基于HT继电保护计算原理的电力管理平台架构研究
时间：2021-04-06 07:59:55 来源：达达文档网 本文已影响 人 
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【摘要】 随着计算机技术和科学技术的不断发展，供电系统的规模也在不断扩大，继电保护运行管理中计算和数据管理的工作越来越复杂。随着全球信息化步伐的加快，把计算机技术引入继电保护计算与管理工作中来已是迫在眉睫。研发一个实用的继电保护计算及管理系统可以大大提高继电保护运行的管理水平，达到减员增效、提高工作人员的工作效率的目的，本文首先简要介绍了继电保护计算原理，然后研究了HT继电保护计算及管理技术和模块，最后概述了HT继电保护计算及管理平台的完善。
【关键词】 HT；继电保护计算；管理平台
继电保护计算和管理是电力系统的重要组成部分之一，继电保护可以保障整个电网系统的安全、稳定的运行，也可以防止一些供电系统的事故的发生和扩大。从20世纪80年代开始，国内外一直致力于继电保护计算和管理软件的研发，最初主要是利用Fortran和C语言来分析短路电流和进行常规整定计算；近年来，许多关于整定计算和故障分析的自动化软件及平台应运而生，很多软件均已成功运用于实际的工程项目中。HT高级编程语言字继电保护继电系统的运用代表了未来一定时期继电保护与管理的发展方向。
一、继电保护计算原理
继电保护是电力系统的重要组成部分，在保障电网系统的稳定运行、防止事故的发生、阻止事故的扩大等方面起着十分重要的作用。
继电保护计算及管理最突出的特点就是不确定性，主要有两方面的原因：一方面是由于继电保护配置、设备的技术参数等相关数据的不确定性。其中最突出的就是保护装置的定值，不同型号的保护装置其定值也不同，并且随着科技水平的不断进步，新的保护装置还会源源不断地研发出来，而定值又是不可预知的，这就造成了数据的多样性和不确定性。另一个重要原因出于保护装置的定值计算上。继电保护计算的内容之一就是保护装置的定值计算，保护装置的定值计算要充分考虑到相关工作人员的从业经验、保护测量方法、电网构造以及从业人员对相关规定把握尺度等因素，但由于上述因素存在的差异，就造成继电保护定值计算的不确定性。
对于一个电力系统，我们总是希望其可以正常工作，通过继电保护来将故障元件从电力系统中切除，保证故障元件不再继续被破坏，而无故障部分可以迅速恢复运行。HT继电保护的原则就是找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征。。过电流保护的原理即发生故障时电流会增大；低电压保护即线路中的测量电压会降低；短路时的阻抗会比正常运行时的阻抗降低（Z=U/I）；元件的流入电流与流出电流不等也是继电保护的原理，因为正常情况下，流入电流=流出电流（∑I=0），发生短路故障时，二者不相等；正常运行时，系统中只有正序分量，出现负序或零序分量也是故障发生的信号之一。HT继电保护计算原理就是分析电压、电流、阻抗的正常变化规律与发生故障时的区别进而判断发生故障的元件并切除，尽量减少停电范围、缩短停电时间，保证供电系统的顺利运行。
二、HT继电保护计算的电力管理平台架构
1、HT继电保护计算技术
一个完整的继电保护计算和管理系统要满足统一性和适应性，开发一种专用于继电保护计算的计算机高级语言迫在眉睫。这种高级的编程语言，要满足以下三个条件：第一，作为一个计算机语言，必须要和其他语言一样，能够支持流程控制的循环、判断、文件的调用及函数的访问等；第二，要具有能够解决一些专业难题的数据模型，能够把复杂的程序转化为简单是的命令，如：把继电保护及相关设备等转化成数据类型，把访问数据、故障计算、定值计算等功能做成四则运算那样简单的命令，使用户可以轻易的写出符合实际情况和想法的算法；第三，要提供最基本的具有规律性的算法，减少用户的计算工作量。系统中应嵌入灵活的计算机语言解释器，能够快速解释用户自己定义的算法。
