《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障信息采集及處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)【論文11000字】》

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障信息采集及處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)TOC\o"1-3"\h\u31706一、緒論 摘要：近年來，基于智能硬件技術(shù)的繼電保護(hù)裝置和電波記錄儀發(fā)展迅速，并在各地智能電網(wǎng)建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用和普及。在此基礎(chǔ)上，供電公司利用繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)故障信息的收集與分析，為電網(wǎng)運(yùn)行過程中安全防護(hù)措施的制定和運(yùn)行維護(hù)管理提供了重要的數(shù)據(jù)支持。本文對(duì)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的總體功能框架和運(yùn)行方式進(jìn)行了探討和分析，并結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，對(duì)系統(tǒng)的功能發(fā)展目標(biāo)和通信要求進(jìn)行了分析。同時(shí)，利用電氣行業(yè)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，利用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能設(shè)計(jì)分析，并討論其總體功能定位，技術(shù)解決方案，實(shí)施措施等。最后，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的具體功能。系統(tǒng)并測(cè)試和分析系統(tǒng)。繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)通過廠端部署，實(shí)現(xiàn)了本地繼電保護(hù)故障信息的自動(dòng)收集，以及保護(hù)裝置和記錄儀設(shè)備的在線控制。關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；故障信息；二次設(shè)備；保護(hù)裝置一、緒論（一）研究背景智能電網(wǎng)的快速發(fā)展和應(yīng)用對(duì)公用電力系統(tǒng)的管理提出了更高的要求。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)性能和性能，還有更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。要求在電網(wǎng)的運(yùn)行和維護(hù)管理中采用高功率。已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化工具和平臺(tái)，以便在發(fā)生異常故障后，電網(wǎng)可以快速，高效，準(zhǔn)確和全面地收集和分析異常數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，可以應(yīng)用自動(dòng)或手動(dòng)干預(yù)技術(shù)來糾正異常網(wǎng)絡(luò)故障。從技術(shù)的角度來看，在繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的開發(fā)和實(shí)際運(yùn)行中，有必要考慮到各種供應(yīng)商，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，硬件繼電保護(hù)裝置，微機(jī)設(shè)備和所安裝設(shè)備的通信協(xié)議等錄音機(jī)。并部署在電網(wǎng)中。波浪設(shè)備設(shè)備和輔助智能調(diào)度設(shè)備引起的硬件接口不兼容，數(shù)據(jù)交互無法提供簡(jiǎn)單的集中控制等問題。有必要建立一套標(biāo)準(zhǔn)化的功能系統(tǒng)和數(shù)據(jù)交互機(jī)制，以兼容不同類型的設(shè)備。和通信需求，以實(shí)現(xiàn)對(duì)上述設(shè)備關(guān)鍵服務(wù)的統(tǒng)一訪問和集中的通用數(shù)據(jù)管理。它主要執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)管理和分析。每個(gè)站的運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)；該系統(tǒng)部署在每個(gè)站點(diǎn)內(nèi)以及網(wǎng)格末端，以收集和預(yù)處理廠站和站點(diǎn)末尾的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和故障信息，并將其發(fā)送到主站點(diǎn)。本文是在TS6000系列保護(hù)電力公司開發(fā)和實(shí)施繼電保護(hù)信息系統(tǒng)，以提高電力系統(tǒng)的總體功能和維護(hù)、提高調(diào)度管理效率和促進(jìn)電力傳輸系統(tǒng)的發(fā)展。（二）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著國內(nèi)外電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障信息管理自動(dòng)化的現(xiàn)代發(fā)展，有關(guān)故障信息的中繼保護(hù)系統(tǒng)在許多國家的電網(wǎng)維護(hù)和維護(hù)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用和擴(kuò)展。此外，還建立了綜合平臺(tái)，以控制網(wǎng)絡(luò)中心、電網(wǎng)變電站和其他發(fā)電廠的網(wǎng)絡(luò)安全，有效提高電網(wǎng)管理效率和安全。目前，有關(guān)電網(wǎng)故障的著名產(chǎn)品和解決方案主要包括美國電子產(chǎn)品、德國施耐德電氣、德國西門子、德州儀器、以及許多著名的電力公司。