一种智能电网继电保护装置的整定值下装方法及系统

摘要

本申请公开了一种整定值下装方法以及系统，该整定值下装通过反向安全隔离装置进行安全Ⅲ区与安全Ⅰ区整定值单文件的传输，能够实现安全Ⅲ区与安全Ⅰ区之间的整定值单文件传输。当数据库中不存在标准整定值时，通过所述继电保护整定值管理系统进行整定值的初始化以及下装，同时还可以对下装结果进行校对确认。可见，所述下装方法能够实现智能电网继保护装置的整定值的自动下装以及校对，相对于传统的人工下装方法，工作效率高，且准确性好。

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统调度自动化技术领域，更具体的说，涉及一种智能 电网继保护装置的整定值下装方法及系统。

背景技术

继电保护的整定值管理包括整定值计算、整定值下装、整定值核对等。 其中整定值计算一般由继电保护管理部门执行，继电保护整定值计算需要考 虑满足在电网不同运行方式及最大负荷情况下保证继电保护装置不误动、不 拒动，合理选择运行方式是改善保护效果、充分发挥保护功能的关键之一， 在整定值计算中需考虑同时满足灵敏性和选择性，各相关因素组合条件多， 整定值计算量较大，各网省调继电保护专业基本都通过配置整定值计算软件 系统完成该工作，通过将电网的拓扑结构和运行参数输入，从而计算出继电 保护装置的整定值，以纸质整定值单的形式输出。

传统的变电站运维工作中，对继电保护设备整定值设定和修改流程是： 继电保护专业管理人员通过离线计算软件整定出继电保护设备整定值后，将 整定单以传真或者邮寄的方式下发给基层厂局继电保护专业检修班组，由基 层单位班组人员驱车至变电站内通过手工录入的方式将整定值输入继电保护 设备，并对运行整定值进行现场人工核对，该工作模式执行周期较长，需花 费大量的人力物力。

在对整定值设定和核对的传统工作模式上可以看出，对整定值的管理以 人工工作为主，需要较多地依靠人工参与来完成，工作效率低，且准确性较 差。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种智能电网继保护装置的整定值下装 方法及系统，提高了整定值下装的工作效率以及准确性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能电网继保护装置的整定值下装方法，所述整定值下装方法包括：

安全Ⅲ区的离线继电保护整定值计算系统计算出继电保护装置的整定 值，并根据所述整定值生成整定值单文件；通过反向安全隔离装置将所述整 定值单文件发送到安全Ⅰ区的整定值单目录下；

安全Ⅰ区的继电保护整定值管理系统定时扫描并解析整定值单目录下的 定值单文件；

所述继电保护整定值管理系统解析成功后，判断数据库中是否已存在标 准整定值；

如果否，所述继电保护整定值管理系统将解析出的整定值作为初始整定 值，并将所述初始整定值形成标准整定值，保存入数据库；

所述继电保护整定值管理系统下发整定值下装命令，通过所述安全I区的 保护主单元与继电保护装置通信，将所述标准整定值下装到所述继电保护装 置的目标整定值区中；

所述继电保护整定值管理系统在定值下装成功后，向所述继电保护装置 召唤所述目标整定值区中的整定值与所述数据库中的标准整定值进行比较， 核实初始化整定值的下装结果。

优选的，在上述整定值下装方法中，如果所述数据库中存在标准整定值， 所述整定值下装方法还包括：

所述继电保护整定值管理系统将解析出的整定值作为新的标准整定值， 保存入数据库，并发出告警提示；

所述继电保护整定值管理系统召唤所述继电保护装置的目标整定值区中 的整定值，并与所述新的标准整定值进行比较，如果发现整定值不同，则发 出告警提示。

优选的，在上述整定值下装方法中，所述整定值单文件的命名方式及文 件内容格式基于CIM-E或XML格式的标准；所述整定值单文件用于描述继电 保护装置的整定值；

通过所述离线整定值计算系统输出CIM-E或XML格式的整定值单文件， 通过所述反向安全隔离装置定时扫描所述整定值单文件，并将所述整定值单 文件传输到所述安全Ⅰ区，放入所述Ⅰ区固定的所述整定值单目录下；当所 述离线整定值计算系统发布新的整定值单文件时，所述反向安全隔离装置把 所述整定值单文件传输到所述整定值单目录。

