智能变电站继电保护免配置文件技术探讨

湖北省电力勘测设计院有限公司 郑开琦

随着近现代的经济发展，电力供给已经成为生产生活不可或缺的部分。国家电网有限公司作为电力供给方，也在不断新增智能变电站提供稳定持续的电力供应，这就使得需要配置文件来支持的继电保护装置维护问题逐渐显现出来。用来实现继电保护的高速信号联系需要通过配置文件来实现，其是由掌握专业技术的工作人员解读的计算机语言，非专业人士无法短时间掌握，由此引发的修缮维护等实际问题都存在很大的不便，如继电保护装置是否能够应用都取决于生产商是否生产，配置文件由于适配问题难以控制等，这些问题都使得智能变电站继电保护装置运行和维护变得异常艰难。

以往很多文献也对智能变电站继电保护装置对于配置文件的依赖问题进行了研究并提出一些解决方案，但都没有实质性解决运行过程中需配置文件带来的难题，也没有满足市场的需求。有些方案虽从表面上解决了部分问题，但实际却大大增加了成本和再次运维的难度。实际上，所有这些问题都是由于智变电站继电保护装置对配置文件的依赖，只有把配置文件从继电保护装置的依附关系中脱离出来，才能从根本上解决这类问题。如能通过免配置文件或只是手动改变一些数据参考值的方式就能使得继电保护装置进行运作，没有配置文件的困扰和束缚，那么所有的问题都可迎刃而解。

1 剖析智能变电站配置环节

站控层通信及信号命名、过程层通信及虚端子关联分别是智能变电站站配置的两大重要环节。站控层通信就是指装置IP地址配置，与实际工程有关系的各种信号、信息总称为信号命名，在配置的过程中需要把一些相关的告警或信息重命名。站控层面的配置主要是为处理远程控制过程中产生的信息，原来的继电保护装置本身就可对自己的信号表达，后台客户端只是对于信号反应的报文进行处理访问，本身就可实现免配置文件在线获得装置的信息通讯[1]。但实际工作中要注意避免语义的模糊，要规范使用工程相关信号名称降低实地修改的风险。综上，只要把装置配置现场的IP地址和IED名称设置好，并确保语义不重复就可实现继电保护装置站控层配置。

在配置过程中的另一方面就是跟过程层通信相关的主要配置，如一些相关高速信号接收报文的MAC地址及一些技术层面的参数设置、为达到信号间相互传递的目的而配置的信号绑定，像部分线路启动或运行失败输出的信号和母线路保护相关的支路失败进行信号虚端子绑定。过程层配置主要决定着高速通信，主要是两方面的设定，按照装置本身的参数来设定的通信参数和虚端子的关联[2]。其中虚端子关联便是整个免配置文件探讨的最大难点，它本身包含虚端子本身定义、信号通道定义等通信报文的识别和解读。

2 信号自动识别

2.1 虚端子自动识别报文名称及用处

在智能变电站系统中，客户端可从它产生的报文格式中解读出相关的通信参数配置方式，在现场配置中通常参考IP地址的配置方式来设定；也可解读出用于分析报文用处的应用标识符，对于标识符的设定通常是唯一的设定，不与其他标识重复，但也可设定成与通信参数配置方式最后的两个字节相同的参数，达到使系统的配置参数数量减少的效果，降低系统复杂程度；从报文中还可识别出特定类型的设备发出的报文，由于使用的标准统一，对于接收信号方的自动识别和匹配报文的内容更加便利，当然在智能变电站系统中如果出现同类型装置也要允许重复的发生。

当然想要实现智能变电站继电保护装置免配置文件的技术，对虚端子定义库的设置提出了更高的要求，一定要有极高的适配度，使得系统发出的虚端子定义库可适用所有的继电保护装置及维护安全的自动保护设备[3]。在变电站继电保护系统中还要先保存变电站所有的虚端子定义库，包括后续可能使用的装置型号对应的虚端子，这样才能使得达到客户端的所有虚端子含义都能被系统自动识别出来，实现免配置文件技术在相关设备的应用。尽管已有统一标准被国家电网公布，但能全面涵盖所有继电保护及安全保护自动装置的虚端子定义库还是难以实现。如将来有新的更新安全保护自动设备出现，还是没有办法自动适配，采取在装置运行过程中重新升级的方法。然而如可将虚端子含义的识别自动化，对于提前设定统一标准的合并格式发出的虚端子让其含义达到被用户端自动识别的效果。

