｜ ｜ｌ 翌 ＣｒＲ Ｃ ＰＯＷＥＲ 厂≥一 … ……… …… ｍ 熊电力德崽鬻 专家－ 中图分类号：ＴＭ７７；ＴＰ３１９ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１６７２－４８４４（２０１１）１１－００４７－０４ 摘要：目前的继保整定软件大部分都是基于Ｃ／Ｓ模 式，人机交互页面不够直观，一般是安装在本地服务 器上，运行效率不高。为特定用户单独开发，软件适应 性差。不能为多个单位同时使用。因此研究开发了一 套基于Ｂ／Ｓ模式的继电保护整定系统。从系统的设计 原则和目标、系统的架构和系统实现的主要功能进行 了介绍。系统实现了并行计算。减少了数据传输置。克 服了Ｂ／Ｓ模式的软件对网络带宽要求高的缺点。系统 具有良好的人机交互界面，清晰的系统管理机制，强 大的故障计算功能和保护整定功能。 关键词：继电保护；整定：Ｂ／Ｓ 继电保护整定系统实用性研究 王利赛’，张永浩 。李丹’，杨明玉 （１．华北电力大学，河北保定０７１００３；．北京中恒博瑞数字电力科技有限公司，北京１０００８５） ０引言 继电保护（以下简称继保）整 定是电力系统的一项常规工作， 由于电力系统的不断壮大，继保 整定工作量不断加大，大批的继 电保护整定软件应运而生。目前 存在的继保整定软件大部分的功 能比较类似，即可以进行图形建 模、故障分析和计算、保护配置和 整定。这些功能为继保人员提供 了强大的武器，减少了工作量。 Ｃ／Ｓ模式，人机交互页面不够直 观，一般是安装在本地服务器上． 运行效率不高。为特定用户单独 操作方便，人机交互界面良好，可 进行图形化建模、设备参数管理、 方式管理与网络拓扑分析、故障 分析、系统等值计算、线路保护定 值和元件保护定值整定计算、继 电保护专业数据管理等。 开发，软件适应性差，不能为多个 单位同时使用。软件一般是面向 对象的开发，可扩展性差［ 。 针对这些特点，进行了一系 列研究，开发了一种新的继电保 Ｉ系统设计原则及建设目标 １．１设计原则｛ 护整定软件。该软件系统基于ＢＩＳ 模式，网页操作，可以安装在计算 机中心，进行并列运行，提高工作 效率；系统按权限登录，可以为不 同单位提供保护整定服务。系统 １）保证松耦合性。各个服务 之间的耦合度应该尽可能地降 低，以使得服务之间不互相依赖， 目前已有的软件大都是基于 ２０１１年第９卷第１１期而 剑幽堕 电力信息安全专家 ………一… … ………………… ＥＬＥＣＴＦｔｌＣ ＰＯＷＥＲ ｌＴ 也就是一个服务获得另一个服务 的数据，另外一种是文件型数据。 关系型数据库中的数据包含如下 几个部分：图形、一二次设备属 的各个子功能分别封装成服务．通 过服务总线相互联系，互相调用。 ５）Ｗｅｂ服务器层：应用服务 的同时依旧保持服务的独立性的 条件，从而得以实现整个体系的 快速响应。 ２）可重用性。服务开发采用 性、拓扑关系、潮流信息、日志信 息、计算结果信息等。文件型数据 主要来自于ＥＭＳ从Ｉ／ＩＩ区发过来 部署在Ｗｅｂ服务器上，用于支持 客户机的Ｗｅｂ浏览访问，可以支 持多个用户访问。 单实例多用户技术，使所开发系 统能够适用于多个用户。 ３）可扩展性。保证系统有良 好的扩展接口，为其他服务的不 断完善提供接口。 ４）安全性和高可靠性。继电 保护对于电力系统的重要作用决 定了系统在数据的存储、加工、计 算、传递所有环节必须坚持安全 性和高可靠性原则。 １．２建设目标 系统的建设目标可概括为以 下２方面。 １）基于Ｂ／Ｓ模式的整定计算． 实现全局一张网，分区建模，分层 展示，定值优化，故障计算等实现 ：ｖｒ－行化。 ２）建立分级的用户权限体系， 实现继电保护整定计算系统的安 全先登录；构建统一图形平台，实 现网络拓扑统一管理和电网全状 态管理；各种计算实现并行化处 理，提高计算速度；数学模型动态 分区，降低数学模型阶数，彻底解 决大电网应用的计算速度问题： 实现面向原理、面向装置２种独 立整定功能。 ２系统架构设计 系统设计架构如图１所示。 从下至上分别为数据库层、基础 服务层、应用服务层、服务总线、 Ｗｅｂ服务器层、用户层。 １）数据库层：包含２种类型 的数据，一种是关系型数据库中 ２０１１年第９卷第１１期 ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ ＩＴ 的数据文件包和实时信息。 ２）基础服务层：为用户提供 ３系统逻辑架构 最基本的管理服务，包括模型服 在软件开发过程中。逻辑架 务、图形服务、权限管理服务、数 构决定了一个系统的稳定性、可 据管理、系统管理、日志服务、告 扩展性、兼容性和可重用性，是系 警服务和工作流服务等。 统成功的关键。 ３）应用服务层：为用户提供 本系统从逻辑上分为４层 具体的实际操作性服务，包括拓 （见图２），分别为：展现层、业务 扑分析、短路计算、整定参数计 逻辑层、控制层和数据库层。 算、整定计算、定值校验、装置特 １）展现层：用户界面，按照通 性校验等。 用的软件界面风格设计．包括菜 ４）传输层：也就是服务总线． 单栏、工具栏、状态栏、工作区、表 它是系统的信息交互中心。系统 单等。 用户１ 用户 … … ‘ ｗｅｂ服务器 Ｉ ｌ 服务总线 Ｉ ｌ ｌ 圆圈匾 整计定ｌ算ｌ ｌ校定值ｌ核ｌ ｌ特装置性动校作ｌ核ｌ ｌ Ｉ Ｉ堡 Ｉ Ｉ堂竺壁 Ｉ Ｉ 塑竺 Ｉ ｌ墨竺笪堡ｌ 回 司厂 ｌ ｌ ｌ ｌ关系型数据库ｌ ｌ文件型数据库ｌ 图１系统架构 Ｆｉｇ．１ Ｓｙｓｔｅｍ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ 用户界面 访问权限控制及通用数据访问接口 ［至 ］ 数据库层 ［困 图２系统逻辑架构 Ｆｉｇ．２ Ｓｙｓｔｅｍ ｌｏｇｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ＥＬＥＣＴＲｉＣ ＯＷ鞋 ｉＴ …… … …… ・ … … ～ ２）业务逻辑层：是本系统的 核心，是整定计算系统功能要求 的具体体现。 ３）控制层：包括数据访问权 限控制及通用数据访问接口。数 据访问权限控制的目的是为了保 证数据的安全性：而通用数据访 问接口设计的目的是为了保证系 统适应现场数据库环境的灵活 性，使得系统可以平滑无缝地根 植于不同类型的数据库，而不会 由于不同类型数据库而导致新的 代码开发。 ４）数据库层：包含２种类型 的数据，一种是关系型数据库中 的数据，另外一种是文件型数据。 关系型数据库中的数据包含如下 几个部分：图形、一二次设备属 性、拓扑关系、潮流信息、日志信 息、计算结果信息等。文件型数 据主要来自于ＥＭＳ从Ｉ／ＩＩ区发 过来的数据文件包以及实时信 息文件包。 ４系统功能设计 ４．１分权限登录 系统按权限登录．通过用户 名密码登录网页．不同权限的用 户对系统的操作功能所持有的权 利不同。系统超级管理员可以对 系统拓扑图、系统参数等进行修 改，还可以对系统进行所有功能 的操作，不受限制，并且可以给其 他人员按照职位给予不同的权 利。例如继保整定人员只有浏览、 故障计算、整定计算、打印等权 利，而不能通过网页修改系统的 参数。 由于系统布置在数据中心， 并且采用并行处理技术．所以可 以快速地对操作进行计算，并将 计算结果传送到客户端，用户只 需要进行一些基本的设置就可以 了．且不必担心网络带宽的问题。 ４－２图形建模 只有超级管理员才ｎ－ｆ以对系 统的网络拓扑图进行修改和图形 建模及数据维护。 系统继承了之前继保软件的 功能．电力网络拓扑及参数录入 按照分区分层进行，方便查看，易 于查找，减小了图形规模。根据电 压等级或厂站管理等实现分层管 理，建立区域厂站树进行导航，层 次清晰。 ４．３保护配置和整定计算 系统可以对电力网络进行保 护配置，包括保护装置和保护功 能配置，也就是说系统不仅可以 为用户提供原理级保护（如阶段 式过流保护、相间距离保护、四段 式零序电流保护等），还可以进行 装置级保护，建立各种类型的保 护装置。 系统还可以进行原理级保护 整定及保护装置级整定．也就是 连同保护装置所需要的辅助参数 也可以进行计算，而不需要人工 手算。 同时整定原则可以选择采用 专家库直接进行整定．也可以按 照本地的习惯进行单独设置．同 时满足了通用性和专一性要求。 ４．４继保定值优化ｔ６－ａｔ 系统采用遗传算法进行优 化，并把遗传算法进行了并行处 理。采用并行计算技术中的主从 式方法，每个ＣＰＵ处理一定数目 的遗传个体，并将计算的适应度 返回到主节点，由主节点进行选 电力倍爨安垒专家－ 择、交叉和变异，将新产生的个体 传到其他主机进行适应度计算， 如此往复，直到得到最优定值。这 种算法解决了死锁问题以及解环 问题。 ５结语 继电保护整定系统具有运行 效率高，界面友好，使用方便等特 点。Ｂ／Ｓ模式能够大大简化客户 端，易于软件的部署、更新，数据 共享度高。 客户端的功能相对减弱，但 由于系统采用并行计算，所以无 需传输大量数据，电力系统本身 的内部网络就可以满足这一要 求。所以本系统的应用性很强。随 着云计算的发展．应用范围也会 越来越广。 参考文献： 【ｌ】王慧芳．继电保护整定计算软件中的若 干问题分析叨．继电器，２００６，３４（１２）：１４－ ｌ９． ＷＡＮＧ Ｈｕｉ—ｆａｎｇ．Ｓｅｖｅｒａｌ ｑｕｅｓｔｉｏｎｓ ｉｎ ｒｅｌａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．Ｒｅｌａｙ， ２００６，３４（１ ２】：１４－１９． 【２１李银红，王兴华，骆新，等．电力系统继电 保护整定计算软件的研究【ＪＪ．