继电保护定值在线发放管理系统及其安全防护 凌喆

发表时间：2019-08-01T09:30:45.390Z 来源：《电力设备》2019年第6期 作者： 凌喆

[导读] 摘要：电力系统的安全性与稳定性是保障电力系统正常运行的关键所在，继电保护在维护电力系统安全性与稳定性方面有着不可替代的重要作用。

（国网山东省电力公司高青县供电公司 山东淄博 256300）

摘要：电力系统的安全性与稳定性是保障电力系统正常运行的关键所在，继电保护在维护电力系统安全性与稳定性方面有着不可替代的重要作用。随着电力系统信息化的发展，利用信息化手段提高继电保护定值发放与管理效率得到了广泛的研究。近几年来，以电力数据/信息为攻击目标，通过通信网络对电力系统进行攻击的事件也时有发生。本文在分析继电保护定值在线发放管理系统具体需求与信息安全威胁基础上，研究了适用于该系统的信息安全技术，给出了安全方案，设计并实现了继电保护定值在线发放管理系统。 关键词：继电保护定值；在线发放；管理系统；安全防护 引言

智能电网是未来电网发展主要潮流，可以推动世界范围内的节能减排工程，是完成低碳经济的重要保证。智能电网的相关建设已经成为我国主要的安全战略措施。因为我国电网的能源结构较复杂，所以实现安全、稳定运行的难度较大。一小部分可再生能源正以直接分布式电流电源的方法输入低压配电总网，使配电总网从单方向电源变成多方向电源。电源的总体运行方式的变化幅度、速度也在逐渐发生变化。电子计算技术和多媒体通信技术的快速发展为继电保护定值技术的进程注入了新的“血液”，使继电保护定值具备了信息化、无线化、智能化、保护化、控压化、测绘化和数据通信一体化等发展特点。继电保护定值装置是否满足电网需要的要求，很大程度上取决于继电保护定值计算的可靠性。规范、有效地安排继电保护定值，是维护电网安全运行的重要基础之一。 1概述

继电保护工作可以分成两大部分：继电保护定值计算工作与继电保护定值发放管理工作。继电保护定值计算工作需考虑电力系统网络拓扑结构与运行状态参数，计算步骤复杂且计算量较大，传统的人工计算容易出现错误。通常由继电保护工作人员利用专门开发的继电保护定值计算软件，输入定值计算参数、系统网络结构与设备定值计算方案等参数生成定值单。继电保护定值发放管理工作需负责完成定值单整个流转使用过程，具体包括定值单向上级部门的校核与审批、定值单驳回处理与定值单发放给对应的厂站设备定值整定人员。而当前使用的继电保护定值单发放管理软件大多只具有将定值单发放给对应的厂站人员功能，没有在线校核与审批和驳回处理功能。因此，电力系统当前的继电保护工作流程为继电保护定值工作人员利用专门的计算软件生成定值单，人工送到校核与审批人员进行批复。定值单经过复算校核与审批环节后，继电保护定值工作人员利用定值单在线发放管理系统将定值单下发到对应的厂站工作人员，厂站工作人员依据定值单修改设备继电保护整定值，完成定值单整个流转使用过程。 2定值在线整定系统模型设计 2.1定值在线整定系统的设计要求

继电保护整定计算是一个非常复杂的系统工程，不仅要针对被保护对象的运行特点，还要从系统的角度考虑相互之间的配合问题。而本文研究的定值在线整定系统，是针对区域化保护运行的，因而具有更高的应用背景要求，具体表现如下： 2.1.1突出了定值的实时性要求

通常的保护设备按照一套或几套固定的定值运行，这些定值只反应了电网的某些极端运行状态，并在确保定值有一定裕度的前提下，实现了对电网的保护控制。然而，这种方案存在两个明显的漏洞。①电网的实际运行状态可能超出预想，而事先并没有准备相应的运行定值；②当电网的运行状态发生较大变化时，由于各种原因，造成定值不能及时切换，会给电网带来潜在的隐患。 2.1.2进一步改善了定值的性能指标

