配网二次信息管理系统的设计与研究.docx

配网二次信息管理系统的设计与研究 摘要：本文提出的配网二次信息管理系统在遵循IEC61970-CIM（数据模型国际标准）和面向电力系统对象的基础上，结合配网继电保护工作的实际情况，采用NET开发的Web服务+SVG图形显示方式的软件方式，提出了一套配网二次设备智能化管理的实现方法，并设计研究了一套配网二次信息管理系统 下载 关键词：二次；保护；管理；智能 0 引言：电力系统微机智能设备的大量应用，大大提高了电力系统的自动化程度，确保了系统安全、高效、稳定运行。然，所有这些二次设备，目前在电网中基本是独立运行，缺少功能集成和数据利用的综合考虑。配网二次信息管理系统就是这样一套从二次设备管理的角度去有效整合各类电网及设备信息，通过友善的WEB平台进行人机对话，从而提高继电保护的运行管理水平，促进电网安全生产和管理现代化的一种有效手段。 1 系统结构 配网二次信息管理系统以配电网拓扑图为核心，结合配网二次设备参数、配网运行数据，描述出配电网在不同时间的运行状态，以此参数为基础，通过后台程序模块的逻辑计算，提供给现场工作人员配网二次设备的运行现状、保护配置、检修管理、压板信息、异常预警等功能。配电网二次信息管理系统在软件逻辑结构上可分为以下三个子层： 1）基础平台：包括通讯管理、安全管理、接口管理、储存管理、传输管理、安全设置、归档记录等，为一体化平台的最底层，为其他各子层提供基础支撑。 2）图形及数据：包括电网拓扑管理、电网设备参数管理、保护配置、与现场一致的压板模拟图，电网实时数据接入，形成对不同时间点、不同运行方式下的电网状态描述，以及保持与现场一致的村板图是整个系统计算和逻辑的基础。 3）业务应用：包括压板模拟图、二次系统配置图、空开熔丝模拟图、模拟操作、检修管理等，属于系统的实用业务功能，为平台的最高层。 图1 系统结构框架图 2 软件技术及应用环境 本系统软件技术采用NET开发的Web服务+SVG图形显示方式，代码全部使用VS2010 C#开发。SVG（Scalable Vector Graphics） 是由 W3C组织开发的矢量图形标准，主要面向网络应用，它灵活，可扩展，能表现丰富的图形内容，实现了强大的交互性，可重用性和可伸缩性。 本系统应用环境为服务器端使用WindowsServer2008+NET4.0+SQLServer2008+IIS，系统运行稳定、可扩展性强；客户端使用IE（或其它通用浏览器）+SVG，在客户端几乎不需要进行任何安装就可以使用。系统部署和维护非常方便。 3后台技术模块 配电网二次信息管理系统数据库后台集成模块包括数据中心、模型中心、图形中心、逻辑分析中心及管理维护工具五部分。 3.1数据中心 数据中心具备实时数据中心、历史数据中心两大中心功能。实时数据中心的实时数据库同步存储SCADA等应用系统的最新实时数据库信息。历史数据中心存储来自各应用系统商用数据库的数据信息及自身业务的历史数据。 实时数据中心并不意味着把各个系统所有的数据汇合集中存储在信息中心，而是通过接口或者更高级方式，例如数据总线对各个业务源进行提取，提取结果再通过元数据服务、模型拼接服务等对数据模型，编码方式等进行重新整合，集成为规范化的数据，通过标准的CIS服务在集成总线上发布，供其它应用灵活调用。历史数据中心通过数据交换等途径获取各应用系统历史数据，形成自身的数据库并存储自身系统的业务历史数据。 3.2模型中心 模型中心获取、整合并存储各应用系统关于电网一、二次系统模型的所有描述信息，完成电网设备的全模型（全部属性）的完整描述，可为应用系统提供其所需的电网设备全部或部分电网模型（属性），例如保护配置、设备容量等。模型中心是实现全部模型信息的唯一信息平台，其包括系统构建参数，数据流程定义，维护参数，数据版本信息等。 3.3图形中心 图形中心从各应用系统获取图形界面，转换成标准SVG图形格式，导入数据平台存储，成为二次信息管理系统唯一完整存储各类图形界面的图形中心。