2.2 虚端子在通讯线路上的自动识别

实现了虚端子在含义识别上的自动化，仅是对发出报文的名字和用处进行了处理，在保护装置运行过程中还会产生很多虚端子在识别语义上的冲突，所以要对一些内容和标准进行设定来规避含义上识别的错误，通过对系统中相关安全保护装置的通信线路进行筛查，排查出容易产生模糊和冲撞的情形。

在通信线路的配置中，传统变电站内部的继电保护装置经常会按照输出的接点来安装压板，部分保护装置也不会设置根据类型项目来跳闸的压板，但会按照项目运行对象来设置压板，所以也可根据运行对象来对保护输出的信号进行拆分，虽然对于检查修理的间隔和中途运作很方便，但不论是按照输出接点还是运行对象进行设置，通常情况下会都会发生区域性的保护设备启动，就会产生多个区域的接点跳闸和无法启动。然而如果是在免配置文件技术下，通过对其中产生的报文进行拆分，其实是可有效规避这种事项的发生。把系统内部所有安全装置产生的报文和这一段间隔可能产生的所有信号信息汇总，按照项目的对象不同进行有效的拆分，这就使得每一个需产生继电保护对应的项目对象都有一个与之对应的标准信息集。通过对系统所有的报文进行拆分后，就可使得报文中所有可能会产生歧义的语段都被有效排除，且不会产生重复或冲突。

为保证可普遍应用，可对使用的虚端子进行缩小范围的定义，提出了两种关于保护装置的报文发布信息集，有单向的和三向的跳合闸数据集。对于这些数据集的输出信号的设定，它跟保护装置的类型并没有关系，所有的保护装置在运行过程中产生的信号设定大致相同。当然设置一些空的信号也是非常必要的，并不会产生什么实际的行为。

2.3 虚端子的自动订阅

系统所有的报文都是运用组合方式单向传导，所有的智能变电站继电保护装置都是在客户接收端来进行配置的。所以如果是某一个既定的设备，是可按照用户接收方的信号来进行配置设计数据参数的项目。如果主的接线器有两条接线，那么对于主接线器的保护可按照间隔智能和间隔保护的信号接收地址来设计所有的线路参数。按照相同道理，只要把所有安全装置都按照用户的接收方信号来最大化设计所有的参数，就能实现所有装置间的关联配置[4]。这种方式还存在一个极大的特点，由于所有跨间隔间的保护向主线路和主要的保护器间隔相关装置的虚端子都是被标准化设置的，所有的通信参数也都是根据现场实地来进行设置安装的，这就可避免在扩建时需把母差配置文件进行修改、从而引发作业设备的传动变更，因为母差通信链路参数设置值中与运行间隔相关的参数并没有修改过。

3 结语

由于以往的智能变电站继电保护装置必然会配置文件，在固有思维的束缚下免配置技术不被重视。然而消除继电保护装置对配置文件的依赖，对于智能变电站的扩展、维护及管控都有很大帮助。在标准系统配置形式下的智能变电站，对于继电保护装置的信号联系方式并没有做出明确的规定，所以虚端子的设定参数都是按照惯有习俗进行的设定，忽略了不依附于配置文件直接进行访问。综上完全可利用技术手段对信号传输的相关参数进行设定，最终实现继电保护装置免配置文件的形式，从根源上消除各种配置文件引发的维护运营难题。

本研究通过数据筛选拆解有相同语义的内容信号，实现了与保护装置类型毫无关联的系统信号输出的标准化。只需对继电保护装置间的通信参数进行重新设定，不用具体跟某个信号进行关联绑定，这样可让虚端子在装置间建立联系，也方便了新的保护装置加入设定，使得整个过程灵活便利，在实际工程中值得推广应用。