优选的，在上述整定值下装方法中，所述继电保护整定值管理系统包括： 文件管理模块、前置通信模块；

通过所述文件管理模块定时检索整定值单目录，当发现新的整定值单文 件或者整定值单文件变化，通过所述文件管理模块按照设定的规则对所述整 定值单文件中的设定整定值的进行解析，如解析失败，给出解析文件异常告 警提示；如解析正确，并进行整定值匹配；匹配正确后，检索所述数据库中 是否已存在标准整定值；如果不存在标准整定值，则将解析出的整定值作为 初始整定值，形成标准整定值保存至所述数据库，发出生成标准整定值的告 警提示，并提示用户是否发送整定值下装命令；用户如果选择是，则将下装 命令发送给所述前置通信模块；如果选择否，则任务结束。

优选的，在上述整定值下装方法中，所述前置通信模块收到所述整定值 下装命令后，将整定值通过所述保护主单元下发到所述继电保护装置，通过 返校及确认过程，完成对所述继电保护装置的整定值的下装，如下装成功， 输出下装成功的提示并将成功记录存储入历史库，如下装不成功，给出告警 提示，并将失败记录存储入所述历史库。

优选的，在上述整定值下装方法中，所述前置通信模块在整定值初始化 下装成功后，召唤所述继电保护装置当前运行的整定值，与标准整定值单进 行比对，根据比对结果再次给出下装成功的确认告警。

优选的，在上述整定值下装方法中，所述文件管理模块定时扫描整定值 单目录，如果获取到新的整定值单文件，则存为新的标准整定值，并发出标 准整定值更新的告警通知，通过所述保护主单元召唤继电保护装置的当前整 定值，与新的标准整定值进行比较，如果当前整定值与新的标准整定值一致， 记录整定值比较结果并存入所述数据库；如果发现当前整定值与新的标准整 定值不一致，则发出告警提示。

本发明还提供了一种智能电网继保护装置的整定值下装系统，该整定值 下装系统包括：离线继电保护整定值计算系统、反向安全隔离装置、继电保 护整定值管理系统以及保护主单元；

所述离线继电保护整定值计算系统位于安全Ⅲ区的离线继电保护整定值 计算系统，用于计算出变电站继电保护装置的整定值，并根据所述整定值生 成整定值单文件；

所述反向安全隔离装置与所述离线继电保护整定值计算系统连接，用于 将所述整定值单文件发送到安全Ⅰ区的整定值单目录下；

所述继电保护整定值管理系统位于所述安全Ⅰ区，用于定时扫描并解析 整定值单目录下的定值单文件，解析成功后检索数据库中是否已存在标准整 定值；

如果不存在，所述继电保护整定值管理系统用于将解析出的整定值作为 初始整定值，将初始整定值形成标准整定值，保存入数据库；下发整定值下 装命令，通过所述安全I区的保护主单元与继电保护装置通信，将所述数据库 中的标准整定值下装到所述继电保护装置的目标整定值区中；在定值下装成 功后，向所述继电保护装置召唤所述目标整定值区中的整定值与所述数据库 中的标准整定值进行比较，核实初始化整定值的下装结果。

通过上述描述可知，本发明提供的下装方法通过反向安全隔离装置进行 安全Ⅲ区与安全Ⅰ区整定值单文件的传输，能够实现安全Ⅲ区与安全Ⅰ区之 间的整定值单文件传输。当数据库中不存在标准整定值时，通过所述继电保 护整定值管理系统进行整定值的初始化以及下装，同时还可以对下装结果进 行校对确认。可见，所述下装方法能够实现智能电网继保护装置的整定值的 自动下装以及校对，相对于传统的人工下装方法，工作效率高，且准确性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种智能电网继保护装置的整定值下装方法 的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种智能电网继保护装置的整定值下装系统 的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

智能电网控制系统包括：安全Ⅰ区、安全Ⅱ区以及安全Ⅲ区。安全Ⅰ区 以及安全Ⅱ区分别与变电站的电力设备连接。安全Ⅰ区用于对所述电力设备 进行调度监视及控制。安全Ⅱ区用于对所述电力设备的运行状态进行监视。 安全Ⅲ区与安全Ⅱ区可通过安全隔离装置连接，安全Ⅲ区用于显示安全Ⅱ区 下发的数据。

