基于一体化数据结构的继电保护在线整定计算方法技术

基于一体化数据结构的继电保护在线整定计算方法，该方法通过整合发电厂继电保护整定计算全过程数据与用户信息数据，建立了继电保护在线整定计算一体化数据平台，通过数据之间的关联关系实现了流程化整定计算。本发明专利技术提出的一体化整定计算数据平台的软件系统采用B/S模式，总体结构分为界面层、逻辑处理层、应用程序接口、数据转换以及数据层5部分。本发明专利技术基于数据平台提供的数据基础，利用自定义图形化建模方法、模板匹配的整定计算以及保护定值特征匹配的定值单输出方式实现了智能化整定计算。整定计算全过程分为图形化建模、短路故障计算、故障配置、整定计算、定值校核以及定值单管理6部分。本发明专利技术使用户能够随时随地通过浏览器开展整定计算工作，大幅度提升了整定计算效率。

On-line setting calculation method of relay protection based on integrated data structure

【技术实现步骤摘要】
基于一体化数据结构的继电保护在线整定计算方法
本专利技术涉及电力系统继电保护整定计算领域，特别是涉及一种基于一体化数据结构的继电保护在线整定计算方法。
技术介绍
随着数据库与Internet相融合的数字化继电保护信息综合管理系统的日益发展与专家系统技术的不断应用于整定计算研究中，较大程度上提升了整定计算的自动化程度和保证了整定计算的准确性，对电力系统的安全稳定运行具有重要的实际意义。现有继电保护整定计算系统，主要存在三个方面问题，1）：大部分继电保护整定计算系统根据具体发电厂各自需求开发，无法满足不同发电厂的继电保护整定计算需求，通用性不强；2）：未对发电厂继电保护整定计算全过程数据进行统一与分类，整定计算各阶段数据与基本数据混杂在一起，对数据储存空间提出了较高的要求，不利于数据的维护与管理；3）：许多继电保护整定计算系统没有实现电气图纸、整定计算步骤以及整定计算模板等参数的灵活编辑，系统开放性较低。现有的软件系统结构主要有两种，分别为客户端/服务器结构(C/S)、浏览器/服务器结构(B/S)。C/S结构需要安装特定的客户端，软件的信息安全能够得到保证，但软件功能的实现较为困难且很难对软件进行升级；B/S结构无需安装客户端，仅需浏览器软件便可开始运行，对数据的信息安全具有较强的控制力，可嵌入插件完成大部分整定计算软件难以实现的功能，能够实现在线整定计算，并且软件系统可无缝升级。基于上述问题，如何选择软件系统结构、设计继电保护一体化整定计算数据结构以及实现智能化整定计算是本领域需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于一体化数据结构的继电保护在线整定计算方法，以提升整定计算效率。本专利技术采取的技术方案为：基于一体化数据结构的继电保护在线整定计算方法，通过整合发电厂继电保护整定计算全过程数据与用户信息数据，建立继电保护一体化整定计算数据平台；结合标准的B/S软件框架与数据平台提供的数据基础，完成了数据平台各功能模块的设计，从而实现了互联网与统一数据背景下的智能化整定计算。所述方法的软件系统采用3层B/S结构，分为界面层、逻辑处理层、应用程序接口、数据转换以及数据层5部分。1）界面层：为用户提供友好的人机界面，通过浏览器界面登录系统可随时随地登录平台，实现了平台各功能模块的在线操作；2）逻辑处理层：为平台各功能模块的业务请求提供了应用响应程序，是界面层与数据访问层之间的桥梁。3）应用程序接口：完成业务逻辑层各模块对数据层的访问；4）数据转换：将不同编程语言传递到业务逻辑层的数据进行统一数据格式转换，以提升数据传输速度与整定计算效率；5）数据层：定义了用户基本信息数据与发电厂继电保护整定计算全部数据，利用平台提供的人机界面与数据库编辑方式实现了数据的灵活管理。