在正常情況下，這些產(chǎn)品和解決方案不僅包括軟件系統(tǒng)的工具(如用于繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng))，還包括用于保護(hù)用于電網(wǎng)不同電壓水平的線路和變壓器、硬件系統(tǒng)，如設(shè)備保護(hù)、設(shè)備保護(hù)輪胎、設(shè)備保護(hù)斷路器和中間通信設(shè)備。繼電保護(hù)信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用始于2010年，并在發(fā)展初期繼續(xù)使用。近年來，許多研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)、電力公司和相關(guān)研究人員不斷深化與電力不穩(wěn)定相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品相關(guān)的研究和實(shí)踐，并在保護(hù)方面達(dá)到了相對(duì)成熟的水平。從理論上講，但實(shí)際的軟件開發(fā)和開發(fā)與海外相比仍有很大差距。盡管與轉(zhuǎn)播系統(tǒng)有關(guān)的技術(shù)和硬件平臺(tái)在全國省級(jí)市政和發(fā)電廠的許多實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)，但系統(tǒng)開發(fā)和開發(fā)的能力仍然很弱，系統(tǒng)的能力較弱。例如，系統(tǒng)、問題和缺陷使系統(tǒng)難以進(jìn)入，因?yàn)樵O(shè)備上存在很大的差異(例如電子系統(tǒng)中的農(nóng)作物和設(shè)備)。近年來，許多國內(nèi)外電力公司通過開放技術(shù)系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)化以及綜合技術(shù)規(guī)格，加強(qiáng)了對(duì)工廠內(nèi)部電廠IEC61850技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的支持。智能終端接口系統(tǒng)提供了必要的技術(shù)支持來創(chuàng)建和部署信息管理系統(tǒng)來進(jìn)行中繼保護(hù)。隨著IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的快速推進(jìn)和應(yīng)用，該國能源工業(yè)中的智能變電站的建設(shè)將在標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)化階段逐步升級(jí)，這對(duì)于建立和應(yīng)用有關(guān)中繼故障的信息管理系統(tǒng)也具有非常重要的實(shí)際意義。（三）相關(guān)技術(shù)概述1.協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)根據(jù)電氣公司現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源的不同電壓水平，通信類型包括當(dāng)?shù)豘igBee無線通信、現(xiàn)場(chǎng)總線、TCP/IP通信和其他通信渠道。在通信協(xié)議方面，錄波器和其他電源支持的不同次級(jí)設(shè)備、協(xié)議和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)之間存在著巨大的差異，因此應(yīng)用最為廣泛的通信技術(shù)是通信協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)。同時(shí)，由于以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議用于系統(tǒng)與站主系統(tǒng)，系統(tǒng)后臺(tái)和服務(wù)工作站之間的通信，因此有必要在特定處理過程中使用協(xié)議轉(zhuǎn)換器來集成各種通信接口。協(xié)議和基本模式通信協(xié)議類型都轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP通信協(xié)議。圖1.1通信協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)邏輯處理模型.NET開發(fā)技術(shù).NET平臺(tái)是一組分布式技術(shù)研發(fā)平臺(tái)，用于基于互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的工具的應(yīng)用程序研發(fā)和服務(wù)集成組件。它為開發(fā)人員提供了用于應(yīng)用程序開發(fā)的各種技術(shù)支持，例如本地桌面應(yīng)用程序，Web應(yīng)用程序和分布式應(yīng)用程序，移動(dòng)應(yīng)用程序，Windows服務(wù)應(yīng)用程序等。.NET平臺(tái)軟件開發(fā)的好處主要包括更好的包裝，更高的可靠性，Windows平臺(tái)上更高的開發(fā)效率和更好的界面支持。2.SQLServer數(shù)據(jù)庫SQL語言主要由數(shù)據(jù)定義語言、數(shù)據(jù)處理語言、數(shù)據(jù)管理語言和其他語言元素組成。T-SQL分類具有類似于SQL的分類，但已經(jīng)擴(kuò)展。T-SQL語言的分類如下。數(shù)據(jù)定義變量表達(dá)式語言(用于創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫,創(chuàng)建對(duì)象和列通常始于團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造)的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)處理語言)、塞萊塔INSERT、DELETE等語言指揮信息管理(管理權(quán)限和訪問數(shù)據(jù)庫組件,如grant)、應(yīng)用程序開發(fā)中使用的語言過程管理(字),例如,While和Case，內(nèi)置函數(shù)(定義變量的命令)和其他命令(團(tuán)隊(duì)中包含的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù))。數(shù)據(jù)庫能否保持信息的正確性、及時(shí)性、很大程度上依賴數(shù)據(jù)庫的更新功能的強(qiáng)弱與數(shù)據(jù)庫的實(shí)時(shí)更新能力，這些操作包括增加、刪除、修改，3種操作。