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继电保护在线校核预警系统可行性分析报告一、项目的意义、目的、现状随着电力建设的快速发展，电网逐渐形成为跨区域、大规模、多环网的现代互联网络。这种互联电网的运行方式灵活多变，给现有的离线整定模式带来了巨大的挑战，即在某些特殊的运行方式下，保护可能误动或者拒动，进而导致电网发生重大事故。针对离线整定模式的静态缺陷，在新形势下，在线校核保护定值逐渐成为研究热点。离线整定是继电保护装置根据系统的最大运行方式和最小运行方式获得定值和各项性能,在系统运行中保持不变。在线校核就是从能量管理系统(EMS)获取电力系统实时数据（包括系统拓扑结构、系统运行方式、保护配置定值等），对当前系统中各继电保护定值的性能进行在线检验的过程。通过在线校核，能够动态的实时的判别所有保护的性能（保护“四性”要求），对存在误动或者拒动隐患的所有保护自动给出安全警报信息，使整定人员能够及时有效的采取措施合理地调整该类保护的定值，弥补了静态的离线整定模式的不足。现有的校核方法平等对待系统中的所有保护，随机选择进行校核，直至所有保护校核完毕。但是在电网中，各继电保护的重要度有所不同。若某保护在系统中处于重要位置，则该保护误动或拒动会对系统安全稳定运行产生较大影响。在校核过程中并未考虑各保护重要度的差异，从全局上看，会影响校核效果。例如，在随机选择校核的过程中，重要度低的保护可能较之重要度高的保护先进行校核，若这两个保护都不满足当前运行方式下的“四性”要求，而重要度低的保护先发出安全警告，先调整定值。在这段短暂的时间内，重要度高的保护误动对系统安全运行的影响相对较大。所以有必要对保护的重要性进行评估，以便从重要性高到低的顺序对保护进行在线校核、预警和整定，这对提高保护的安全性和电力系统的可靠性以及降低大规模停电事故的发生概率有着十分重要的意义。二、项目的主要研究内容本项目以“在线定值，在线校核”模式为主体，从能量管理系统(EMS)服务器上获取电网实时运行数据、保护在线定值和配置;在线校核过程中提出一个约束条件，即保护的重要性，使在线校核从保护重要性高到低的顺序进行。从继电保护装置在电网中的重要程度为切入点，考虑影响保护装置重要性的相关因素。为了采用科学的、合理的、实用的评估分析指标，既要考虑静态因素，也要考虑动态因素，包括：线路介数、节点重要度、系统运行方式、实时基态潮流分布，结合这些因素提出保护重要性的量化指标—保护重要度。1、建立评估保护重要度的数学模型。以有权电网模型为基础，结合线路介数、节点重要度、系统运行方式、实时基态潮流分布，建立一套完整的精确的保护重要度评估模型。2、获取电网实时数据的网络自动化处理。一方面，在设计系统中，使系统能够周期性地从EMS读取电网实时数据，在上述数学模型上评估各保护的重要度并从大到小排序；另一方面，根据系统所获取的电网实时运行数据，检测电网发生相关变化时就自动启动在线校核，根据在线校核原则确定保护是否满足当前运行方式下的性能，不满足就发出安全警报信息。3、研发基于WEB的继电保护在线校核预警系统。以“在线定值，在线校核”为主体，上述实时数据的网络自动化处理为基础，基于网络平台，将分析系统进行网络优化，形成网络共享版本。电网调度中心通过该系统把警报信息（包括存在误动隐患的保护、警报优先级、保护所在地方保护所等）网页更新，而各个地方继保所通过刷新该WEB页面的访问，查看本所管辖的保护装置是否存在误动或拒动隐患，若存在，就按照警报信息的优先级调整误动或拒动保护的整定值，之后，该所将采取的措施、调整的定值、调整的结果以及整定人员信息生成表单通过WEB传至调度中心，以便审核和存为历史数据。三、关键技术(1)评估保护重要性的数学模型、评价方法、评价指标。(2)在线校核原则。(3)Web技术以及网络数据库技术。四、可行性分析随着信息技术和网络技术的进一步发展和电力系统的逐步数字化，在线校核系统的研制已经具备了外部条件，在线校核系统将实现电力系统中保护定值的实时校验，为运行人员（或整定人员）提供参考依据，进一步提高了电力系统安全保障体系的安全性。