所述数据平台软件系统功能模块分为用户管理、图形化建模、继电保护配置、整定计算以及定值单管理5个功能模块。1）数据平台利用用户管理模块对用户基本信息进行管理，根据用户权限等级开放相应功能。2）数据平台利用图形化建模模块形成任意发电厂电气接线图，并在其基础之前自动完成拓扑分析过程。3）数据平台利用继电保护配置模块为各类电力设备配置继电保护装置。4）数据平台利用整定计算模块实现自动化整定计算。5）数据平台利用定值单管理模块实现定值单的灵活扭转。所述数据平台依据整定计算流程将数据分为用户数据、图形化建模数据、保护配置数据、整定计算数据以及定值单数据5部分。各部分数据分别为：1）用户数据包括注册了所述数据平台软件系统的用户基本信息与用户所建立得整定计算工程项目详细情况，前者为姓名、职位、联系方式、等级权限等，后者为包含了项目描述、项目进度、项目实际针对的电力元件以及项目所选取的参数、公式以及模板等信息。2）图形化建模数据包括图元模型与图形文件，前者是统一定义了电力元件图元模型，不仅包含了基本属性，如：设备形状、大小等，还包含拓扑分析的参数，如：名称、端口类型等。后者为电气图纸，包括可自动辨识或自定义绘制的图纸文件。3）继电保护配置数据包括装置信息和电力元件配置情况，前者包含了生产厂家、装置名称以及适用的电力设备等，后者包含了电气设备保护装置配置信息。4）整定计算数据包括参数、计算公式、规则以及模板等信息。参数分为计算参数与非计算参数，前者通过计算得到或参与计算得到其它参数，如最小动作电流、可靠系数等，后者是经验参数，如过负荷常数、散热常数等。公式包括电路基本原理公式与继电保护整定计算公式。模板针对保护装置的整定项目配置了通用的参数、公式和规则。5）定值单数据包含保护定值与定值单信息，前者为后者的输出提供了基础，后者通常包括定值单表头信息和定值单内容。表头信息包括保护装置、电气设备类型、发电厂名称等，定值单内容包括整定项目、定值名称以及定值大小等。所述数据平台通过分析整定计算过程数据流向，结合数据平台提供的数据基础与数据之间的关联关系实现了流程化整定计算。所述数据平台利用通用的电力设备图元模板建模方法完成了电气图纸的绘制与电力设备参数的自动入库，通过图元自动匹配继电保护装置，装置自动匹配整定计算模板，实现了自动化整定计算，根据保护定值数据的继电保护装置与整定项目特征，自动筛选符合要求的保护定值实现了定值单的全自动输出。所述数据平台为用户提供了自定义编辑图元模板、整定计算模板以及定值单模板功能，当已有模板无法满足整定计算时，可自主添加相应模板。所述数据平台整定计算流程分6步。1）图形化建模：用户通过所述数据平台定义的电力设备图元自主完成电气图纸的绘制，电力设备通过数据平台自动载入基本参数与运行方式等信息。平台为各类电力设备提供了参数编辑功能，使用户能够自行设置相应参数。2）短路故障计算：所述数据平台利用短路故障计算模块配置了多种短路故障模型，用户选取故障类型后，自动调用相应计算模型完成故障计算。3）保护配置：所述数据平台保护配置模块为电力设备配置了多种继电保护装置，用户根据具体情况选取继电保护装置与整定项目。4）整定计算：所述数据平台利用整定计算模块为继电保护装置配置了整定计算模板，用户根据具体情况自主选择整定项目，利用特征辨识方法自动匹配整定计算模板，根据模板所配置的参数信息与故障计算结果自动完成整定计算。5）定值校核：所述数据平台利用定值校核模块对整定计算结果进行在线校核，对不满足要求的定值进行调整直到满足要求为止。6）定值单管理：所述数据平台利用定值单管理模块为各类继电保护装置配置了通用的定值单模板，根据继电保护装置自动检索并匹配保护定值，将定值信息从上往下、从左往右自动填入模板，形成定值单。本专利技术一种基于一体化数据结构的继电保护在线整定计算方法，优点在于：（1）；所述方法以整定计算全过程数据为基础，统一基本数据、统一模型、统一规范、统一标准、统一平台，以提升整定计算效率。