（四）研究?jī)?nèi)容本文主要包括研究系統(tǒng)研究發(fā)展的基本背景，簡(jiǎn)要介紹內(nèi)部和外部繼電保護(hù)信息系統(tǒng)研究的背景以及內(nèi)容和結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)要地分析和描述了繼電保護(hù)系統(tǒng)開發(fā)中的相關(guān)技術(shù)，如系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)、C#技術(shù)和數(shù)據(jù)庫。軟件開發(fā)中使用的開發(fā)技術(shù)。其次，分析系統(tǒng)需求。分析電力公司為了保護(hù)故障信息系統(tǒng)的需要，概述研究和功能系統(tǒng)的目標(biāo)和需求，簡(jiǎn)要概述系統(tǒng)的性能目標(biāo)，并創(chuàng)建系統(tǒng)的總需求結(jié)構(gòu)。然后開發(fā)用于信息保護(hù)繼電器系統(tǒng)的功能程序，研究硬件、網(wǎng)絡(luò)、功能模型和通信程序，分析系統(tǒng)主要功能模塊的功能設(shè)計(jì)，并開發(fā)相應(yīng)的程序。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫架構(gòu)。最后，對(duì)系統(tǒng)功能開發(fā)的部署方法進(jìn)行簡(jiǎn)要描述，并對(duì)繼電保護(hù)信息系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試和分析，并分析了系統(tǒng)測(cè)試的過程和結(jié)果。最后，總結(jié)了論文的內(nèi)容，展望了技術(shù)發(fā)展的未來。二、系統(tǒng)需求分析TS6000/TS8000繼電器保護(hù)系統(tǒng)是保護(hù)故障信息平臺(tái)的重要組成部分。公司不同電壓等級(jí)的500kv/220kv/10kv繼電器保護(hù)。故障信息收集、信息和報(bào)告職能和過濾器控制和配置,實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)功能,可以實(shí)現(xiàn)不同供應(yīng)商的智能終端設(shè)備互聯(lián)，以提升電力公司繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的管理效率和水平。本章分析了網(wǎng)絡(luò)保護(hù)故障信息的需求、討論和說明了系統(tǒng)開發(fā)的背景、分析了研究和開發(fā)系統(tǒng)的具體目標(biāo)、功能實(shí)現(xiàn)和性能要求。（一）系統(tǒng)研發(fā)背景1.系統(tǒng)硬件環(huán)境分析由于TS6000/TS8000系列繼電保護(hù)故障信息平臺(tái)需要建立一個(gè)系統(tǒng)間共享故障信息的渠道，安裝在各種電壓變電所和位于公司網(wǎng)絡(luò)控制中心的主要臺(tái)站系統(tǒng)上的系統(tǒng)，因此本節(jié)中的系統(tǒng)部署硬件對(duì)環(huán)境進(jìn)行分析調(diào)查。如圖3.1所示。圖2.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)環(huán)境如圖2.1所示，對(duì)于本文檔中研究的繼電器故障信息系統(tǒng)，可用的硬件資源主要包括具有數(shù)據(jù)采集和電網(wǎng)通信功能的各種RTU，ZigBee無線基站資源和4G無線基站。關(guān)于硬件環(huán)境，系統(tǒng)可以使用上述各種獲取設(shè)備和通信資源來建立與主站系統(tǒng)的通信鏈接。同時(shí)，每個(gè)變電站的內(nèi)部通信資源和硬件資源主要在功能部署系統(tǒng)中使用，例如內(nèi)部通信總線資源，終端計(jì)算機(jī)設(shè)備，變電站主機(jī)設(shè)備等可以與功能部署相匹配的資源。系統(tǒng)要求。2.系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)分析根據(jù)TS6000/TS8000系列繼電保護(hù)平臺(tái)的一般經(jīng)驗(yàn)，以及公司管理層對(duì)故障信息的要求，關(guān)于繼電保護(hù)軟件，以防止信息系統(tǒng)故障，主要功能部分分為內(nèi)部的變化通信服務(wù)，公司的電氣系統(tǒng)配置中心的主要信息管理系統(tǒng)之間的局部故障和主要服務(wù)站之間的通信等。如圖2.2所示?？商峁┮粋€(gè)通用的繼電保護(hù)軟件結(jié)構(gòu)模型。圖2.2系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)模型繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)中主要功能軟件的說明：1.本地通訊功能：解決系統(tǒng)和變電站內(nèi)安裝線路保護(hù)問題，變壓器保護(hù)，母線保護(hù)，斷電保護(hù)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)怯泦T，包括收集關(guān)于變電站各種次級(jí)裝置故障的數(shù)據(jù)，收集信號(hào)和管理設(shè)備。2.本地故障信息管理功能：這是開發(fā)系統(tǒng)內(nèi)部功能的主要任務(wù)，應(yīng)對(duì)于管理廠站故障信息的要求，詳細(xì)說明了相應(yīng)的內(nèi)部功能。3.主站通訊服務(wù)功能：解決公司電網(wǎng)調(diào)度中心系統(tǒng)與主站系統(tǒng)之間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸功能，主要用于系統(tǒng)傳輸給主站系統(tǒng)的各種故障信息和波形信息。4.本地故障信息數(shù)據(jù)庫：使用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)方法安裝在每個(gè)變電站系統(tǒng)中。故障信息數(shù)據(jù)庫對(duì)本地故障信息進(jìn)行集中存儲(chǔ)和維護(hù)管理。（二）系統(tǒng)功能需求結(jié)合繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的發(fā)展背景和對(duì)發(fā)展目標(biāo)的分析，從系統(tǒng)軟件水平的角度分析了對(duì)系統(tǒng)功能開發(fā)的具體要求。本文以參數(shù)設(shè)置的形式總結(jié)了系統(tǒng)開發(fā)的功能目標(biāo)。包括安全裝置操作和波形記錄、操作和遠(yuǎn)程控制共有四個(gè)方面，功能要求如圖3.2所示。