李春杰1，王东海1，王敏珍2，陈 东1
(1.国网上海浦东供电公司，上海 200122；2.国网上海市南供电公司，上海 200233)
摘 要： 继电保护是电力系统的重要组成部分,是保证电网安全稳定运行的重要技术手段。正确合理的继电保护定值是继电保护正确动作的前提条件。为避免继电保护定值成为隐含故障源，本文通过建立定值模块、定值智能逻辑库等方法，提出对继电保护定值智能化校验的设计思路，探讨研究保护定值阀值风险智能化预警、保护定值上下级自动校验，以及校验结果图形化等功能，以精确定位保护定值的风险点，消除安全隐患点，提高电网异常、事故时保护设备动作及时性、准确性和有效性，进一步提高工作质量、减轻工作负荷和提升保护定值的管理能力。
0 引言
继电保护作为保障电力系统安全稳定的第一道防线，世界各地发生的停电事故中，多次事故的扩大都与继电保护有关，保护定值不正确被认为是继电保护系统中的一类重要隐含故障源[1-3]。伴随着电网规模不断更新扩大，结构日趋复杂，电网间的联系也日趋密切，为适应工业的不断发展，电力工业也加快了电网的建设和改造。因此，电网的安全稳定运行也越来越受到人们关注，而作为保证电网安全稳定运行的重要技术保障，继电保护也就显得尤为重要，相应的对继电保护的整定工作要求也越来越高，难度和工作量也越来越大。
继电保护整定计算是一项复杂的工作，主要包括主保护和后备保护两部分整定工作。主保护的整定计算涉及的定值往往仅与保护的设备相关，基本不需要上下级配合，计算相对简单。后备保护的整定计算涉及到的定值往往需要上下级保护之间的相互配合，主要包括过电流保护、零序电流保护、相间距离保护和接地距离保护的各段定值，计算比较复杂，往往需要较多的人工参与，且工作量较大。本文结合继电保护定值特点，通过研究建立上下级保护定值配合和定值边界智能逻辑库，利用定值自动校验、曲线自动化，快速定位定值隐藏风险点，以提高电网故障时保护设备动作的及时性、准确性和有效性。
1 现状分析
由于上下级定值的配合关系没有实现信息系统化，应用模式缺少自动化、智能化功能，上下级定值配合是否正确往往需要花费大量的时间来进行定值校验工作，生产效率较低。
虽然国内部分电网针对地区电网的继保定值管理都有了一定的研究，但由于不同电网的结构特点和发展水平不同，各级调度对继保定值管理的方式也有所区别。对继保定值管理的多数研究主要是基于主配分离的应用模式，往往研究对象仅仅是保护设备本身，同时针对继保定值曲线信息化管理缺乏相应的理论研究[4]。
总的来说，现有定值管理上下级定值配合系统关联性弱，需要多系统、多界面调用等缺点，定值配合曲线大多采用纸质绘图方式，自动化、智能化有待加强。
2 定值智能化校验功能设计
以上海地调现有技术支持系统OMS中的本地化特色需求为导向，在保留现有继保管理信息化成果基础上，对地调定值系统进行优化设计，系统定值优化设计图如图1所示。
定值智能化校验功能设计主要分四大模块:定值模块、定值逻辑库、定值智能校验、定值校验图形化。
2.1 定值模块设计
(1)定值字段化存储
定值内容字段化存储方式模块是实现定值智能
化校验的关键。定值内容字段化存储方式，具备复制、剪切、粘贴全部定值或部分定值内容功能；具备基于网格化的填报界面；利用定值单类型，直观、方便、迅速按照模板生成定值单信息。
(2)定值模板管理
定值模板管理可实现定值项的可解析性，便于与其他系统统一规范接口方式，实现定值单内容和形式的完全自定义，适应不同地区调度管理需求。改变以往对定值管理基础数据的依赖关系，促进基础数据质量的改善，并在工作完成进度等方面提出更高的要求，提高系统模块的实用性。
2.2 定值逻辑库设计
根据智能逻辑库中的公式将各保护项统一转换成电流保护，所述的过流保护或零流保护包含电流值和时间值，在定值自动校验前需要创建自动校验所采用的逻辑库。除开电流保护，其他需要转换的保护项主要包含：距离保护、电压保护等，按照不同保护类型和不同电压等级的转换公式如表1所示[5]。
2.3 定值智能化校验设计
对新投设备开展保护整定工作、上下级定值发生变化、配合事故分析以及各类专项定值普查等工作时，需要对区域内定值进行校验，通过定值模块中已字段化的定值和定值逻辑库中转换规约，对经处理的统一规范的定值进行智能化校核。
（1）定值边界校验
在定值管理的过程中，依据被保护的电压等级、保护类型等，将定值项整定经验值设置成定值阈值，在继电保护人员开展整定工作时，如果保护定值超过所设定的定值阈值，则通过系统阈值预警以作提醒。