（2）：所述数据平台除对数据进行统一管理外，还具有发电厂继电保护一体化整定计算功能，包括图形化建模、继电保护装置配置、整定计算以及定值单管理等功能。（3）：所述数据平台的软件系统采用数据库与登录界面混合验证方式，以保证数据安全性。所述数据平台通过自定义图形化建模方法、模板匹配的整定计算以及保护定值特征匹配的定值单输出方式实现了智能化整定计算。（4）：所述平台的软件系统嵌入了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于一体化数据结构的继电保护在线整定计算方法，其特征在于：通过整合发电厂继电保护整定计算全过程数据与用户信息数据，建立继电保护一体化整定计算数据平台；结合标准的B/S软件框架与数据平台提供的数据基础，完成了数据平台各功能模块的设计，从而实现了互联网与统一数据背景下的智能化整定计算。

【技术特征摘要】
1.基于一体化数据结构的继电保护在线整定计算方法，其特征在于：通过整合发电厂继电保护整定计算全过程数据与用户信息数据，建立继电保护一体化整定计算数据平台；结合标准的B/S软件框架与数据平台提供的数据基础，完成了数据平台各功能模块的设计，从而实现了互联网与统一数据背景下的智能化整定计算。2.根据权利要求1所述基于一体化数据结构的继电保护在线整定计算方法，其特征在于：所述方法的软件系统采用3层B/S结构，分为界面层、逻辑处理层、应用程序接口、数据转换以及数据层5部分；1）界面层：为用户提供友好的人机界面，通过浏览器界面登录系统可随时随地登录平台，实现了平台各功能模块的在线操作；2）逻辑处理层：为平台各功能模块的业务请求提供了应用响应程序，是界面层与数据访问层之间的桥梁；3）应用程序接口：完成业务逻辑层各模块对数据层的访问；4）数据转换：将不同编程语言传递到业务逻辑层的数据进行统一数据格式转换，以提升数据传输速度与整定计算效率；5）数据层：定义了用户基本信息数据与发电厂继电保护整定计算全部数据，利用平台提供的人机界面与数据库编辑方式实现了数据的灵活管理。3.根据权利要求1所述基于一体化数据结构的继电保护在线整定计算方法，其特征在于：所述数据平台软件系统功能模块分为用户管理、图形化建模、继电保护配置、整定计算以及定值单管理5个功能模块；1）数据平台利用用户管理模块对用户基本信息进行管理，根据用户权限等级开放相应功能；2）数据平台利用图形化建模模块形成任意发电厂电气接线图，并在其基础之前自动完成拓扑分析过程；3）数据平台利用继电保护配置模块为各类电力设备配置继电保护装置；4）数据平台利用整定计算模块实现自动化整定计算；5）数据平台利用定值单管理模块实现定值单的灵活扭转。4.根据权利要求1所述基于一体化数据结构的继电保护在线整定计算方法，其特征在于：所述数据平台依据整定计算流程将数据分为用户数据、图形化建模数据、保护配置数据、整定计算数据以及定值单数据5部分，各部分数据分别为：1）用户数据包括注册了所述数据平台软件系统的用户基本信息与用户所建立得整定计算工程项目详细情况，前者为姓名、职位、联系方式、等级权限，后者为包含了项目描述、项目进度、项目实际针对的电力元件以及项目所选取的参数、公式以及模板等信息；2）图形化建模数据包括图元模型与图形文件，前者是统一定义了电力元件图元模型，不仅包含了基本属性：设备形状、大小，还包含拓扑分析的参数：名称、端口类型，后者为电气图纸，包括可自动辨识或自定义绘制的图纸文件；3）继电保护配置数据包括装置信息和电力元件配置情况，前者包含了生产厂家、装置名称以及适用的电力设备等，后者包含了电气设备保护装置配置信息；4）整定计算数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铁，杨磊，汪长林，胡文斌，张彬桥，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42