如背景技术中所述，现有技术在对整定值设定和核对时，以人工工作为 主，需要较多地依靠人工参与来完成，工作效率低，且准确性较差。自动化 程度不高，特别是整定值的录入工作需人工到变电站内完成，而且整个工作 流程中数据输入和核对也较大程度的依靠参与工作人员的人工判断来保证数 据的正确。

在整定值计算和定值的调取上虽已经利用了一些自动化系统辅助参与管 理，但因整个工作流程中缺乏统一系统设计思路，现有的几套系统功能各自 独立，无法实现数据的共享和统一管理，造成整个整定值管理的工作流程被 割裂成几个离散的过程，不但耗费人力物力，而且工作过程中极易出错，为 电网安全运行造成隐患。

为解决上述问题，本申请实施例提供了一种智能电网继保护装置的整定 值下装方法，本申请实施例通过智能电网控制系统的安全Ⅰ区以及安全Ⅲ区 中的终端设备实现整定值的自动安装以及校对，工作效率高，准确性好，该 整定值下装方法如图1所示。

参考图1，图1为本申请实施例提供的一种智能电网继保护装置的整定值 下装方法的流程示意图，该下装方法包括：

步骤S11：安全Ⅲ区的离线继电保护整定值计算系统计算出继电保护装置 的整定值，并根据所述整定值生成整定值单文件；通过反向安全隔离装置将 所述整定值单文件发送到安全Ⅰ区的整定值单目录下。

离线继电保护整定值计算系统计算出变电站的继电保护装置的整定值， 并根据所述整定值生成并输出可进行自描述的整定值单文件。反向安全隔离 装置定时扫描整定值单文件，并自动将离线继电保护整定值计算系统新生成 的整定值单文件发送到安全Ⅰ区固定的定值单目录下。

步骤S12：安全Ⅰ区的继电保护整定值管理系统定时扫描并解析整定值单 目录下的定值单文件。

步骤S13：所述继电保护整定值管理系统解析成功后，判断数据库中是否 已存在标准整定值。

步骤S14：如果否，所述继电保护整定值管理系统将解析出的整定值作为 初始整定值，并将所述初始整定值形成标准整定值，保存入数据库。通过该 步骤进行整定值初始化。

通过继电保护整定值管理系统自动定时扫描并解析整定值单目录下的整 定值单文件后，解析整定值单目录下的整定值单文件后，通过与数据库中进 行整定值匹配，如果检索数据库中未发现标准整定值，则将所述解析出的整 定值形成标准整定值保存至数据库，并发出生成标准整定值告警提示，通过 该告警提示管理人员正在对数据库数据进行标准整定值存储操作。

步骤S15：所述继电保护整定值管理系统下发整定值下装命令，通过所述 安全I区的保护主单元与继电保护装置通信，将所述标准整定值下装到所述继 电保护装置的目标整定值区中。

将所述解析出的整定值形成标准整定值保存至数据库后，继电保护整定 值管理系统通过安全I区的保护主单元与站内继电保护装置通信，自动将数据 库中的标准整定值下装到变电站现场继电保护装置的目标整定值区中。

步骤S16：所述继电保护整定值管理系统在定值下装成功后，向所述继电 保护装置召唤所述目标整定值区中的整定值与所述数据库中的标准整定值进 行比较，核实初始化整定值的下装结果。

可选的，如果所述数据库中存在标准整定值，所述整定值下装方法还包 括：

步骤S17：所述继电保护整定值管理系统将解析出的整定值作为新的标准 整定值，保存入数据库，并发出告警提示。

所述继电保护整定值管理系统扫描到新的整定值单文件，解析该整定值 单文件后，检索到数据库中已有标准整定值，则将解析得到的整定值存为新 的标准整定值，发出标准整定值更新告警提示，所述更新告警提示用于提示 管理人员标准整定值的更新。

步骤S18：所述继电保护整定值管理系统召唤所述继电保护装置的目标整 定值区中的整定值，并与所述新的标准整定值进行比较，如果发现整定值不 同，则发出告警提示。

所述继电保护整定值管理系统自动召唤继电保护装置当前的整定值，将 当前的整定值与新的标准整定值进行比较，如果发现当前定值与标准定值不 一致，则发出当前定值与标准定值不一致告警提示，通过该告警提示可以提 示管理人员进行检查，确定不一致的问题所在，保证变电站的正常运行。