圖2.3系統(tǒng)功能需求用例三、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)繼電器故障信息系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)工作包括軟件，硬件資源和網(wǎng)絡(luò)資源，以管理公司電力系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)。同時(shí)，有必要整合功能系統(tǒng)和主站系統(tǒng)的部署方式。功能設(shè)計(jì)，具體包括系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，功能模型，功能模塊結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)等。（一）系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從繼電器保護(hù)故障信息平臺(tái)（終端站，系統(tǒng)）的總體布局來看，系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)見圖3.1。圖3.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)繼電故障保護(hù)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)是以其運(yùn)行的變壓器母線內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的。外地各種輔助設(shè)備、錄音設(shè)備和其他設(shè)備的保護(hù)裝置以RS232、RS485為基礎(chǔ)，103連接到局域網(wǎng)的通信協(xié)議和TCP/IP以太網(wǎng)接口，并通過使用短的無線局域網(wǎng)提供訪問局域網(wǎng)的機(jī)會(huì)，1.在ZIGBE變電站和隨后在數(shù)據(jù)處理服務(wù)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換協(xié)議上安裝的設(shè)備，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口和通信規(guī)范連接到總線網(wǎng)絡(luò)變電站。（二）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式采用基于C/S的網(wǎng)絡(luò)模式，即系統(tǒng)客戶端，為變電站控制人員提供功能性的工作接口，需要專門的研發(fā)，需要部署一個(gè)單獨(dú)的服務(wù)工作站，如圖3.2所示。圖3.2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將系統(tǒng)客戶端應(yīng)用程序部署到系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的維護(hù)工作站，并在企業(yè)側(cè)創(chuàng)建監(jiān)視節(jié)點(diǎn)。作為系統(tǒng)的客戶端應(yīng)用程序，站點(diǎn)側(cè)的監(jiān)視節(jié)點(diǎn)通過變電站內(nèi)部總線網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)隔離設(shè)備與系統(tǒng)的內(nèi)部服務(wù)器進(jìn)行交互，以實(shí)現(xiàn)各種維護(hù)功能并管理有關(guān)繼電保護(hù)故障的信息。同時(shí)，系統(tǒng)的后臺(tái)在硬件結(jié)構(gòu)上對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)服務(wù)器的主機(jī)?；诟鞣N網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備和中間協(xié)議轉(zhuǎn)換服務(wù)節(jié)點(diǎn)和其他資源，它與內(nèi)部的可選硬件保護(hù)設(shè)備，錄波器和打印機(jī)設(shè)備進(jìn)行交互通訊。（三）系統(tǒng)功能模型設(shè)計(jì)根據(jù)信息系統(tǒng)繼電保護(hù)的功能要求，以及一般硬件和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的要求，該系統(tǒng)的功能模式主要分為用戶界面、TCP/IP服務(wù)水平、系統(tǒng)的基本邏輯。如圖3.3所示，協(xié)議轉(zhuǎn)換服務(wù)的級(jí)別、水平和結(jié)構(gòu)、特定功能模式的硬件終端水平。圖3.3系統(tǒng)功能模型設(shè)計(jì)如圖3.3所示，從變電站管理器的終端操作的角度來看，系統(tǒng)的最高級(jí)別是客戶端操作接口級(jí)別，主要用于為變電站管理器提供內(nèi)部功能的各種操作支持系統(tǒng)的。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)硬件，例如各種次級(jí)保護(hù)設(shè)備和記錄設(shè)備，必須由系統(tǒng)直接進(jìn)行服務(wù)和管理，以消除實(shí)際部署過程中出現(xiàn)的通信接口，交互接口，數(shù)據(jù)協(xié)議和硬件通信協(xié)議之間的差異。更為嚴(yán)重的問題是，在系統(tǒng)功能模型中，專門部署了用于通信協(xié)議和協(xié)議一致性處理的安全設(shè)備和錄波器協(xié)議轉(zhuǎn)換服務(wù)級(jí)別，并對(duì)各種通信方法進(jìn)行了統(tǒng)一處理。（四）系統(tǒng)通信方案設(shè)計(jì)繼電故障保護(hù)電路分為兩個(gè)主要部分。第一個(gè)問題涉及系統(tǒng)軟件功能、內(nèi)部資源系統(tǒng)和輔助設(shè)備之間的聯(lián)系、無線電頻率記錄器和局域網(wǎng)。另一個(gè)終端設(shè)備。設(shè)備。其次，這是公司調(diào)度中心網(wǎng)絡(luò)中心系統(tǒng)和主機(jī)系統(tǒng)之間的聯(lián)系問題。在制定具體計(jì)劃時(shí)，將在系統(tǒng)內(nèi)建立單獨(dú)的通信模式，并對(duì)方案的互動(dòng)功能進(jìn)行配置。1.系統(tǒng)通訊信息建模通過硬件信息收集機(jī)制，系統(tǒng)的通信交互，各種通信協(xié)議的設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，接口類型和相關(guān)參數(shù)，以及使用電力行業(yè)常用的103通信協(xié)議模型標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。