引言

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn),智能變電站在標(biāo)準(zhǔn)制定、設(shè)備研制和工程建設(shè)等領(lǐng)域取得重大突破,智能化設(shè)備、數(shù)字化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用加速了繼電保護(hù)專業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

繼電保護(hù)是電網(wǎng)重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源之一,隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn),繼電保護(hù)告警信息、動(dòng)作信息、中間接點(diǎn)信息等越來(lái)越規(guī)范化,為保證繼電保護(hù)信息的正確、標(biāo)準(zhǔn)化,需花費(fèi)大量時(shí)間與精力對(duì)繼電保護(hù)裝置信息進(jìn)行手動(dòng)測(cè)試驗(yàn)證。

為解決上述問(wèn)題,本文分析了智能電網(wǎng)繼電保護(hù)信息流,闡述了繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容,在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了自動(dòng)測(cè)試軟件對(duì)繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行驗(yàn)證。

1繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容分析

1.1總體分析

智能電網(wǎng)遠(yuǎn)方調(diào)控一體化及變電站無(wú)人值守的推進(jìn),打破了傳統(tǒng)調(diào)度和運(yùn)維人員的工作分工,對(duì)繼電保護(hù)信息的標(biāo)準(zhǔn)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(hù)裝置的信號(hào)觸點(diǎn)、報(bào)文、人機(jī)界面及日志記錄的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化,不同的保護(hù)裝置在同一輸入的情況下,有正確規(guī)范的信息表征,同一條信息反映的裝置狀態(tài)一致。

2）用戶對(duì)信息的需求。保證繼電保護(hù)裝置狀態(tài)透明化,其信息能夠快速識(shí)別保護(hù)運(yùn)行狀態(tài),應(yīng)對(duì)裝置異常:滿足遠(yuǎn)方操作、遠(yuǎn)方可視化、在線監(jiān)測(cè)與分析等高級(jí)應(yīng)用。

1.2規(guī)范應(yīng)用

繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化是建設(shè)互動(dòng)智能電網(wǎng)的必經(jīng)之路,即對(duì)各類繼電保護(hù)裝置信息開(kāi)展規(guī)范應(yīng)用,其主要提出了以下新的要求:

1）保護(hù)裝置應(yīng)輸出與保護(hù)功能實(shí)際狀態(tài)一致的狀態(tài)信息。裝置故障或者外回路異常導(dǎo)致保護(hù)功能退出、保護(hù)功能相關(guān)的功能壓板和功能控制字投退導(dǎo)致保護(hù)功能退出、保護(hù)功能相關(guān)的全部sV、GOOsE接收壓板退出、檢修不一致導(dǎo)致保護(hù)功能退出以及其他原因?qū)е卤Ｗo(hù)功能退出時(shí),對(duì)應(yīng)保護(hù)功能狀態(tài)應(yīng)輸出"0"。

2）裝置輸出保護(hù)功能閉鎖告警信息,根據(jù)不同保護(hù)類型的保護(hù)功能設(shè)置獨(dú)立的數(shù)據(jù)集,由保護(hù)功能狀態(tài)數(shù)據(jù)集信號(hào)經(jīng)本裝置功能壓板和功能控制字組合形成。任一保護(hù)功能失效,且功能壓板和功能控制字投入,對(duì)應(yīng)的保護(hù)功能閉鎖數(shù)據(jù)集信號(hào)狀態(tài)置1",否則置"0"。

3）裝置提供遠(yuǎn)方操作保護(hù)軟壓板后相關(guān)保護(hù)功能投退狀態(tài)信息,"1"表示保護(hù)功能壓板投入且至少有一個(gè)相應(yīng)保護(hù)功能控制字投入:"0"表示保護(hù)功能壓板退出或相應(yīng)保護(hù)功能控制字退出,用于遠(yuǎn)方操作保護(hù)軟壓板雙確認(rèn)。

