PTS 9500电网继电保护运行及故障信息处理系统_电网继电保护运行整定
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PTS 9500电网继电保护运行及故障信息处理系统
(主站系统)技术说明书(简缩版V2.0)
随着我国电力体制改革的深入和电力建设的快速发展,对继电保护运行、事故分析和电网运行的管理水平和决策能力提出了越来越高的要求。尤其在发生严重故障或复杂故障的情况下,如何能使调度值班人员和继电保护运行管理人员及时准确地了解故障情况,快速地判断故障发生的地点、故障性质及严重程度,科学地分析故障原因,并采取及时正确的措施缩小故障范围、避免事故扩大、减少故障损失,是摆在各级电网调度部门面前的重大课题。
近年来,国内许多省不同程度地开展了继电保护运行及故障信息处理系统的试点工作,但由于各省的要求和网络基础条件的差异,这些试验系统的功能、标准、实施模式和实用化程度不尽相同。计算机技术、通讯技术和网络信息技术的发展,使电网的运行管理、保护、控制等各方面都发生了很大的变化。系统和设备的信息采集、加工、传送、共享和综合利用,在当今的网络和软件技术推动下已变得日益普及。统一规划、分步建设一个通过网络将各级调度与变电站、发电厂、集控中心联接起来,实现继电保护运行管理、故障分析、辅助决策等主要功能,并与现有的变电站综合自动化系统、EMS系统、MIS系统等互通互联的电网继电保护运行及故障信息处理系统,已为大家所共识。
按照原国家电力公司《全国电力调度系?quot;十五“发展计划纲要》和《建设国际一流电网调度机构考核实施细则》的要求,建设一个技术先进、安全性高、可靠实用、开放性好、可扩展性强的继电保护运行及故障信息处理系统,是各级调度机构的当务之急。
江苏东大金智软件股份有限公司充分运用自身在电力、计算机、网络、通信等方面的技术优势,结合公司对电力自动化、信息化的深刻理解和实践,在分析总结当前国内外继电保护领域管理、运行、故障分析的技术、经验和用户要求的基础上,开发了国内领先、实用化程度高的PTS9500继电保护运行及故障信息处理系统。
系统的主要特点
◇ PTS9500继电保护运行及故障信息处理系统,是东大金智结合江苏、福建、贵州等省系统建设的特点和需要的基础上开发的,系统具有以下主要特点:
◇ 主站与子站的规划设计遵循统一规划、分开实施的原则,确保了系统的开放性、规范性,为系统的升级和维护提供了保障,充分保护用户的利益。
◇ 系统的通信标准和信息规范在遵循国际标准的基础上,根据系统的实际要求进行必要的补充修改。所有规约和标准由用户、主站方、国内主要的子站开发商共同参与确定,并对用户开放。◇ 系统有较长的实际运行经验,稳定性高;项目实施的工程化程度高,工程实施周期短。
◇ 主站系统已与国内主要子站供应商成功地实现了工程接入,包括南瑞保护、南瑞科技、国电南自、南京中德、北京四方、南京银山、上海晟泰等。
◇ 系统基于广域网,能适应ATM/SDH/以太网等多种变电站网络接入模式和各种网络技术。
◇ 系统基本功能完整实用;高级应用功能先进适用,可维护性强。功能模块可根据不同的需要灵活配置。
◇ 软件系统采用结构化、模块化的设计思想,大量采用中间件和模块化的应用软件,大大提高了整个系统的灵活性和可扩展性。
◇ 系统采用了专业化的图形平台,具有功能强大的图形编辑功能,图形与元件对象绑定,对象与属性参数相绑定,实现了图模一体化,并具有网络拓扑功能,保证了图形界面的智能化维护功能,满足实时监控和管理的双重需要。
◇ 系统采用标准的商用关系数据库语言(SQL)和高级程序开发语言(VC),保证了系统对硬件(IBM/HP/DELL等)的适应性和对操作系统(UNIX/WINDOWS)、数据库(ORACLE/DB2/SYBASE/SQL SERVER)的可移植性。◇ 系统具有丰富的接口功能,可与MIS、DMIS、安控、GIS、整定计算等系统实现互联。
◇ 系统具有智能化维护功能。当系统发生变化时,仅需要在地理接线图中修改相应的设备并输入相关信息后,故障信息系统能自动更新。