圖3.4系統(tǒng)通信信息建模2.開發(fā)系統(tǒng)通信配置方案。繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的通信配置圖的設(shè)計(jì)應(yīng)與主站系統(tǒng)相集成，因?yàn)樗鼈冎g的數(shù)據(jù)交互是整個(gè)電力系統(tǒng)，電站和電網(wǎng)的繼電保護(hù)故障信息管理的核心。調(diào)度中心得以實(shí)施。因此，基于以上考慮，本文中的實(shí)際系統(tǒng)通信配置圖使用圖3.5所示的通信配置方案。圖3.5系統(tǒng)通信配置方案（五）系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)主要是根據(jù)特定的功能開發(fā)目標(biāo)和功能目標(biāo)的類型進(jìn)行分離，以定義系統(tǒng)功能模塊的表示形式，在邏輯層次上實(shí)現(xiàn)功能封裝，并進(jìn)行構(gòu)建。系統(tǒng)的內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)。因此，系統(tǒng)控制系統(tǒng)主要分為四個(gè)功能模塊：參數(shù)設(shè)置控制模塊，保護(hù)裝置控制模塊，記錄儀控制模塊和遠(yuǎn)程控制模塊，其功能結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)如圖4.6所示。圖3.6系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.參數(shù)設(shè)置管理功能設(shè)計(jì)根據(jù)模塊的功能設(shè)置，該模塊分為系統(tǒng)控制選項(xiàng)，信息管理，設(shè)備狀態(tài)顯示設(shè)置，設(shè)置顯示保護(hù)屬性，設(shè)置風(fēng)格，查看系統(tǒng)信息等。圖4.7顯示了具體功能結(jié)構(gòu)。圖3.7參數(shù)設(shè)置管理模塊功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)采用C/S網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，參數(shù)設(shè)置控制模塊是系統(tǒng)中自定義工作樣式和界面樣式的實(shí)現(xiàn)的重要功能支持。它的功能與系統(tǒng)的主要功能之間沒有邏輯聯(lián)系，即錯(cuò)誤的邏輯流。信息管理。在設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)整控制模塊的功能過程結(jié)構(gòu)時(shí)，本文使用圖4.8所示的邏輯流程進(jìn)行處理。圖3.8參數(shù)設(shè)置管理模塊邏輯流程2.保護(hù)裝置操作管理功能設(shè)計(jì)對(duì)于系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備操作控制模塊，它主要封裝了系統(tǒng)中變電站內(nèi)部部署的設(shè)備的二級(jí)保護(hù)設(shè)備的設(shè)備控制功能，例如查看保護(hù)設(shè)備設(shè)備的主要屬性以及配置設(shè)備。值控制，開關(guān)操作控制，軟壓板操作控制，模擬操作控制，運(yùn)動(dòng)事件操作控制，運(yùn)動(dòng)事件視圖控制，自檢警報(bào)控制，事件歷史視圖，本地記錄控制，記錄文件下載，控制和信號(hào)處理功能例如音量查看控件，如圖3.9所示。圖3.9保護(hù)裝置操作管理模塊功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保護(hù)設(shè)備操作控制模塊的功能邏輯核心是基于變電站內(nèi)部通信協(xié)議的系統(tǒng)通信方案和設(shè)備的遠(yuǎn)程控制及維護(hù)接口，其主要屬性，定值數(shù)據(jù)和所需保護(hù)設(shè)備的切換是：收集和使用信息收集。數(shù)據(jù)，軟板數(shù)據(jù)，事件數(shù)據(jù)，示波數(shù)據(jù)等將被收集并發(fā)送回去。同時(shí)，通過下行數(shù)據(jù)傳輸將簡(jiǎn)單的狀態(tài)管理指令發(fā)送給保護(hù)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)改變和維護(hù)保護(hù)設(shè)備的工作狀態(tài)和配置參數(shù)。所以，從功能邏輯流程模型的角度來看，系統(tǒng)的保護(hù)裝置操作管理模塊的內(nèi)部邏輯處理流程及框架設(shè)計(jì)如圖3.10所示。圖3.10保護(hù)裝置操作管理模塊邏輯流程3.錄波器操作管理功能設(shè)計(jì)根據(jù)錄波設(shè)備在廠站安全中的作用和操作方式，系統(tǒng)中錄波器的操作控制模塊主要分為管理記錄設(shè)備的主要屬性，定值的控制操作和本地錄波設(shè)備的控制，內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)模型如圖3.11所示。圖3.11錄波器操作管理模塊功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在系統(tǒng)錄波器操作控制功能模塊中，根據(jù)錄波器的實(shí)際控制，分為錄波器基本屬性管理，錄波器定值操作管理和內(nèi)部本地錄波管理系統(tǒng)，并可以進(jìn)行錄波導(dǎo)出，如圖3.11所示。同樣，對(duì)于錄波器的遠(yuǎn)程控制功能，還需要使用數(shù)據(jù)服務(wù)在系統(tǒng)內(nèi)部服務(wù)器的支持下實(shí)現(xiàn)終端分配，因此系統(tǒng)記錄儀功能模塊的邏輯流程模型的設(shè)計(jì)可以獲得如圖3.12所示。圖3.12錄波器操作管理模塊邏輯流程4.遠(yuǎn)程控制管理功能設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程控制功能是基于保護(hù)裝置的基本數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)來可視化地通過系統(tǒng)維護(hù)工作站遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)內(nèi)的變電站中的次級(jí)保護(hù)裝置的功能?？梢詫?duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和管理，例如收集運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)和管理運(yùn)行狀態(tài)更新。