数，查找定值单数据，大大减轻了维护和使用工作量，提高了工作效率和电网自动化系统的智能水平。既可以进行电网继电保护操作及开票的安全校核，也可以运用于模拟环境中继电保护部分的安全校核。

5 结束语

文章介绍的防误闭锁功能包括以下几个方面：（1）断路器继电保护操作的防误校核：具备开关充电时继电保护操作的参数切换及 操作顺序提示，线路代供线路继电保护参数切换及操作顺序提示，线路代供母线继电保护参数切换及操作顺序提示，合解环时线路继电保护参数切换及操作顺序提示等。（2）变压器继电保护操作的防误校核：具备变压器充电时继电保护操作的参数切换及操作顺序提示等。（3）母线继电保护操作的防误校核：具备母线充电时继电保护操作的参数切换及操作顺序提示等。（4）变电站内部和变电站之间配合的继电保护防误校核：具备自投方式发生改变时继电保护操作的参数切换及操作顺序提示等。

参考文献

[1]冯迎春，陆圣芝，濮岚.基于电网调度自动化系统的继电保护防误系统及工作方法[P].北京：CN103414169A，2013-11-27.

[2]辛耀中，石俊杰，周京阳，等.智能电网调度控制系统现状与技术展望[J].电力系统自动化，2015，1：2-8.

作者简介：杨珊（1990-），女，汉族，福建南平市人，助理工程师，从事电力系统调度控制及继电保护整定工作，研究方向电力系统及其自动化。