系统总体方案 ● 系统典型结构
图1为一典型的整体系统结构图。图
2、3为典型的主站系统结构图,其中图2为经济型配置,图3为标准配置。在图3所示的系统中,采用双机互备的通信服务器和数据库服务器,设保护、调度专业工作站,网关实现本系统与其它系统的隔离;主站与子站之间的通信采用网络为主、拨号为辅的方式。在图1 中,子站对上通信一发多收,可以同时满足省调、地调等的需要,对下与保护和录波装置间采用串口或现场总线,与综自系统间采用串口或以太网方式,综自系统需要的保护信息由子站提供,本系统与远动采用相对独立的网络通道。
● 引用标准及参考标准
◇ IEC-870-5-101,基本远动任务的配套标准。
◇ IEC-870-5-103,保护设备的信息接口的配套标准。◇ IEC-870-5-104,利用标准传输规约的网络接口。◇ ANSI/IEEE C37,111-1991,COMTRADE格式。◇ ANSI/IEEE C37,111-1999,COMTRADE格式。◇ DL 516-93,电网调度自动化运行管理规程。
◇ DL/T 623-1997,微机继电保护装置运行管理规程。
◇ DL/T 559-1994,220~500kV电网继电保护装置运行整定规程。◇ DL/T 584-1995,35~110kV电网继电保护装置运行整定规程。
◇ DL/T 623-1997,电力系统继电保护及安全自动装置运行评价规程。◇ DL/T 553-94,220-500KV电力系统故障动态记录技术准则。◇ GB2887,计算站场地技术要求。◇ 国家电力公司一号令,国家电力公司关于严肃调度纪律确保电网安全运行的规定。2002年5月。◇ 继电保护及故障录波器信息处理系统技术规范(试行),国电华东电力调度通信中心,2001年11月。
◇ 江苏电网继电保护运行及故障信息处理系统接口标准与信息规范(试行),江苏省电力公司电网调度中心,2002年1月。● 系统的用户
PTS9500继电保护运行及故障信息处理系统分为四类主要用户:调度运行人员、继电保护人员、有关领导及安监人员、电网研究分析人员。◇ 为调度运行人员提供:
→ 电网故障信息,如故障时间、地点、性质等。
→ 保护装置等的动作信息,如动作时间、动作类型、动作结果等。
→ 故障测距、故障诊断等结果。
→ 保护装置等的故障信息,如CPU故障、电源故障等。→ 保护装置等的状态信息,如保护投退等。
→ 其他相关信息。
◇ 为继电保护人员提供:
→ 为调度人员提供的所有信息。
→ 故障录波分析工具,如波形分析、相位分析、谐波分析等。
→ 故障测距分析工具,包括单端测距、双端测距、非同步测距等。
→ 故障诊断分析工具,利用专家系统诊断发生故障的元件和故障性质等。
→ 保护动作行为分析工具,根据保护原理、整定和实际故障参数,分析保护动作行为的正确性。
→ 运行管理工具,如定值远方校核整定、电网事故报告的生成发布、动作统计考核、装置投入率统计考核、信息整理归档等。
◇ 为有关领导及安监人员提供WEB信息查询:
→ 电网事故信息。
→ 保护动作信息。
→ 故障分析报告。
→ 统计、考核情况。
→ 其他有关信息。
◇ 为电网研究分析人员提供:
→ 历史记录数据。
→ 故障相关信息,如暂态负荷特性等。
→ 电网结构和运行参数变化的情况。
→ 全网范围的其他有关数据。
系统基本功能 ● 功能结构
PTS9500继电保护运行及故障信息处理系统主站采用Client/Server和Browse/Server相结合的结构,Server端包括通信接入、消息中心、数据库管理和WEB服务等部分,Client端包括应用分析程序和WEB查询。
PTS9500主站系统的基本功能中,不含一次设备的台帐参数管理、定值单管理、检修申请单、阻抗图定值图的管理等,因为这几部分通常已在DMIS系统中完成,本系统可以通过接口方式实现信息共享。对于一些未在DMIS系统中实现上述功能的用户,本系统可以另外提供上述应用模块。主站系统的基本应用功能如图所示:
◇ 主站与子站的接口
接口标准