在遠(yuǎn)程控制模塊中，根據(jù)日常工作的內(nèi)容對(duì)廠站現(xiàn)場(chǎng)二次設(shè)備保護(hù)裝置進(jìn)行監(jiān)控，它主要分為主保護(hù)裝置狀態(tài)控制，開關(guān)過程控制定值區(qū)域的設(shè)置，更改設(shè)備的定值并進(jìn)入軟壓板并控制輸出參數(shù)，這樣就可以得到遠(yuǎn)程控制功能模塊內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)的模型，如圖3.13所示。圖3.13遠(yuǎn)方控制管理模塊功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3.13所示，對(duì)于系統(tǒng)遙控功能模塊，變電站內(nèi)二次設(shè)備保護(hù)裝置的遙控功能分工為主要設(shè)備的控制和控制。固定值轉(zhuǎn)換控制。該領(lǐng)域，固定成本管理設(shè)備的轉(zhuǎn)換，以及管理設(shè)備的包裝和從軟板回收。在控制管理的主要功能中，它分為有關(guān)保護(hù)設(shè)備主要屬性，信號(hào)復(fù)位，屬性調(diào)用，時(shí)間調(diào)用和強(qiáng)制時(shí)間同步的信息表示。與保護(hù)設(shè)備的時(shí)間管理有關(guān)的功能應(yīng)基于GPS來實(shí)現(xiàn)。設(shè)置區(qū)域切換功能主要實(shí)現(xiàn)對(duì)安全設(shè)備設(shè)置區(qū)域?qū)傩缘目刂坪椭С?，包括切換前調(diào)用設(shè)備設(shè)置，調(diào)用區(qū)域代碼，打印設(shè)置數(shù)據(jù)列表以及切換后切換設(shè)備設(shè)置等。值更改功能主要涉及在不切換定值范圍的情況下手動(dòng)更改保護(hù)設(shè)備中的定值參數(shù)。圖3.14遠(yuǎn)方控制管理模塊邏輯流程模型設(shè)計(jì)如圖3.14所示，在進(jìn)行遠(yuǎn)程控制模塊的內(nèi)部邏輯處理時(shí)，變電站管理器根據(jù)遠(yuǎn)程保護(hù)模塊的基本數(shù)據(jù)選擇需要控制的保護(hù)模塊，以便對(duì)其進(jìn)行各種操作?？刂撇僮?，界面正在工作。所有控制指令均基于保護(hù)設(shè)備的通信服務(wù)在本地發(fā)布，以103通信規(guī)約以及符合61850技術(shù)的協(xié)議進(jìn)行廠站端通信。（六）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)在繼電故障保護(hù)信息系統(tǒng)中，應(yīng)使用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)維護(hù)工具，在企業(yè)內(nèi)儲(chǔ)存有關(guān)的繼電保護(hù)故障信息管理信息，例如：保護(hù)/記錄裝置的主要硬件性能及系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)信息收集了系統(tǒng)所用工具的技術(shù)性能SQLServer數(shù)據(jù)庫提供并詳細(xì)分析了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的邏輯和物理結(jié)構(gòu)。1.系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析通過分析系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)類型之間的關(guān)系，可以使用E-R圖來開發(fā)系統(tǒng)后端數(shù)據(jù)庫的邏輯模型，如圖3.15所示。圖3.15數(shù)據(jù)庫E-R圖如圖3.15所示，在系統(tǒng)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中，主要以輔助設(shè)備的智能設(shè)備為核心構(gòu)建邏輯模型，并從結(jié)構(gòu)上對(duì)電力設(shè)備保護(hù)設(shè)備的基本信息和狀態(tài)信息進(jìn)行表示。2.數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)在分析了邏輯框架和數(shù)據(jù)類型之后，在本文中開發(fā)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)庫中關(guān)鍵數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類型，以及各數(shù)據(jù)表之間的外部關(guān)系，詳情見附錄表3.1-3.7。四、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)與測(cè)試（一）系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境根據(jù)事故繼電保護(hù)系統(tǒng)的功能圖，使用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，NET平臺(tái)開發(fā)了SQLServer數(shù)據(jù)庫的技術(shù)和技術(shù)，用于設(shè)計(jì)和實(shí)施系統(tǒng)功能，以防止發(fā)生故障，并介紹了系統(tǒng)功能布置的方法。（1）.NET平臺(tái)：VisualStudio.NET2010；（2）.NETFramework：.NETFramework4.5版；（3）編程語言：C#.NET、SQL數(shù)據(jù)庫操作語言；（4）數(shù)據(jù)庫站和系統(tǒng)后：SQLServer2010。（二）系統(tǒng)功能模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)于繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)，不僅需要實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)二次設(shè)備保護(hù)裝置和記錄設(shè)備的本地控制，而且還需要向站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的變電站控制人員提供相關(guān)信息。廠站站維護(hù)站操作功能。同時(shí)，系統(tǒng)還必須根據(jù)廠站和公用事業(yè)之間的專用TCP/IP功率傳輸網(wǎng)絡(luò)環(huán)境交換數(shù)據(jù)。