保护定值，可以认为是各项性能指标妥协的结果。常规的保护定值是根据电网运行的极端情况整定的。因而，在保证保护选择性的同时，必然牺牲部分灵敏性。对复杂的110kV电网，有可能造成灵敏度不满足，甚至整定困难等情况。由于区域化保护可以在线调整定值区，缩小了每一套定值的适用范围。因此，可以进一步优化其综合性能指标。另一方面，如果定值适用范围过小，将造成定值区频繁切换，对极端情况的适用性丧失，对安全运行造成较大影响。因此，标准规程上推荐的整定参数，在线应用时需要进一步修正。 2.1.3对定值的正确性要求提高

对定值准确性要求提高，是由两个方面的因素决定的。一方面，为了确保定值的灵敏度，必然牺牲了定值的可靠性；另一方面，由于是自动运行，缺少人工干预校核。

2.1.4配合逻辑复杂，在线自动实现困难

区域化保护不仅考虑的被保护设备众多，而且面对的电网结构比较复杂。此外，保护配置齐全，同时要考虑与备自投、远切小水电等自动装置的配合。这些问题都造成了保护定值在线整定系统实现的困难。 2.2定值在线整定系统模型

由于定值在线整定系统实现比较困难，因此，一个合理的模型结构具有重要的意义。本文在深入研究分析区域化保护和整定原理的基础上，提出了一种设计合理且通用性较强的系统结构模型。为了提高保护整定效率，保证定值的准确性，从而保证当前电网安全稳定运行，系统通过SCADA系统或区域保护自身接收在线数据，实时监测当前电网运行方式的变化。通过对电网运行状态变化的监视，判断当前运行定值是否适用，并决定是否启动新的定值整定。若电网运行方式有无变化对继电保护都没有较大的影响，则系统一直处于监视状态，减少不必要的频繁启动，保持运行的相对稳定。定值在线整定和在线校核时两个相对独立的模块，这样在保证系统正常运行的前提下，可以相对独立的完成整定和校核的作用。因此，该系统的设计需重视可视化和模块化，使系统的可扩充性和通用性加强，保护整定计算原则、校核方式等内容增加延展性，保证系统能适应不同的网络结构。 3继电保护定值在线发放管理系统实现 3.1系统安全防护技术实现

继电保护定值在线发放在线管理系统需要实现用户登录与权限分配、信息传输安全信道、继电保护定值单录入生成、定值单在线审核、定值单在线下发、定值单驳回处理、设备参数在线提交功能。将上述功能进行归类，身份认证与访问控制策略模块实现系统客户端软

件用户登录与角色权限分配功能。服务器与客户端的SSL/TLS协议通信模块保障系统通信过程的信息安全，设备参数上传模块实现设备参数上传功能，定值单在线流转模块实现定值单相关功能。系统安全防护技术的实现主要体现在SSL/TLS通信安全信道、双因子身份认证技术、基于任务的访问控制策略三个方面。系统用户通过登录界面，完成用户名和密码与指纹认证，登录系统主界面。身份认证与访问控制策略模块赋予用户角色对应的权限，控制用户界面对应操作功能的使用。用户通过定值单在线流转模块与设备参数上传模块完成对应的业务操作，SSL/TLS协议通信模块保障系统的整个过程的安全通信。 3.2系统功能实现

系统的两大功能模块为定值单在线流转模块与设备参数上传模块。定值单在线流转模块实现继电保护定值单编辑生成、定值单在线审核、定值单在线发放管理与定值单驳回处理功能。设备参数上传功能与定值单在线流转功能类似，设备参数由设备参数上传人员填写上传，定值单录入人员进行审批。如果审批出现错误，录入人员驳回参数，设备参数人员驳回处理重新上传。如果设备参数审批无误，经过录入人员确认，完成设备参数上传工作。 4结束语

综上所述，该系统在保护的实时性、准确性和智能性上满足继电保护整定计算的要求，具有预先整定、实时计算和定时校核的优点，能对实际运行中出现的变化快速做出应对，给提高整定人员工作效率和降低工作强度，提供了有力的支撑。 参考文献：

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