HT语言是RCMBase2000提供的，包括语法及数学函数、系统函数、专业函数三部分组成，是一种专门面向继电保护计算及管理领域的高级编程语言。用HT语言编写的程序运行在RCMBase2000平台上，作为平台层与应用层的纽带。
2、HT继电保护管理平台的模块分析
一个完整的继电保护管理系统包括以下几个模块：数据管理器模块、电网计算分析模块、自定义算法解释器模块、HT程序调试器模块、数据中间处理模块、图形模块、电网计算分析控制模块8个模块组成。（1）数据管理模块主要是一个操作平台，在该模块中可以完成数据查询、数据编辑、图形显示、打印输出、网页发布、自定义计算、自定义程序调试、辅助工具启动等功能；（2）电网计算分析模块是RCMBase2000的核心模块之一，是以DLL（动态链接库）形式存在。该模块可以实现简单故障、复故障及网络等值计算，从节点对网络进行分块计算，对故障计算结果进行全方位、多侧面分析；（3）自定义算法解释器模块即为HT语言的解释器模块，它的主要任务是解释执行用户利用HT语言编写的代码，关系到整个软件平台的应用能力，其原理图如图1所示；（4）HT程序调试器模块内嵌在数据管理器中，主要是用来找出程序中的错误，加快HT程序的开发过程；（5）数据设计器模块主要用来没计RCMBase2000管理的所有文档的数据结构、设计显示打印用的超文本模板和HT程序；（6）数据中间处理模块主要是对电网原始参数数据进行检查和预处理；（7）图形模块主要是满足继电保护计算及管理的需要开发的，以ActiveX控件的形式存在，可以再该模块中进行图形的编辑和操作。
三、继电保护管理平台的设计完善
继电保护计算及管理程序的专业性很强，也很复杂，实现其通用性和适用性有一定的难度。继电保护计算及管理平台可以支持用户通过简单地方法编写出满足自己需要的继电保护计算及管理程序。通过分层建造，把继电保护计算及管理问题分成两层——平台层和应用层，如图2所示，平台层由专业的计算机程序员设计，应用层由继电保护运行人员设计，不同层次的程序设计人员各司其职，只需要关注自己层面出现的问题，而不需要管住自己不擅长的领域，可以使整个系统的性能达到最优，功能也更加全面。
对于HT继电保护计算及管理平台，可以从以下几个方面来进行完善：在HT继电保护计算及管理系统中加入更多的专业函数，引入更多的专门解决继电保护计算问题的数据类型，这样编写程序时，用户可以根据实际情况直接调用专业函数，而不需要自己重新编写程序代码；逐步实现电力系统继电保护的网络化，利用光纤以太网代替电缆硬接线进行信号的传输，以提高信号传输速度；对从事继电保护工作的工作人员进行专业培训，使他们熟悉掌握电力系统继电保护系统的保护测量方法及电网构造，提高继电保护计算的准确性。
四、结束语
综上所述，供电系统的继电保护和管理对于一个供电系统是非常重要的，继电保护计算需要管理电网参数、分析计算系统的故障、进行后备保护端的配合计算、保护定值的计算和管理，同时还要实现将各个模块进行无缝连接。基于HT继电保护计算及管理平台主要包括语法及数据函数、系统函数、专业函数组成，具有易读、易用、简短的特点，把计算机程序运用到继电保护计算管理中来，对相关领域复杂软件系统的开发和研究也具有极大的指导意义。
参考文献
[1] 蒋志强;基于HT继电保护计算以及管理平台研究[J]；中国科技博览；2011年第3期
[2] 石东源，王星华，段献忠；电网继电保护分析计算及管理一体化系统研究[J]；华中科技大学学报；2009年第32卷第9期
[3] 陈青,黄德斌,唐毅等；一种新的继电保护整定计算及管理系统——高级编程语言HT[J]；电力系统自动化；2002年第26卷第17期