因此，在實(shí)際部署中，除了變電站內(nèi)的系統(tǒng)功能和服務(wù)部署外，這也是必要的?？紤]系統(tǒng)與主站系統(tǒng)之間的交互式部署。圖4.1繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)功能部署方式1.參數(shù)設(shè)置管理功能實(shí)現(xiàn)當(dāng)變電站管理器在客戶端上打開相應(yīng)的控制界面時(shí)，服務(wù)工作站將根據(jù)保存在系統(tǒng)后臺(tái)的參數(shù)更新結(jié)果，以與每個(gè)控件相對(duì)應(yīng)的WinForm表單的表單加載方法OnLoad（）的形式初始化界面。渲染窗口并顯示視覺參數(shù)的界面。功能模塊中用于管理參數(shù)設(shè)置的工作界面，如圖4.2所示。圖4.2參數(shù)設(shè)置管理功能模塊運(yùn)行界面根據(jù)變電站經(jīng)理選擇的信息類型，該系統(tǒng)在內(nèi)部運(yùn)行的相關(guān)操作要求，并與TCPCommService對(duì)象的聯(lián)系在主調(diào)度中心。公司電力系統(tǒng)調(diào)度中心，使用通信處使用接口進(jìn)行上述工作，以檢索和檢索關(guān)于狀態(tài)或服務(wù)的信息，并履行有關(guān)職能。相關(guān)的軟件包已嵌入在一個(gè)Clickdescription方法接口，以控制狀態(tài)視圖或操作控制，以查看和更新信息。關(guān)于工作接口瀏覽器功能的信息見圖4.3。圖4.3信息瀏覽功能運(yùn)行界面在圖5.3中，變電站管理器可以通過單擊“查看系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)”或“查看系統(tǒng)維護(hù)信息”按鈕，在彈出的信息窗口中查看本地系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)或近期維護(hù)信息。2.保護(hù)裝置操作管理功能實(shí)現(xiàn)由于各種工作指令的接收和響應(yīng)接口都集成在變電站設(shè)備的二次保護(hù)設(shè)備中，因此協(xié)議轉(zhuǎn)換器用于分析，重新打包和發(fā)送工作指令，二次設(shè)備保護(hù)設(shè)備將對(duì)應(yīng)于特定的操作。內(nèi)部響應(yīng)類型并返回響應(yīng)結(jié)果。在返回過程中，協(xié)議轉(zhuǎn)換器還用于將響應(yīng)結(jié)果重新封裝為基于TCP/IP的數(shù)據(jù)包格式，并在系統(tǒng)后端服務(wù)器對(duì)其進(jìn)行解析之后，執(zhí)行數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)操作并維護(hù)客戶端工作站返回并顯示。（a）保護(hù)裝置定值操作界面（b）保護(hù)裝置模擬量操作界面圖4.4保護(hù)裝置操作管理功能模塊運(yùn)行界面3.錄波器操作管理功能實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)中，所有記錄儀的波形文件的采集結(jié)果以CFC文件的形式保存在系統(tǒng)內(nèi)部服務(wù)器的主機(jī)上，并將相應(yīng)的波形文件的基本屬性寫入服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫。變電站管理器可以通過搜索波形文件的基本屬性來檢索存儲(chǔ)在系統(tǒng)內(nèi)部服務(wù)器中的波形文件，并執(zhí)行在線下載功能，例如文件名，采集源，采集時(shí)間，文件大小等。搜索結(jié)果列表中所選波形數(shù)據(jù)文件的格式。在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)波形文件上傳功能時(shí)，本文主要采用基于TCP/IP的通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)波形文件通信功能以及系統(tǒng)后端服務(wù)器與服務(wù)工作站之間的數(shù)據(jù)傳輸。下載功能，系統(tǒng)首先根據(jù)客戶終端發(fā)送的波形文件的搜索條件是基于后臺(tái)數(shù)據(jù)庫搜索操作的界面，并請(qǐng)求波形文件主要屬性的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，界面以列表形式顯示。隨后，當(dāng)變電站管理器選擇列表項(xiàng)并單擊下載按鈕時(shí)，系統(tǒng)將使用讀取文件數(shù)據(jù)，TCP通訊，接收客戶端文件數(shù)據(jù)以及文件存儲(chǔ)來處理下載。圖4.5保護(hù)裝置錄波器波形文件查看及下載界面4.遠(yuǎn)方控制管理功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制功能模塊主要向變電站控制人員提供部署在廠站側(cè)的二次設(shè)備保護(hù)裝置的操作控制功能，例如控制保護(hù)裝置狀態(tài)的主控制，設(shè)置區(qū)域切換過程的控制，更改硬件和軟件設(shè)置。控制壓板的輸入和輸出參數(shù)。在開發(fā)和實(shí)現(xiàn)特定功能時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)變電站管理器選擇的保護(hù)設(shè)備和操作類型，向系統(tǒng)后臺(tái)發(fā)送遠(yuǎn)程控制請(qǐng)求，以進(jìn)行特定處理。該處理包括遠(yuǎn)程控制命令協(xié)議轉(zhuǎn)換處理，現(xiàn)場(chǎng)通信處理，接收控制反饋以及在操作完成之后返回控制狀態(tài)。以保護(hù)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制功能模塊中的基本狀態(tài)控制功能為例，其操作界面如圖4.6所示。圖4.6保護(hù)裝置基本狀態(tài)控制功能運(yùn)行界面此外，為了改變保護(hù)裝置的定義或改變壓板上的壓痕復(fù)位值，這種處理還包括閱讀和閱讀關(guān)于保護(hù)裝置當(dāng)前固定值的信息，因此，閱讀并返回當(dāng)前保護(hù)裝置的值是添加到邏輯順序的操作。圖4.7顯示了修改后的保護(hù)裝置的功能接口。圖4.7保護(hù)裝置軟壓板投退值操作功能運(yùn)行界面（三）系統(tǒng)測(cè)試及結(jié)果在系統(tǒng)的測(cè)試操作中，通過仿真進(jìn)行測(cè)試，并使用上述測(cè)試環(huán)境配置在用于測(cè)試的變電站中部署系統(tǒng)的后臺(tái)服務(wù)和維修工作站功能。