通用型可视化整定计算分析技术在电厂的应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 通用型可视化整定计算分析技术在 电厂的应用 摘要：发电厂保护定值整定的正 确性和合理性是一次设备安全可靠运行 的重要保证，因此合理地配制与使用继 电保护装置是十分重要的。但由于发电 厂保护定值整定的工序复杂，保护定值 整定的计算量大，定值单的管理和查看 困难，难以实现数据共享等问题，迫切 需要一个快速可靠的可视化电网分析软 件。近年来,可视化继电保护整定计算及 管理系统软件的研究和应用发展很快,且 取得了很大进展。Venas 可视化电网分 析软件吸取国内外可视化软件的优点， 将设备数据故障分析保护整定定 值管理统一起来，引入了数据库、参数 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 库等数据模型概念，实现了真正意义上 的可视化、智能化。 中国论文网 /2/view-12910888.htm 关键词：继电保护；故障分析； 通用型；可视化；标准化 1、引言 由于继电保护定值整定是一项十 分繁杂而又极容易出错的工作，因此， 电厂迫切需要一个图形建模与设备数据、 故障分析与故障数据、保护整定与保护 定值同步显示的标准化、智能化、可视 化的电网分析软件。 2、继电保护工作的现状 发电厂保护整定的正确性和合理 性是一次设备安全可靠运行的重要保证， 作为电网安全的第一道也是最后一道防 线，合理地配制和使用继电保护定值是 十分重要的。但保护整定的计算量大、 计算耗时、手工计算误差难以避免，所 以，继电保护定值整定是一项十分繁杂 而又极易容易出错的工作。而且，目前 电厂定值大多采用纸质存档且没有统一 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 的标准化报表，定值单的管理查看非常 困难，难以实现数据共享。因此，迫切 需要一个快速可靠、标准化、自动化的 可视化电网分析软件。现以 Venas 软件 在 660MW 超超临界机组的应用为例， 对可视化电网分析软件进行介绍。 3、Venas 软件简介 Venas 是专业的电网图形可视化 分析系统，基于“ 规范化的电网分析计 算方法”及“通用电路模型 ”进行设计， 结合发电厂电气运行及继电保护人员的 分析经验及实际需求，采用最先进的计 算机可视化技术，能够全自动地完成系 统图形建模、参数输入、运行方式变化、 电网分析计算、全网电气量图形方式显 示等任务，在发电厂、电网分析领域中 首次实现了真正的可视化、智能化，可 广泛使用在各类发电厂、电业局及各电 力工程设计部门。各类发电厂电网的年 系统参数变化后，可快速准确的进行短 路电流计算、厂参数及系统参数等值计 算、设备更新选型校核计算、预想事故 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 分析计算、事故后分析仿真、继电保护 整定计算、扩建电厂短路计算及继保人 员培训等工作。 软件的理论基础 电网保护定值计算实践中实际是 一个多阶段、多层次、反复评价决策的 过程，如下图所示。 其中所用到的推理、计算、查询、 优化、绘图、评价及决策的方法众多， 知识零散，不仅所涉及的数据类型多样， 而且其数据结构也随着整定进程不断地 扩充、修改。所用到的处理方法及知识 理论大致可以分为三种。 （1）计算方法 在网络计算与故障分析中，主要 遇到的是计算方法问题。本系统故障计 算采用“通用电路模型 ”的规范化电网分 析计算方法，以能够计算各种方式下故 障类型、复故障。网络计算采用稀疏矩 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 阵、节点优化自动编号方法。最值计算 采用快速网络方程补偿法。并考虑电厂 实际要求的各种方式下，各支路轮检、 相继等情况。 （2）规则推理 在整个整定中，保护配置、整定 原则及校验方法需要参考大量的整定规 程、手册及专家经验，这些工作用常规 的计算机语言编程实现非常困难，而用 以规则形式表达的基于规则推理的方法 就方便的多。另一方面，在全网最值计 算、整定计算中，需用到大量的计算公 式、试验曲线、查询表格等。采用常规 语言及数据库形式表示这部分知识则是 比较适合的。 （3）事例推理 最后阶段是整定计算书、定值单 生成及定值可视化显示。图表数据及交 换知识又占据了主导地位。根据保护人 员套用、活用典型定值单模板的思维方 式，采用基于专家系统及事例推理的方 法最容易实现整定计算功能。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 完成的主要功能:电网分析可视化 绘图平台、电网故障分析计算程序、电 网等值程序、冲击电流、全电流、热效 应流计算程序、任意支路设备（开关） 短路容量计算程序、电抗器选型计算程 序、故障最值计算、设备管理功能、运 行方式管理功能、电厂、电网继电保护 配置、整定计算、定值单生成、保护定 值校验及系统仿真系统、电网潮流、线 损计算程序、考虑潮流分布的电网短路 电流计算程序。 4、软件优点 从实际使用的情况看，该系统有 如下主要特点： （1）通用性 由本软件所得到的各种计算结果 符合电力行业规章规定的各项设计要求。 计算图、表、文件输出格式满足电网通 用格式。同时考虑到多样性、灵活性， 设立了大量缺省值与可选项，以适应各 单位的整定习惯。用户可任意定义元件 保护装置、功能、定值项、整定原则及 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 引用电气量，完全采用控件选项及通用 公式编辑器： (2) 完备性 本系统采用最先进的计算机可视 化技术，能够全自动地完成从图形建模、 参数输入、运行方式变化、故障计算、 最值计算、电厂、电网保护整定，一直 到定值图显示、输出计算书及定值单生 成的全部整定过程，真正实现了计算机 智能整定及全面的可视化。 (3) 易用性 根据智能系统推理，自动修改系 统接线图中的元件、参数，并据此自动 修改相应屏正面图及设备表图上的元件、 参数，而不需像目前其它电气自动整定 软件一样，花费大量精力输入元件属性， 最大限度地减少了用户的输入量。 (4) 先进性原理的先进性：以专 家系统、基于事例推理等人工智能技术 为核心，以数据库、绘图软件为支撑， 有条不紊地控制整定方案制订、推理、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 计算、优化、决策、出图、出单等整定 任务，并到达了实用化水平。 总之从功能及原理来讲，该系统 是完善的，功能是先进的，技术是成熟 的，在国内外处于领先水平。 5、应用结果 5.1 定值校对 自通过在诸多电厂实际应用，软 件不断强化升级，运行稳定，其功能及 通用性覆盖了各类电厂所有种类的保护 及定值计算工作。经过多年现场应用发 现程序定值计算结果与由设计方（设计 院、电科院）手工计算结果存在许多不 一致之处，经严格对照相关标准、规范 进行检验，证明了软件计算的精确性与 正确性，同时及时发现并解决了这些定 值问题，消除了继电保护误动的安全隐 患。 例如：手工计算定值错误，通过 软件可以发现错误并得到正确结果。以 下图 5 是计算书手工错误的截图： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 5.2 安全可靠 可避免由于人工计算错误、手工 电网等值化简计算错误、最大、最小运 行方式使用错误、母线故障电流替代支 路电流错误、电流序网络设置错误、定 值计算错误引起的保护误动和拒动（这 也是目前产生问题的主要原因） ，使电 厂的设备运行安全可靠。在绘图，录入， 故障分析，保护整定的过程中通过整合 现有资料，有利于发现计算不精确，定 值设定不合理之处，做到真正未雨绸缪。 例如，通过进行保护整定，发现 计算书计算结果和定值单计算结果不同 之处，加以调整： 5.3 统一管理 可提供设备台帐、计算结果、计 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 算书、定值单无纸办公，便于保存、修 改、查找、筛选、过滤、签发流转；通 用定值单实际选取值与计算结果对应， 一目了然；标准化报表等使电厂的定值 管理更加方便。 6、需要改进的方向 虽然 Venas 电网图形可视化分析 系统具有以上诸多优点，但还需要在更 多的实际工程中磨合、检验，发现漏洞 并及时修正。例如，各种保护装置的保 护逻辑计算公式的数据库还需要补充完 善，以适应不同保护装置的使用，同时 使保护定值和保护装置的配合更能适应 实际