本申请实施例在安全Ⅰ区增加继电保护整定值管理系统，继电保护整定 值管理系统采用IEC61850通讯规约，通过安全Ⅰ区的保护主单元与变电站内 继电保护装置通信，实现了定值初始化以及自动下装、自动校核的功能，工 作可靠，大大节约了现场基建调试的人力成本，并提高了工作效率。

可选的，所述整定值单文件的命名方式及文件内容格式基于CIM-E或 XML格式的标准；所述整定值单文件用于详细描述继电保护装置的整定值。

通过所述离线整定值计算系统输出CIM-E或XML格式的整定值单文件， 通过所述反向安全隔离装置定时扫描所述整定值单文件，并将所述整定值单 文件传输到所述安全Ⅰ区，放入所述Ⅰ区固定的所述整定值单目录下；当所 述离线整定值计算系统发布新的整定值单文件时，所述反向安全隔离装置把 所述整定值单文件传输到所述整定值单目录。

可见，本申请实施例所述整定值下装方法通过所述反向安全隔离装置可 以实现变电站两个隔离的安全区之间的整定值单文件传输，即实现整定值单 文件在安全Ⅲ区于安全Ⅰ区之间的传输，实现自动传输所述整定值单文件。

可选的，所述继电保护整定值管理系统包括：文件管理模块、前置通信 模块。通过所述文件管理模块定时检索整定值单目录，当发现新的整定值单 文件或者整定值单文件变化，通过所述文件管理模块按照设定的规则对所述 整定值单文件中的设定整定值的进行解析，如解析失败，给出解析文件异常 告警提示；如解析正确，并进行整定值匹配；匹配正确后，检索所述数据库 中是否已存在标准整定值；如果不存在标准整定值，则将解析出的整定值作 为初始整定值，形成标准整定值保存至所述数据库，发出生成标准整定值的 告警提示，并提示用户是否发送整定值下装命令；用户如果选择是，则将下 装命令发送给所述前置通信模块；如果选择否，则任务结束。所述整定值下 装方法能够进行整定值初始化，将初始化后的整定值自动下装到保护装置。

可选的，所述前置通信模块收到所述整定值下装命令后，将整定值通过 所述保护主单元下发到所述继电保护装置，通过返校及确认过程，完成对所 述继电保护装置的整定值的下装，如下装成功，输出下装成功的提示并将成 功记录存储入历史库，如下装不成功，给出告警提示，并将失败记录存储入 所述历史库。当完整整定值下装以后，还可以进行下装结果的验证，并存储 安装成功与否的结果，以便于进行信息查询。

可选的，所述前置通信模块在整定值初始化下装成功后，召唤所述继电 保护装置当前运行的整定值，与标准整定值单进行比对，根据比对结果再次 给出下装成功的确认告警。

可选的，所述文件管理模块定时扫描整定值单目录，如果获取到新的整 定值单文件，则存为新的标准整定值，并发出标准整定值更新的告警通知， 通过所述保护主单元召唤继电保护装置的当前整定值，与新的标准整定值进 行比较，如果当前整定值与新的标准整定值一致，记录整定值比较结果并存 入所述数据库；如果发现当前整定值与新的标准整定值不一致，则发出告警 提示。因此，可以根据整定值单文件对数据库中的整定值进行更新，在更行 过程中，如果发现数据库中整定值与新整定值的不一致通过报警提示，用于 使得管理人员获取不一致信息。

本申请实施例中，CIM-E格式的文件定义示范如下:

本申请实施例中，XML格式定值单文件定义示范如下：

其中：

1)Properties中包含本定值单的一些关键信息

a)BookNo：定值单编号

b)Substation：所属变电站

c)Company：所属公司，区分地调和各县调

d)BranchType：所保护支路的类型

e)Branch：支路名称

f)Breaker：线路保护对应的开关名称

g)EquipmentName：装置名称

h)EquipmentVersion:装置版本

i)EquipmentCRC：保护装置校验码

j)EquipmentFactory：装置生产厂家

2)SettingValue中包含定值信息。

对比较复杂的保护装置，如发变组保护装置，一般有多个机箱，每个 极限中有多个CPU，因此SettingValue按照机箱、CPU、定值项三个层次 排列。

a)Machine：机箱

b)CPU：机箱中的CPU，传入CPU号，此处有一个问题，装置说明书中 显示的CPU号和主站系统获得的CPU未必是一致的，比如发变组保护 中A2机箱的CPU1，在软件中显示为CPU1，在主站系统中获得CPU 号可能是3。