继电器， ２００１，２９（１２）：５－７． ＬＩ Ｙｉｎ－ｈｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｘｉｎｇ－ｈｕａ，ＬＵＯ Ｘｉｎ， ｅｔ ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｒｅｌａｙ ｐｒｏｔｃｅｔｉｏｎ ｓｅｔｔｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ［Ｊ］．Ｒｅｌａｙ，２００１，２９（１２）：５－７． 【３１邓健，宋玮．基于组件技术的继电保护 整定计算软件的设计与实现［Ｊ】．继电器， ２００４，３（６】：４４－＿４８． ＤＥＮＧ Ｊｉｎａ，ＳＯＮＧ Ｗｅｉ．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅａｌ— ｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｒｅｌａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ Ｏｌｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｔｃｅｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］．Ｒｅｌａｙ， ２ｏＯ ３（６）：４４ ８． ［４】唐茂林，王伟．基于保护装置模板的四川 线路继电保护整定计算系统『Ｊ１．电力系 ２们 蔓警９Ｉ孝兰１１竺●曩 。… …＊ ・ ・ －・・・・・… ………ＥＬＥＣＴＲｌＣ ＰＯＷＥＲ ｌＴ 电力信息安奎专家１一■■■＿—ｒ 统保护与控制，２００９，３７（１５）：９５—９９． ＴＡＮＧ Ｍａｏ—ｌｉｎ，ＷＡＮＧ Ｗｅｉ．Ｌｉｎｅ ｐｒｏｔｅｃ— ｔｉｏｎ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｓｉｃｈｕａｎ Ｐｒｏ— ｖｉｎｃｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅｓ ｍｏｄｅｌ Ｑｕａｎｔｕｍ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｗａｒｍ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｐａｒ－ ｌｌａｅｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，２０１０，４６（２）：３４－３６． ¨｜曩 帕● ＿ 王利赛（１９８７一），女，河北 ［８］赵建立，范春菊，乐全明，等．基于改进粒 子群算法的继电保护定值优化『Ｊ］．继电 器，２００７，３５（２２）：６－９． 石家庄人。硕士研究生，从事 电力系统继电保护及自动化 控制方面的研究： ［Ｊ】＿Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｍｌ， ２００９，３７（１５）：９５－９９． 【５］胡鹏飞，吕飞鹏．基于ＭＳ．ＮＥＴ的多层分 Ｚｈａｏ Ｊｉａｎ—ｌｉ，Ｆａｎ Ｃｈｕｎ－ｊｕ，Ｙｕｅ Ｑｎａｎ— ｍｉｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ ＳＷ￣Ｉｌｌ ａｌｇｏ— ｉｔｒｈｍ ｏｆ ｒｅｌａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｔｉｎｇ ｖａｌｕｅ叩一 张永浩（１９６４一），男，山西 布式继电保护图模一体化系统研究［Ｊ】． 继电器，２００５．３３（２１）：７４－７８． ＨＵ Ｐｅｎｇ－ｆｅｉ，ＬＶ Ｆｅｉ—ｐｅｎｇ．Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｍｕｈｉ—ｌａｙｅｒ ｄｉｓｔｉｂｕｔｒｅｄ ｇｒａｐｈｉｃ ａｎｄ ｍｏｄｅｌ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｒｅｌａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ 阳泉人，高级工程师，从事电 力系统整定计算、电力生产管 理系统等软件的方向策划与 ｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｒｅｌａｙ，２００７，３５（２２）：６－９． 