侯斌 解天柱 王妍 蔡雨澄 黄祥
云南电网有限责任公司昆明供电局? 云南昆明 650000
摘要：在传统的继电保护定值中存在着各种各样的问题，为了有效解决这些问题，本文将详细讲解继电保护定值在线校核及预警系统，这套系统能从各个方面进行管理保护、综合建模以及校核计算等，还能有效实现定制快速预警，在实际的继电保护工程中取得了良好的效果。
关键词：继电保护定值；在线校核；预警系统；运行方式
1系统功能及总体结构
继电保护定值在线校核及预警系统的主要功能包括定值校核和定值预警。定值校核的工作主要是在系统运行的过程中对各种各样的保护定值性能进行详细的校核，以确保它们能够安全、可靠、稳定的运行下去，主要包括线路保护、变压器保护、母线保护、后备保护定值、主变保护定值、辅助定制等，而定值校核的性能主要有较高的灵敏度、选择性以及躲避负荷能力等。定值预警在继电保护运行中的功能则是对可能发生的事故进行预想以及定值校核，能够快速且详细的识别在运行方式变化后对保护装置的影响，以及运行方式的特殊性对定值性能产生的异常[1]。
继电保护定值在线校核及预警系统总体结构如图1所示，它的主要结构包括了电网综合拼接、运行方式获取及其信息融合、运行定值获取及其信息融合、运行方式预想、故障计算、潮流计算、校核计算以及校核结果输出等，其他详细的部分功能如下。
.png)
图1 在线校核及预警系统总体结构
电网综合模型拼接模块可以将EMS提供的电网一次模型有效的导入进去，并将离线整定计算系统中维护的电网零序参数、互感参数以及继电保护模型进行科学合理的结合与使用，进而构建出高效的继电保护定值在线校核的综合模型。运行方式获取及信息融合模块则是在EMS中获取科学合理的运行方式，在变压器正处于投停状态时，就可以将变压器中的性点接地方式进行及时的修正[2]。运行定值获取及信息融合模块则是将FIS提供的现场运行定值以及离线整定计算系统提供的计算定值进行科学合理的整合，进而为下一个校核计算模块的进行提供有效地待校核定值。运行方式预想模块将用户设定的预想规则在当前的运行方式上生成N-1的预想运行方式，进而形成局部的校核范围。计算模块则是一种综合性的技术手段，将各个阶段的性能详细的计算出来。校核结果输出模块可以为用户提供各种各样形式的表单进行展示和分析。
2关键技术及实现
2.1数据匹配方法
现阶段，EMS以及FIS在名称的表达上与离线整定计算系统中的同一种物理对象存在着较大的差异，而科学合理的物理对应关系能够对后续工作的顺利开展具有重要的作用和意义，因此，需要将各种数据的来源进行科学合理、高效快速的匹配，这也是工作中的重点内容。在开展工作之前，相关负责人员要充分的考虑到电力系统中的特殊层次关联结构以及拓扑连接结构，采用改进编辑距离的算法将字符串进行合理的匹配，接着将拓扑关系校验合理地加入进去，进而有效地提高了匹配结果的精确度。在进行数据匹配的过程中，可以将离线整定计算系统中的零序参数、互感参数以及继电保护模型加入到EMS电网模型中，如果两者之间的正序参数不一致时，应该要将离线整定计算系统的正序参数作为参考标准。
2.2校核计算方法
校核计算方法是在线校核及预警系统的核心内容，它的性能主要包括了较高的灵敏度、选择性以及多负荷。灵敏度和躲负荷可以根据其本身的定义进行定值校核，而灵敏度校核的最小短路电流一般都是由故障计算模块得出，躲负荷电流校核的负荷电流则是由EMS数据或是潮流计算模块得出。但是选择性的定值校核相比较其他两个比较繁杂，如果定值没有满足选择性的具体要求，就需要将下一个相邻线路求解出来[3]。现阶段，选择性的定值校核主要有三种方法：第一种方法是一二次系统联合仿真法，第二种方法是保护范围比较法、第三种方法是定值比较法。保护范围比较法的使用原理是判断定值的选择性有没有满足其具体要求，其求解手段主要有图解法、逐点逼近循环迭代发、折半法以及插值法。定值比较法将在线校核作为整定计算的逆过程进行合理地计算，并将在线运行方式以及整定计算原则有机的结合在一起，进而求取出一个临界定值，临界定值在当前的运行方式中仍然满足了选择性定值校核的具体要求，接着将它们进行比较，以此判断出定值的选择性有没有满足其要求。
2.3定值预警方法
将预想运行方法按照一定的要求和规则生成方法，其中最简单的是全网N-1，它主要包括了线路N-1、发电机以及变压器中的N-1.对于N-k（）可以采取两种方法，第一种方法是用户自定义N-k，将固定的N-k故障提前设置完毕，相当于同杆双回线路一样，并设置一些具有约束力的运行条件；第二种方法是两端元件法，将某一个待校核保护作为中心，接着将其划分出一个方式变更范围，比如几级母线范围，并按照设置的要求和规则生成预想运行方式。
3实际应用
基于上述各种方法基础上，在SQL数据库中结合VB.net共同开发出了一套较为完善的继电保护定值在线校核及预警系统。将其应用到某地区电网继电保护中，以此说明该系统的应用情况，图2所示的是某个地区的局部拓扑结构示意图。某地区电网全网总共有419条线路，在对所有的线路进行一次在线校核的综合时间为64s，故障预备计算时间为46s，定值预警时间为283s，故障预备时间为210s，这些在线校核结果都是在EMS状态运行状态下取得的，更新的时间一般都是以分钟进行，运行方式变化的时间间隔主要为10min左右，因此可以得出该系统在一定程度上可以满足继电保护工程的需求。
.png)
图2 某电网局部拓扑结构示意图
4总结
综上所述，有效地应用继电保护定值在线校核及预警系统对继电保护具有十分重要的作用和意义，在很大程度上为继电保护的不正确工作提供了一个全新的、安全的、可靠的屏障，进一步有效弥补了现阶段整定计算和定值管理模式中存在的问题和不足，并将整定计算和定制管理从离线模式转变成了在线模式。
参考文献：
[1]王友怀,杨增力,周虎兵.继电保护定值在线校核及预警系统开发与应用[J].电力系统及其自动化学报,2015,27(006):91-97.
[2]王立晶.智能调度技术支持系统下继电保护定值在线校核及预警系统的研究与实践[J].电气工程应用,2015(1):57-62.
[3]杨慧敏,王宁,刘一民.继电保护定值在线校核及预警应用在华北电网的应用[J].自动化应用,2019.