→ 通信方式
以网络通信为主,拨号方式为备用。也可根据现场实际情况,采用其他的通讯方式。
→ 网络协议
TCP/IP。
→ 通信规约
IEC870-5-10
1、10
3、104等。
→ 数据格式
事件描述采用IEC870-5-103定义ASDU报文,扰动数据采用COMTRADE。◇ 接口数据
→ 系统初始化信息
103相关的组标题、运行定值组(描述、量纲、量程)、运行模拟量(描述、量纲、量程)、软压板描述等。
→ 正常运行信息
电网正常运行情况下,保护装置的运行定值、区号,各种模拟测量值、遥信开关量,故障录波装置的运行定值、压板和运行状态信息,以及其他装置的相关信息。
→ 故障信息
保护和故障录波动作信息,故障原因,故障相别、跳闸相别及故障录波数据等。
→ 自检信息
保护、录波装置自检异常的信息,如CT断线、EPROM出错等,子站管理机本身的自检信息。
→ 历史信息
存放在子站管理机上的各种历史信息,包括故障信息、录波信息和自检信息等。] 主站高级应用功能
系统性能指标
● 主站系统主要技术规范
◇ 通信服务:单机或双机热备,WINDOWS/UNIX操作系统。
◇ 数据库:单机或双机热备,WINDOWS/UNIX操作系统,ORACLE/SYBASE/DB2/SQL SERVER数据库。◇ 应用服务:WINDOWS 9X/2000/XP。◇ WEB服务:IE4.0以上。◇ 最大可接入子站数:200个。◇ 系统可同时处理的子站数:8个。◇ 信息存储容量:5年。● 网络通信主要技术规范
对网络系统的要求
典型的网络系统方案如下图所示:
PTS9500继电保护运行及故障信息处理系统可适用于变电站采用ATM/SDH/以太网接入,变电站-(县)-地-省广域网采用ATM/SDH,局域网采用以太网/千兆网/的网络环境,具有全省性广域网运行的丰富实际经验。
变电站采用SDH/ATM/以太网接入时的相关网络结构如下图所示:
地调端的相关网络接入示意图如下:
系统实施建议
继电保护运行及故障信息处理系统的推广实施,通信与网络是关键。因此,在实施前,首先应充分了解各变电站内保护和录波装置的通信接入能力及变电站对外的网络接入能力,先解决变电站的对外出口问题,后解决变电站内设备的接入问题,变电站内设备的接入可以先易后难,逐步接入。从变电站到地市再到省,确保信息能通过全省广域网进行传输。
在实施启动前,建议组成统一的领导小组和执行小组,负责保护、通信、自动化及信息、生技、基建等方面的组织协调工作,以及协调处理厂站设备原有生产厂家、子站厂家、主站厂家之间及与省地电力公司之间的相互关系。
其它实施建议如下: ● 确定子站的标准
硬件配置、操作系统;对下通信的接口标准;标准配置/最大可扩展的接口数量;标准配置/最大可扩展的的模块化规约的种类与数量;标准配置/最大可扩展的开关量采集点数;GPS精度与对时方式,GPS最大可输出的路数;采集主要的保护和录波装置信息的内容、格式、标准术语;对上通信方式、通信协议、规约和数据格式;对上通信信息的内容、代号、标准术语等;子站的人机界面与当地应用功能等。● 确定主站的标准
硬件配置、操作系统、数据库;基本应用功能、高级应用功能;与子站的通信方式、通信协议、规约和数据格式,通信信息的内容、代号、标准术语等;与EMS、DMIS等外部系统的接口;人机界面、系统管理、系统配置、系统维护的功能和工具等。● 统一规划、分步实施
在确定上述标准的前提下,按统一规划、分步实施的原则建设。子站原则上可以通信条件决定实施的先后,通信条件以网络条件为优先;对于同一地区,先试点实施,运行稳定后再全面实施;子站内设备的接入,结合改造逐步增加;主站先实施基本功能,在子站接入数量逐步增加后,再实施高级应用功能。● 主站、子站分包实施
主站-子站分包实施的最大好处在于保证系统的开放性和规范性,充分保障用户的利益。此外,主站和子站在技术上有所不同,子站侧重于硬件,而主站侧重于软件;子站侧重于信息的采集和通信,而主站侧重于信息的分析和管理。分包实施可以充分发挥各自的优势,保证系统整体的先进性。