责任编辑张钦芝 收稿日期：２０１１－０９—０８ 设计工作： ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＳ．ＮＥＴ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｒｅｌａｙ， ２００５，３３（２１）：７４—７８． ［６］李银红．超高压电力系统继电保护整定 计算理论研究及系统开发［Ｄ］．武汉：华 中科技大学．２００３． 李丹（１９８５－），女，吉林长 春人，助理工程师，从事电力 系统继电保护工作： 杨明玉（１９６５一），女，湖南 ［７］成新文．自适应免疫量子粒子群优化并 行算法［Ｊ］．计算机工程与应用，２０１０，４６ 邵阳人，副教授，从事电力系 统微机继电保护方面的研究 （２）：３４－３６． Ｃｈｅｎｇ Ｘｉｎ—ｗｅｎ．Ｔｈｅ ａｄａｐｔｉｖｅ ｉｍｍｕｎｅ 和教学工作。 Ｐｒａｃｔｉｃａｌｉｔｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｒｅｌａｙ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｔｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＷＡＮＧ Ｌｉ－ｓａｉ ，ＺＨＡＮＧ Ｙｏｎｇ－ｈａｏ２，ＬＩ Ｄａｒｔ ，ＹＡＮＧ Ｍｉｎｇ－ｙｕ （１．Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂａｏｄｉｎｇ ０７１００３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｏｉｎ Ｂｒｉｇｈｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｓｅｖｅｒａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｒｏｕｎｄ ｒｅｌａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ａｄｏｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｃ／Ｓ ｍｏｄｅｌ， ｕｎｆｒｉｅｎｄｌｖ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ．１ｏｗ ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｏｎ ｌｏｃａｌ ｓｅｒｖｅｒ ａｎｄ ｂａｄ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｆａｂｏｖｅ ｉｓｓｕｅｓ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｓ ａ ｒｅｌａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｂ／Ｓ ｍｏｄｅ１．Ｕｓｉｎｇ ｐａｒａｌｌｅｌ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｒｅｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ｄａｔａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｕｎｔｅｒａｃｔｓ ｔｈｅ ｎｅｅｄ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｎｅｔｗｏｒｋ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｉｍｐｏｓｅｄ ｂｙ Ｂ／Ｓ ｍｏｄｅ１．Ａｎｄ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，ｃｌｅａｒ ｓｙｓｔｅｍ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ， ｐｏｗｅｒｆｕｌ ｆａｕｌｔ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｔｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｅｌａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｓｅｔｔｉｎｇ；Ｂ／Ｓ 国 ２０１１年第９卷第１１期 ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰｏＷＥＲ ＩＴ