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1国网宁德供电公司，福建 宁德 352100 2国网福安供电公司，福建 福安 355000
摘要：配电网作为电网的重要组成部分，其安全、可靠的运行直接关系到对用户供电的安全性以及电能质量。配电网中的继电保护装置作为配电网运行设备安全保障的屏障，它的正确、可靠动作具有重要作用，保护拒动或误动会严重威胁配电网的安全运行。随着配电网规模增大以及层级增多，运行管理难度加大，使得配电网继电保护整定复杂性大大增加，同时随着分布式电源在配电网中渗透率的提高，传统的配电网整定软件已不再能满足现代配电网的要求。因此研究开发一套全新的、开放的、配置灵活的整定计算软件具有重要意义。
关键词：配电网；继电保护；故障计算；整定计算
引言：随着计算机技术、通信技术以及新型设备的飞速进步，现代电力系统正逐步朝向智能化发展。性能日益强大的保护装置与更高效、更便捷的新技术的不断问世为配电网继电保护带来了新的机遇与更广阔的前景。随着这些新技术和新方法的融入，继电保护整定计算软件的总体水平上升到了前所未有的新高度，计算机也代替人工成为了当代整定计算的主流。现如今整定计算软件在输电系统中得到了高度的重视，因此大部分整定软件的开发与设计主要面向输电系统，但针对配电网的整定计算软件数量不多且价格昂贵。因此，研究并开发出一套针对配网的、开放的、功能健全的、具有一定实用性的整定计算软件具有现实的意义。
1保护整定现状
继电保护装置能够在电力系统发生故障时及时动作并切除故障设备，避免事故进一步扩大，显著地降低由故障所带来的经济损失，因此其能否正确、可靠地动作直接关系到配电网的安全运行以及对用户供电的可靠性。继电保护装置能够正确发挥作用离不开准确、合理的定值计算。随着计算机技术的发展，整定计算软件由于能够处理复杂、繁多的电网数据，对系统进行精确、合理的整定计算，目前已被广泛应用于保护整定工作之中。
整定计算软件主要涉及以下几个方面：故障电流计算，定值整定计算，灵敏度校验，系统运行方式设置，各类数据的统一管理。其中故障计算是实现定值整定的基础。随着近年来DG在配网中大量的接入，针对这一情况，整定软件需要具备含DG的配电网故障计算功能。为了更好的研究、开发一套整定计算软件，需要充分了解其发展历程以及现阶段的特点。在软件开发阶段合理借助UML对软件的功能需求和动态过程进行详细分析与设计，有助于提高后续软件设计的可靠性与合理性。
2整定软件架构与功能组件分析
2.1系统架构
本文所研究的配电网继电保护整定系统设计开发是所研究的电网分析平台，该平台由服务器和客户端构成，采用B/S模式开发。服务器与客户端之间通过WCF技术来进行数据的通信，定值整定软件主要采用组件式开发模式：将系统的实际功能分工给各个独立的组件来共同实现，如此有利于系统日后的维护与升级，并且各功能组件可以独立的更新和编辑，大大的改善了系统的封装性和继承性。各个功能组件通过不同的接口连接成一个独立的、有机的整体，通过数据接口调用数据库组件来实现各个功能组件之间信息数据的交互。
其中各组件基本功能定义如下：（1）接口组件：规范化了各组件之间数据调用格式，是各个组件之间实现数据交互的基础。（2）接口管理组件：负责对全部接口进行管理的组件。（3）数据库组件：由关系式数据库和实时数据库组成。利用关系式数据库MySQL保存电网原始参数数据、中间计算数据以及系统最终计算结果。利用内存数据库FastDB对电网动态数据进行快速访问，实现电网信息的实时更新。（4）通讯组件：实现服务器与客户端通讯的组件。（5）应用组件：实现各类应用功能的组件（如潮流计算、故障计算、整定计算等功能组件）。2.2系统功能组件分析
系统主要由故障计算组件、整定计算组件和数据库组件组成，通过它们之间的相互配合来实现整定系统的总体功能。其中故障计算组件和整定计算组件实现了配电网故障计算功能和整定计算功能。
数据库组件向各功能组件提供数据支持，实现了各组件之间的信息交互，并对整定过程中的各类数据进行统一管理。本文后续主要对故障计算组件和整定计算组件进行深入研究与详细设计。下面对这三个组件的功能进行分析。
（1）故障计算组件故障计算是继电保护定值计算和灵敏度校验的基础。故障计算组件计算故障电流的基本流程如下：预先设置系统的运行方式，设定分布式电源的接入位置，输入分布式电源的参数信息，设置故障信息（如故障点的位置、故障的类型），通过含分布式电源的配电网故障计算算法计算出各支路短路电流，并将短路电流信息存储至数据库中以便后续整定计算组件调用。
综上，故障计算组件的主要功能有：1）能快速、准确的计算出配电网中任意位置发生各种类型短路故障（包括对称短路和不对称短路故障）时所产生的短路电流。2）可以计算自定义运行方式（运行方式可以自由切换并设置最大运行方式、最小运行方式）、不同故障点位置和不同故障类型下的多组短路电流，为后续的保护定值计算以及灵敏度校验提供数据支持。3）故障计算结束后，可以对每个设备的故障信息以及系统整体故障信息进行查询。其中单个量的故障计算信息包括支路电流、节点电压等。
（2）整定计算
组件整定计算是整定系统的核心，它为运行人员对配电网设备所配置的保护方案提供了依据。整定组件功能为：1）当配电网为传统配电网时，遵循《3~110kV电网继电保护装置运行整定规程》的规定，根据当前系统的运行方式，结合故障电流信息对各设备所配置的保护进行整定计算，如对变压器的纵差动保护、差动速断保护、过流保护、复合电压闭锁过流保护进行整定计算；对线路的阶段式过流保护、速断延时闭锁过流保护进行整定计算。2）当配电网为含DG的配电网时，对相关保护重新配置新的整定方法再进行保护整定。整定计算结束后对定值进行灵敏度校验并生成定值单；若灵敏度校验不合格，则应提供人工干预功能，由整定人员根据实际情况修改整定原则。
（3）数据库组件
数据库在整个整定软件中起着数据中枢的作用，与其他各个功能组件都需要进行双向信息的交互。通过数据库组件可以对整定过程中涉及到的所有数据进行统一管理，这些数据主要包含有：1）配电网信息，主要包含电网原始参数信息与设备参数信息。原始参数信息主要包括：节点编号、节点数目、节点类型、节点电压、支路编号、支路的左节点编号、支路的右节点编号、支路的三序阻抗等；设备参数主要包括设备名称、设备型号、设备连接关系、设备的保护配置信息等。2）除了管理配电网信息之外，数据库还专门负责对整定系统的各种中间计算数据以及最终计算结果进行管理。整定人员通过操作数据库组件可以实现对数据的读取、存储、更新、调用等功能。
结束语：随着电力系统的飞速发展以及国内外学者对分布式电源研究的逐年深入，DG 已经
成为一种常见的新型能源，并在配电网中得到了大量的运用，因此传统的保护整定系统已经无法满足现代电力系统的要求，今后可以有效处理 DG 并网的软件系统会逐渐成为配电网发展的主流。
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