c)ProtectionGroup：保护组，用于在CPU下的分组，比如高压侧、低压 侧，为了处理CPU下定值项重名的情况。ID：保护组号，通常默认为 1；Version：保护组版本号；CRC：保护组校验码

i.ProtectionItem：定值项

ii.ID：定值项条目号，数字

iii.Code：定值项代码，如KG1

iv.Name：定值项汉字名称

v.Value：定值项值

vi.ValueType：定值项值类型，主要分为以下几种：Hex：十六进制， Bin：二进制，Decimal：十进制整数，Float：浮点数，String：字符 型

vii.Range：定值项范围，根据保护装置说明书录入

viii.Unit：定值项单位，根据保护装置说明书录入

通过上述描述可知，本申请实施例所述整定值下装方法可以实现整定值 的自动下装，当数据库中不存在标准整定值时，可以根据解析的整定值进行 整定值初始化，将解析的整定值存储在数据库，并作为初始整定值，同时对 继电保护装置进行整定值的自动下装，在下装完成后进行下装结果的验证。 如果数据库中存在标准整定值，则进行数据库中整定值的更新，将解析的整 定值作为新的标准整定值。如果新的标准整定值与数据库中的以后标准整定 值不一致，进行报警提示，还可以通过将新的标准整定值与继电保护装置当 前的整定值进行比对验证当前继电保护装置的运行状态。

基于上述实施例，本申请实施例还通过了一种智能电网继保护装置的整 定值下装系统，该整定值下装系统用于实现上述实施例所述的整定值下装方 法，如图2所示，该整定值下装系统包括：离线继电保护整定值计算系统21、 反向安全隔离装置22、继电保护整定值管理系统23以及保护主单元24。

所述离线继电保护整定值计算系统21位于安全Ⅲ区，用于计算出变电站 继电保护装置26的整定值，并根据所述整定值生成整定值单文件；

所述反向安全隔离装置22与所述离线继电保护整定值计算系统21统连 接，用于将所述整定值单文件发送到安全Ⅰ区的整定值单目录下；

所述继电保护整定值管理系统23位于所述安全Ⅰ区，用于定时扫描并解 析整定值单目录下的定值单文件，解析成功后检索数据库25中是否已存在标 准整定值；

如果不存在，所述继电保护整定值管理系统23用于将解析出的整定值作 为初始整定值，将初始整定值形成标准整定值，保存入数据库25；下发整定 值下装命令，通过所述安全I区的保护主单元24与继电保护装置26通信，将所 述数据库25中的标准整定值下装到所述继电保护装置的目标整定值区中；在 定值下装成功后，向所述继电保护装置召唤所述目标整定值区中的整定值与 所述数据库中的标准整定值进行比较，核实初始化整定值的下装结果。

在所述数据库25中存在标准整定值时，所述整定值下装系统的继电保护 整定值管理系统23还可以将解析出的整定值作为新的标准整定值，保存入数 据库25，并发出告警提示；然后召唤所述继电保护装置26的目标整定值区中 的整定值，并与所述新的标准整定值进行比较，如果发现整定值不同，则发 出告警提示。

需要说明的是，本申请实施例所述整定值下装系统基于上述整定值下装 方法，相同相似之处可以补充说明，在此不再赘述。

本申请实施例所述整定值下装系统可以实现整定值的自动下装，当数据 库中不存在标准整定值时，可以根据解析的整定值进行整定值初始化，将解 析的整定值存储在数据库，并作为初始整定值，同时对继电保护装置进行整 定值的自动下装，在下装完成后进行下装结果的验证。如果数据库中存在标 准整定值，则进行数据库中整定值的更新，将解析的整定值作为新的标准整 定值。如果新的标准整定值与数据库中的以后标准整定值不一致，进行报警 提示，还可以通过将新的标准整定值与继电保护装置当前的整定值进行比对 验证当前继电保护装置的运行状态。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。