2010年12月20日10时，青海电网继电保护在线校核系统对青海电网进行了保护定值自动校验、预警，并将结果输出显示。在此次模拟测试中，该系统以高灵敏度和安全可靠性顺利通过专家组验收，成为国内首个上线运行的此类系统，对实现电网保护运行策略在线分析和动态优化调整具有重大意义。足以说明在线校核的可实现性。成都电业局及其所属单位部门重视网络信息技术建设，通过多年的努力，奠定了较好的网络信息基础，计算机应用的普及，通信技术的日趋完善，培养了一批专业技术人员，建成了成都范围广域网和各单位的局域网，各供电企业的网络覆盖率达到100%，电业局到各供电局网络覆盖率100%。目前已有的网络硬件基础设施为本项目的实施奠定了必要的硬件基础。本项目基于WEB从EMS服务器上快速获取电网实时数据进行网络自动化处理，并在警报信息网页上以图形方式依据重要度大到小的顺序排序误动保护，对应的继保所整定人员通过逐次调整保护定值，图形会显示调整后各保护的状态，该所将采取的措施、调整的定值、调整的结果以及整定人员信息生成表单通过WEB传至调度中心，利用关系型数据库存储该表单信息，以便审核和存为历史数据。根据本项目的技术内容，从软件技术层面上也具有可行性五、拟采取的技术路线采用基于Web的B/S结构，通过网络浏览器从EMS系统获取电网实时数据，将所设计的预警系统发出的安全警报信息更新于网页上，各继保所通过浏览器实时访问该页面查看自己所管辖区域保护装置的安全状态，对存在误动保护采取对应措施，将相关信息生成表单通过WEB传至调度中心。系统设计基于微软公司的.NETFramework4.0，采用三层架构：数据访问层、业务逻辑层以及表示层。将业务规则、数据访问、合法性校验等在业务规则层进行处理，客户端表示层不直接与数据库进行交互，而是将数据传递给业务规则层，再经由业务规则层与数据访问层进行交互。每一层只实现相对独立的功能,当任何一层发生变化时，只要保持层间接口关系不变，其它各层都不受影响。编程语言采用C#.NET4.0，开发工具采用VisualStudio.Net2010，采用ASP.NET4.0以及Silverlight新技术，Web服务器采用Windows操作系统自带的IIS，数据管理采用网络数据库MSSQLSERVER2008，数据库访问技术使用最新的ORM技术LINQTOENTITY等，实现基于网络的、具有较强实用性、高度可扩展、开放、灵活的保护装置在线校核预警系统。六、技术经济指标(1)实用性和通用性：完全适用于在线校核的需要，使用简单直观，功能强大，稳定可靠，具有友好的用户界面和良好的用户体验。(2)先进性及主流技术：系统整体上从资源配置(包括系统结构、硬件设置、软件设计)到功能设置都应采用先进的计算机及网络技术，在国内同行业具有领先水平，具有一定的超前性和较长的产品生命周期。(3)可靠性和安全性：系统应具备较高的可靠性，工作稳定，便于维护，具有强大的容错和冗余能力；系统具有优良的安全保密级制度。(4)可扩展性和可伸缩性：在系统的体系结构上，以及软件设计，系统能较好地适应功能扩展，可按实际情况灵活配置系统。七、已有研究基础成都电业局已具备实施系统所需的网络硬件基础设施，为本项目的研究和开发奠定了良好的基础。合作单位为四川大学电气信息学院吕飞鹏教授项目组。该项目组先后承担了四川省应用基础研究项目、四川省电力公司、重庆市电力公司、云南省电力公司、江西省电力公司、成都市电业局、西昌电业局、攀枝花电业局、阿坝公司、四川省电力培训中心、浙江省萧山供电局、临安市供电局等单位的多项科研项目，所负责研究开发软件项目“电力系统继电保护综合计算及管理智能系统”先后获得“四川省电力科技进步一等奖”、“重庆市电力科技进步二等奖”，“重庆市科技进步三等奖”等。已在核心期刊和重要学术会议上发表论文六十余篇。该课题组成员有较强的科研能力和丰富的软件开发经验，对.NET框架分布式技术和WF工作流技术有较深入研究和多年应用经验，为江西省电力公司开发成功了基于Web的电力市场中实时经济调度软件、在线监视平台Web管理系统，基于Web的成都电业局基层班组任务控制管理系统，基于Web的浙江省临安市供电局继电保护管理信息系统、西昌电业局继电保护定值单管理系统等。