同時(shí)，黑匣子測(cè)試方法用于在維護(hù)工作站的客戶端界面中執(zhí)行各種功能操作，以查看系統(tǒng)的工作效果是否滿足要求。在系統(tǒng)性能測(cè)試中，系統(tǒng)的后臺(tái)通信功能主要旨在測(cè)試其協(xié)議轉(zhuǎn)換的處理機(jī)制。具體測(cè)試內(nèi)容包括符合IEC61850和TCP/IP以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線（RS485）。TCP/IP以太網(wǎng)通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換均按照原始的103通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。同時(shí)，從系統(tǒng)可靠性，安全性和后臺(tái)通信能力的角度，通過系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行測(cè)試，檢查連續(xù)運(yùn)行72小時(shí)的系統(tǒng)性能的可靠性，并執(zhí)行各種操作有權(quán)限。在廠站中通過通信操作和硬件故障報(bào)告執(zhí)行安全性測(cè)試以篡改性能，并檢查系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)議到IEX61850/103通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換狀態(tài)，并檢查其通信功能以獲得系統(tǒng)性能。它符合公司的預(yù)期要求，因此可以通過系統(tǒng)功能和性能測(cè)試。五、結(jié)論與展望（一）結(jié)論本文詳細(xì)闡述并實(shí)施了繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)。對(duì)應(yīng)用環(huán)境和系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)進(jìn)行了分析和研究，并討論了開發(fā)和使用系統(tǒng)的需要和可能性。同時(shí)，確定了系統(tǒng)功能發(fā)展的目標(biāo)，并分析了系統(tǒng)各站和各站之間的內(nèi)部聯(lián)系以及系統(tǒng)的通信要求。在此基礎(chǔ)上，本文件詳細(xì)闡述了該系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)模型，該模型分為硬件結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通信程序，功能模塊。與數(shù)據(jù)庫有關(guān)的功能模塊和項(xiàng)目。最后，完成詳細(xì)的功能設(shè)計(jì)，實(shí)施和測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)的試驗(yàn)和試驗(yàn)結(jié)果表明，其功能基本符合公司的期望。這可在公司終端使用繼電保護(hù)，防止信息收集、管理和維護(hù)中出現(xiàn)故障，造成巨大損失，提高了公司網(wǎng)絡(luò)的總體管理和安全水平。（二）展望從電力系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)的角度來看，相關(guān)的繼電保護(hù)故障信息管理業(yè)務(wù)非常復(fù)雜，并且在電氣工程和電氣設(shè)備（如二次保護(hù)設(shè)備，錄波器和廠站終端）方面需要大量豐富的知識(shí)。同時(shí)，要部署其他電氣設(shè)備。為了進(jìn)行故障保護(hù)信息系統(tǒng)的研究和開發(fā)，需要考慮供電組織的變電站和其他電站終端的實(shí)際部署情況以及運(yùn)維管理模式。功能開發(fā)過程中所需的技術(shù)空間不僅包括計(jì)算機(jī)軟件，網(wǎng)絡(luò)通信，數(shù)據(jù)庫和其他信息技術(shù)，還要求開發(fā)人員具有豐富繼電保護(hù)，電網(wǎng)故障應(yīng)對(duì)手段，電力網(wǎng)絡(luò)傳輸和協(xié)議等專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐技能。因此，本文中某些功能的技術(shù)實(shí)現(xiàn)以及硬件接口的分析需要進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)習(xí)。在后續(xù)的學(xué)習(xí)工作過程中，還需要提高自身軟件技術(shù)能力和電網(wǎng)運(yùn)行與維護(hù)管理的專業(yè)技能。參考文獻(xiàn)[1]崔大林,莊紅山,王曉飛,于冰,姜健琳.基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的繼電保護(hù)信息應(yīng)用研究[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2020,39(11):76-80.[2]盛遠(yuǎn),王晨麟,厲娜.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)不穩(wěn)定的原因與應(yīng)對(duì)方法[J].農(nóng)村電工,2020,28(11):41-42.[3]張惠,袁春.電網(wǎng)繼電保護(hù)與故障信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用探討[J].電力設(shè)備管理,2020(10):192-194.[4]郭奧.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和二次回路的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].當(dāng)代化工研究,2020(20):8-9.[5]郭淳.繼電保護(hù)與電力自動(dòng)化的故障處理方法[J].集成電路應(yīng)用,2020,37(10):152-153.[6]林彤,陳鋒云.微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)故障信息自動(dòng)檢測(cè)方法研究[J].電子設(shè)計(jì)工程,2020,28(16):87-91.[7]羅振威,余棟斌,何雄輝,張俊杰,魏紅星.變電站繼電保護(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