發布日期：2022-04-20 點擊率：58
引言
隨著智能電網建設的推進,智能變電站在標準制定、設備研制和工程建設等領域取得重大突破,智能化設備、數字化技術、網絡控制技術的應用加速了繼電保護專業的技術進步。
繼電保護是電網重要的基礎數據源之一,隨著智能電網建設的穩步推進,繼電保護告警信息、動作信息、中間接點信息等越來越規范化,為保證繼電保護信息的正確、標準化,需花費大量時間與精力對繼電保護裝置信息進行手動測試驗證。
為解決上述問題,本文分析了智能電網繼電保護信息流,闡述了繼電保護信息標準化的內容,在此基礎上開發了自動測試軟件對繼電保護信息標準化進行驗證。
1繼電保護信息標準化內容分析
1.1總體分析
智能電網遠方調控一體化及變電站無人值守的推進,打破了傳統調度和運維人員的工作分工,對繼電保護信息的標準化提出了更高的要求,總體分析如下:
1）用戶使用的一致性。保證繼電保護裝置的信號觸點、報文、人機界面及日志記錄的標準化和規范化,不同的保護裝置在同一輸入的情況下,有正確規范的信息表征,同一條信息反映的裝置狀態一致。
2）用戶對信息的需求。保證繼電保護裝置狀態透明化,其信息能夠快速識別保護運行狀態,應對裝置異常:滿足遠方操作、遠方可視化、在線監測與分析等高級應用。
1.2規范應用
繼電保護信息標準化是建設互動智能電網的必經之路,即對各類繼電保護裝置信息開展規范應用,其主要提出了以下新的要求:
1）保護裝置應輸出與保護功能實際狀態一致的狀態信息。裝置故障或者外回路異常導致保護功能退出、保護功能相關的功能壓板和功能控制字投退導致保護功能退出、保護功能相關的全部sV、GOOsE接收壓板退出、檢修不一致導致保護功能退出以及其他原因導致保護功能退出時,對應保護功能狀態應輸出"0"。
2）裝置輸出保護功能閉鎖告警信息,根據不同保護類型的保護功能設置獨立的數據集,由保護功能狀態數據集信號經本裝置功能壓板和功能控制字組合形成。任一保護功能失效,且功能壓板和功能控制字投入,對應的保護功能閉鎖數據集信號狀態置1",否則置"0"。
3）裝置提供遠方操作保護軟壓板后相關保護功能投退狀態信息,"1"表示保護功能壓板投入且至少有一個相應保護功能控制字投入:"0"表示保護功能壓板退出或相應保護功能控制字退出,用于遠方操作保護軟壓板雙確認。
4）裝置提供運行狀態信號,運行狀態信號與保護裝置面板顯示燈一一對應。通過裝置運行狀態信號與裝置面板顯示燈一一對應,方便就地監控或遠方形成與裝置實際運行狀態一致的虛擬裝置。
5）明確保護裝置信息時標原則,要求如下:
1）裝置顯示、打印時標和上送監控的時標應保持一致,其中時標精確到毫秒,按四舍五入處理:
2）裝置的告警時標應為裝置確認告警的時標:
3）保護裝置的狀態變位類信息的時標應為消抖后時標:
4）保護裝置的保護動作信息的時標應通過保護啟動時間、保護動作相對時間二者結合的方式來表現:
5）繼電保護裝置信息性能指標:裝置生成狀態信息送出時間延時應不大于1s。
2繼電保護信息標準化驗證系統研究
根據繼電保護信息標準化要求,設計繼電保護信息標準化驗證系統,以實現對繼電保護信息規范化的自動驗證。
2.1系統架構設計
系統采用分層式平臺化設計,包括四個層次:接口層、自動測試層、二次開發平臺層、標準層圖1）。
自動測試過程為兼容各測試儀廠家測試儀測試參數,建立標準層:規范保護測試功能參數定義和描述、保護數據模型定義和描述、通信命令的定義和描述,建立相應的標準格式文件。