4）裝置提供運(yùn)行狀態(tài)信號(hào),運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)與保護(hù)裝置面板顯示燈一一對(duì)應(yīng)。通過(guò)裝置運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)與裝置面板顯示燈一一對(duì)應(yīng),方便就地監(jiān)控或遠(yuǎn)方形成與裝置實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)一致的虛擬裝置。

5）明確保護(hù)裝置信息時(shí)標(biāo)原則,要求如下:

1）裝置顯示、打印時(shí)標(biāo)和上送監(jiān)控的時(shí)標(biāo)應(yīng)保持一致,其中時(shí)標(biāo)精確到毫秒,按四舍五入處理:

2）裝置的告警時(shí)標(biāo)應(yīng)為裝置確認(rèn)告警的時(shí)標(biāo):

3）保護(hù)裝置的狀態(tài)變位類信息的時(shí)標(biāo)應(yīng)為消抖后時(shí)標(biāo):

4）保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作信息的時(shí)標(biāo)應(yīng)通過(guò)保護(hù)啟動(dòng)時(shí)間、保護(hù)動(dòng)作相對(duì)時(shí)間二者結(jié)合的方式來(lái)表現(xiàn):

5）繼電保護(hù)裝置信息性能指標(biāo):裝置生成狀態(tài)信息送出時(shí)間延時(shí)應(yīng)不大于1s。

2繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)證系統(tǒng)研究

根據(jù)繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化要求,設(shè)計(jì)繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)證系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)信息規(guī)范化的自動(dòng)驗(yàn)證。

2.1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用分層式平臺(tái)化設(shè)計(jì),包括四個(gè)層次:接口層、自動(dòng)測(cè)試層、二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)層、標(biāo)準(zhǔn)層圖1）。

自動(dòng)測(cè)試過(guò)程為兼容各測(cè)試儀廠家測(cè)試儀測(cè)試參數(shù),建立標(biāo)準(zhǔn)層:規(guī)范保護(hù)測(cè)試功能參數(shù)定義和描述、保護(hù)數(shù)據(jù)模型定義和描述、通信命令的定義和描述,建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)格式文件。

實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的信息規(guī)范化自動(dòng)測(cè)試,需編輯描述測(cè)試流程、測(cè)試方法、標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告的裝置測(cè)試方案,因此設(shè)計(jì)裝置測(cè)試方案開(kāi)發(fā)平臺(tái),以標(biāo)準(zhǔn)層定義的標(biāo)準(zhǔn)格式文件為基準(zhǔn),根據(jù)被測(cè)的保護(hù)裝置,編輯裝置測(cè)試方案。

自動(dòng)測(cè)試層設(shè)計(jì)分為兩個(gè)部分,自動(dòng)測(cè)試程序和MMS規(guī)約后臺(tái)程序。MMS規(guī)約后臺(tái)程序開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)程序調(diào)用接口,并實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)層中通信命令標(biāo)準(zhǔn)文件中定義的通信命令。自動(dòng)測(cè)試程序打開(kāi)裝置測(cè)試方案,運(yùn)行測(cè)試儀接口程序,實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能測(cè)試:調(diào)用MMS規(guī)約后臺(tái)程序?qū)崿F(xiàn)與被測(cè)保護(hù)裝置的通信。以接口程序和MMS規(guī)約后臺(tái)程序反饋的結(jié)果數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,自動(dòng)判斷測(cè)試結(jié)果,形成標(biāo)準(zhǔn)格式的測(cè)試報(bào)告。

接口層包含了各廠家繼電保護(hù)測(cè)試儀的控制接口程序,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)層的"保護(hù)測(cè)試功能標(biāo)準(zhǔn)文件"中定義和描述的測(cè)試功能,供自動(dòng)測(cè)試程序調(diào)用。

2.2報(bào)文驗(yàn)證設(shè)計(jì)