图形中心可为本系统各应用提供图形共享，避免同类图形的多处重复维护，即避免各应用系统使用各自专有图形编辑工具或编程实现同一图形界面。 3.4逻辑分析中心 逻辑分析中心在获取各类数据、图形 后，按照电网的运行操作规程及原则，通过对数据进行分析、逻辑计算校验，完成各类业务要求的输出数据。该中心是数据处理中心，是各类业务准确实现的核心。 4 功能主体程序 电力系统是庞大、复杂的系统，是各类设备、不同技术和专业的综合体。电网的一次系统与二次系统更是联系紧密，不可分割，二次系统的工作同样需要各专业工作人员共同参与配合完成，涉及继保、调度运行、整定计算、检修等多个专业。 为更能反映电力系统集成性这一实际情况，本系统采用统一界面，通过一次系统的拓扑图与二次系统配置图为主线，变电站为重要单位节点，将系统应用功能集成在统一的应用界面，一方面，保证了各种功能的合理实现，另一方面体现各种数据、功能的相互关联性。功能实现更快捷直观，其中的相互关系、协同性更是一目了然。 4 系统主要功能 配网二次信息管理系统主要有五大功能模块，分别为状态监视模块、保护管理模块、检修状态模块、智能提示模块、报表查询模块。各功能间数据实行共享与自动取用。系统全程使用可视化对象进入模式，使用时更加方便快捷。 4.1状态监视模块 状态监视模块用于统计二次设备实际运行概况，将保护正常投运率、压板正常投运率、直流空开正常投运率、交流空开正常投运率、计划检修完成率、备自投投率等，借助SCADA系统中的基础数据及数学处理方式，用图形化的形式加以直观简洁展现，使得我们可以快速的监视保护、压变、各类空开、备自投的运行状态。 图2 实时状态监视图 4.2 保护管理模块 在保护管理模块，我们利用电力系统SCADA系统的变电所一次模拟图，建立了以相应设备元件为对象的的二次系统模拟图。二次模拟图充分利用SCADA系统进行数据接口，实时交互刷新，形成了对应的二次模拟图。通过此二次模拟图将各变电所每个保护装置的实际保护配置、保护动作原理及开关跳闸、现场压板的运行及实际操作要求等，通过状态列表的方式，实现对二次设备的在线监测和压板投退规则的智能化管理，提高了运行人员及保护专业管理人员对电网运行状态的掌控能力。 图3 #2主变压板运行图 在此功能模块中同时建立了一个保护装置空开监测功能，提供以变电站为单位，将具体对象的二次熔丝、空开与其运行情况、设立位置，关键作为加以关联，形成一个二次空开配置图，加强了变电所空开熔丝的统一、智能化管理。 4.3智能提示模块 在智能提示模块，将电网运行中随着运行方式改变或其他原因而产生的异常、危险点等进行全面提示预警，包括备自投退出运行、高低后备保护退出运行、压板空开异常等等。同时此模块将年度检修计划中需检修而到期未检修的设备罗列成表格进行工作提醒。 4.4检修状态模块 检修状态模块中将以保护设备为底层元件、变电所为单元、电网网络为系统，结合对应的试验周期及每年的状态检修结论，生成下一年的年度检修计划；同时此模块也将面向对象元件建立历史资料库档案，将各设备进行的检验情况、检修策略、技术反措等进行全面跟踪，确保对设备全过程管理。 4.5 报表查询模块 在模块集成报表自定义功能，用户可依据自己需要，选择相应的栏目字段，和逻辑关系，系统将按要求生成相应报表。并支持导出与打印功能。 5 结束语 二次信息管理系统的使用，提高了调度人员对现场保护的掌控能力，对电网整定分析更准确、有效，大大提高饿了调度运行的安全效益。同时运行人员可通过此系统快速地查阅每个变电所的继电保护配置及运行方式，极大地提高了人员的工作效率。随着电网自动化的发展，二次信息管理系统的建设及使用，必将提高电网继电保护运行的现代化、智能化水平，从而进一步提高继电保护专业的安全效力和自动化水平。 参考文献 姚建国，杨胜春，高宗和，等.电力调度自动化系统发展趋势展望J.电力系统自动化，2007，31（13）：7-11. 张慎明，卜凡强，姚建国，等.遵循IEC61970标准的实时数据库管理系统J.电力系统自动