實現保護裝置的信息規范化自動測試,需編輯描述測試流程、測試方法、標準報告的裝置測試方案,因此設計裝置測試方案開發平臺,以標準層定義的標準格式文件為基準,根據被測的保護裝置,編輯裝置測試方案。
自動測試層設計分為兩個部分,自動測試程序和MMS規約后臺程序。MMS規約后臺程序開放標準程序調用接口,并實現標準層中通信命令標準文件中定義的通信命令。自動測試程序打開裝置測試方案,運行測試儀接口程序,實現保護功能測試:調用MMS規約后臺程序實現與被測保護裝置的通信。以接口程序和MMS規約后臺程序反饋的結果數據和標準數據進行對比,自動判斷測試結果,形成標準格式的測試報告。
接口層包含了各廠家繼電保護測試儀的控制接口程序,實現標準層的"保護測試功能標準文件"中定義和描述的測試功能,供自動測試程序調用。
2.2報文驗證設計
信息規范化測試是對保護裝置上送報文進行驗證,檢驗上送報文是否滿足信息規范化要求。報文驗證分析功能的設計需滿足如下要求:(1）能夠判斷應該上送的報文必須包含,不應該上送的報文不能有:(2）報文的上送必須遵循先后次序:(s）報文包含的數據值與實際測試一致:(3）分析出一次試驗中缺失報文、多余報文,進行測試分析:(5）計算報文之間的時間差。
2.2.1報文驗證對象設計
基于上述功能要求,采用面向對象的分析方法,將一個報文抽象為一個對象,以對象為處理單元,設計元素對象、序列對象、引用數據集對象和元素屬性對象。
(1）元素對象:描述規則文本單元,屬性定義。1）Text屬性:文本,定義元素的文本描述:2）Minocc屬性:表示元素最少出現的次數,"0"表示可以不出現:s）Maxocc屬性:表示元素可以出現的最多次,"_1"表示-。如元素對象(保護啟動,0,1）表示"突變遙信報文"可以出現0～1次。
(2）序列對象:定義一組順序出現的序列,包括兩個屬性定義:minocc、maxocc,含義同元素對象。
(4）引用數據集對象:表示數據驗證范圍被限定在一個數據集中。
(3）元素屬性對象:描述元素的判定條件,元素屬性對象包括如下屬性定義。1）屬性標示id:定義元素屬性的標示,如name、value、q、t等:2）運算操作符optr:定義屬性的操作運算符號,如等于、小于等于、大于、大于等于、不等于、字符串包含、字符串不包含、數字范圍、數值范圍等:s）值類型datatype:數據類型,如整數、浮點數、字符串等:3）數據值:屬性的數值。
2.2.2報文驗證對象規則設計
(1）元素對象沒有子對象,元素對象可以定義屬性:
(2）序列對象的子對象有序列對象、元素對象,順序任意:(s）保護信息驗證方式:序列驗證和檢索驗證。序列驗證定義按照規定順序及數目上送判斷為合格,檢索驗證定義按照上送報文中包含相關報文及數目判定為合格。
3繼電保護信息標準化驗證系統應用
自動測試系統執行編輯好的測試方案,可實現與設備的自動通信、與測試儀的數據交換、報表數據的自動填寫等功能。
驗證的結果如表1所示。
4結語
繼電保護信息標準化是保證遠方調控一體化及變電站無人值守實施的基礎。本文結合目前電網需求,提出了繼電保護信息標準化的思路以及裝置規范應用的具體要求,開發了繼電保護信息標準化自動測試軟件,驗證各類繼電保護裝置信息上送的正確性。對繼電保護標準化開展相關研究及驗證工作,能為變電站建立電網故障分析和繼電保護運維信息展示平臺等高級應用提供基礎:能有效推進變電站無人值守工作的深化,支撐變電站未來的信息平臺建設,支撐電網實時控制和智能調節,提升電網運行的穩定性和可靠性。
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