以图2变电站为例，该变电站内含两个主变，主变高压侧（A）、主变低压侧（B），以及线路1（C）～10都配置继电保护。
由图可得，主变低压侧B处设置的继电保护为所供I段和II段母线出线的上级保护，设定主变低压侧后备过流保护定值为（IA=3 234 A，TA=2.3 s），则根据式（1）和式（2）[6-7]，其下级所有出线后备保护的上限阈值应该设定为（IB=2 940 A，TB=2 s），如果下级线路后备保护定值超过该阈值，校验结果警示“整定错误”，以达到自动校验的功能。
IA≥K×IB（1）
式中,IA为上级保护定值，IB为下级保护定值，K为可靠系数，一般K≥1.1
TA≥TB+△t（2）
式中,IA为上级保护时间，IB为下级保护时间，△t≥0.3。
（2）定值上下级配合校验
随着电网短路容量的变更，定期会有大量的定值普查工作，而且为了配合事故分析，需要高质量、高效率的完成校验工作，以确定保护是否动作正确。通过定值逻辑库规定的转换公式，将所涵盖的不同保护类型转换成电流保护，利用公式1和公式2，对该站主变高压侧、低压侧、所有出线的上下级保护定值进行校验（如图2中的A、B、C处配置的保护定值），而且通过图1中设备模型关联功能，可以将整个电网上下级设备的后备保护（不同电压等级、不同设备）定值进行快速普查，极大提高工作效率，提升电网安全。
3 定值校验可视化
随着电网边界的扩大，定值单数量的增加，采用手工绘图和储存的方法已经不能满足发展的需要。基于定值智能化校验的基础上，将结果更直观、形象的以曲线形式展示，达到可视化的效果，提供保护定值门槛风险提示，有效警示上下级定值配合问题，帮助整定人员敏锐觉察上下级定值配合中的电网风险，为电网稳定、可靠运行提供了科学的技术手段。
通过图1中校验图形化（定义保护的电流、时间的图形化）模块设计，采用手动绘制曲线和自动绘制曲线两种方式将保护定值形成定值曲线。
（1）手动绘制定值曲线
以主变低压侧保护B（IB=2940A，TB=2 s）,线路保护C（定时限：IC=2240A，TC=0.5 s；一般反时限：I0P=560A，T=0.2 s）为例，输入定时限和反时限定值，依据可选择的保护类型（反时限、定时限、距离、电压保护等）生成定值曲线，实现多个曲线对比，效果图如图3所示。
（2）自动绘制定值曲线
利用一、二次设备关联关系以及设备网络拓扑关系进行电网多个设备的定值普查和曲线绘制，减少员工的工作量、避免设备参数信息重复查找，确保工作高效率的完成，自动绘制逻辑图如图4所示。
4 总结
随着计算机技术及其相关领域的进一步发展，特别是智能技术的不断发展，实现继电保护定值校验的智能化。本文提出对继电保护定值边界校验、定值上下级配合校验，以及校验结果图形化等功能的研究，以提高整定人员的工作效率和工作质量，减少定值不配合带来的各种电网事故，具有良好的实用价值和应用前景。
参考文献
[1]LI Feng，XIE Kai．Analysis on the disturbance of UCTE interconnected system occurred Of Nov.o4，2006[J]．Electric Power，2007，40(5)：90-96.
[2]TAYLOR C W ，ERICKSON D C．Recording and Analyzing the July 2 Cascading Outage Western USA Power System[J]．IEEE Computer Applications in Power，1977，10(1)：26-30.
[3]Liu Chenching，Jung Juhwan，Heydt G T，et a1．The strategic power infrastructure defense（SPID）system（a conceptual design）[J]．IEEE Control System Magazine，2000，20（4）：4O-52．
[4]杨增力，石东源，杨雄平，等.继电保护整定计算软件的通用性研究[J]．电力系统自动化，2007，31（14）：89-93．
[5]崔家佩，孟庆炎，陈水芳，等.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M]．北京：中国电力出版社，1997．
[6]贺家李.电力系统继电保护原理[M]．北京：中国电力出版社，2004．
[7]张保会，尹项根.电力系统继电保护[M]．北京：中国电力出版社，2006.