信息規(guī)范化測(cè)試是對(duì)保護(hù)裝置上送報(bào)文進(jìn)行驗(yàn)證,檢驗(yàn)上送報(bào)文是否滿足信息規(guī)范化要求。報(bào)文驗(yàn)證分析功能的設(shè)計(jì)需滿足如下要求:(1）能夠判斷應(yīng)該上送的報(bào)文必須包含,不應(yīng)該上送的報(bào)文不能有:(2）報(bào)文的上送必須遵循先后次序:(s）報(bào)文包含的數(shù)據(jù)值與實(shí)際測(cè)試一致:(3）分析出一次試驗(yàn)中缺失報(bào)文、多余報(bào)文,進(jìn)行測(cè)試分析:(5）計(jì)算報(bào)文之間的時(shí)間差。

2.2.1報(bào)文驗(yàn)證對(duì)象設(shè)計(jì)

基于上述功能要求,采用面向?qū)ο蟮姆治龇椒?將一個(gè)報(bào)文抽象為一個(gè)對(duì)象,以對(duì)象為處理單元,設(shè)計(jì)元素對(duì)象、序列對(duì)象、引用數(shù)據(jù)集對(duì)象和元素屬性對(duì)象。

(1）元素對(duì)象:描述規(guī)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(xiàn)的次數(shù),"0"表示可以不出現(xiàn):s）Maxocc屬性:表示元素可以出現(xiàn)的最多次,"_1"表示-。如元素對(duì)象(保護(hù)啟動(dòng),0,1）表示"突變遙信報(bào)文"可以出現(xiàn)0～1次。

(2）序列對(duì)象:定義一組順序出現(xiàn)的序列,包括兩個(gè)屬性定義:minocc、maxocc,含義同元素對(duì)象。

(4）引用數(shù)據(jù)集對(duì)象:表示數(shù)據(jù)驗(yàn)證范圍被限定在一個(gè)數(shù)據(jù)集中。

(3）元素屬性對(duì)象:描述元素的判定條件,元素屬性對(duì)象包括如下屬性定義。1）屬性標(biāo)示id:定義元素屬性的標(biāo)示,如name、value、q、t等:2）運(yùn)算操作符optr:定義屬性的操作運(yùn)算符號(hào),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(shù)字范圍、數(shù)值范圍等:s）值類型datatype:數(shù)據(jù)類型,如整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符串等:3）數(shù)據(jù)值:屬性的數(shù)值。

2.2.2報(bào)文驗(yàn)證對(duì)象規(guī)則設(shè)計(jì)

(1）元素對(duì)象沒(méi)有子對(duì)象,元素對(duì)象可以定義屬性:

(2）序列對(duì)象的子對(duì)象有序列對(duì)象、元素對(duì)象,順序任意:(s）保護(hù)信息驗(yàn)證方式:序列驗(yàn)證和檢索驗(yàn)證。序列驗(yàn)證定義按照規(guī)定順序及數(shù)目上送判斷為合格,檢索驗(yàn)證定義按照上送報(bào)文中包含相關(guān)報(bào)文及數(shù)目判定為合格。

3繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)證系統(tǒng)應(yīng)用

自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)執(zhí)行編輯好的測(cè)試方案,可實(shí)現(xiàn)與設(shè)備的自動(dòng)通信、與測(cè)試儀的數(shù)據(jù)交換、報(bào)表數(shù)據(jù)的自動(dòng)填寫等功能。

驗(yàn)證的結(jié)果如表1所示。

4結(jié)語(yǔ)

繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化是保證遠(yuǎn)方調(diào)控一體化及變電站無(wú)人值守實(shí)施的基礎(chǔ)。本文結(jié)合目前電網(wǎng)需求,提出了繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化的思路以及裝置規(guī)范應(yīng)用的具體要求,開(kāi)發(fā)了繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化自動(dòng)測(cè)試軟件,驗(yàn)證各類繼電保護(hù)裝置信息上送的正確性。對(duì)繼電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化開(kāi)展相關(guān)研究及驗(yàn)證工作,能為變電站建立電網(wǎng)故障分析和繼電保護(hù)運(yùn)維信息展示平臺(tái)等高級(jí)應(yīng)用提供基礎(chǔ):能有效推進(jìn)變電站無(wú)人值守工作的深化,支撐變電站未來(lái)的信息平臺(tái)建設(shè),支撐電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制和智能調(diào)節(jié),提升電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。