一种继电定值修改的主站系统、远程系统及控制方法与流程

本发明属于电力系统继电保护领域，更具体地，涉及一种继电定值修改的主站系统、远程系统及控制方法。

背景技术：

随着电力系统的不断发展，电网的运行方式变化十分频繁，为保证电网的安全、稳定、可靠运行，继电保护定值也要随着运行方式的变化进行相应的调整。该调整是保护正确动作的依据，定值的正确性和适应性对继电保护的正确动作及电网的安全运行有着非常重要的作用。

远程修改定值是保护信息管理系统的重要功能，可提高继电保护专业工作效率。现有技术将微机保护各项应用功能集成于SCADA(调度自动化系统或集控中心)系统中，使微机保护、远方整定、远程修改定值等管理功能成为SCADA的子系统(龚天贵,张剑驰.电力系统继电保护定值远方修改的可行性分析[J].中国新技术新产品,2012,03:143.)。

但由于调度SCADA系统和集控SCADA系统的标准传输规约不具备保护定值传输以及安全校验功能，需各自动化厂家对相关规约进行扩展，形成非标准规约，由于修改了各自动化系统的核心程序和传输规约，在一定程度上会影响自动化系统安全性和可靠性。轻则影响微机保护、远方整定、远程定值修改功能的有效性和准确性，严重的情况下，会导致微机保护、远方整定、远程修改定值等重要功能直接失效。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种继电定值修改的主站系统、远程系统及控制方法，其目的在于建立具有完善功能的主站系统和远程系统，由此提高电网中继电保护定值修改的稳定性与可靠性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种继电定值修改的主站系统；

所述主站系统包括安全校验模块、定值召唤模块、定值设置模块、审核模块以及传输模块；

所述定值召唤模块的输出端连接定值设置模块的第一输入端，交互端连接传输模块的第一交互端；所述安全校验模块的第一输出端连接定值设置模块的第二输入端，第二输出端连接审核模块的第一输入端；所述定值设置模块的输出端连接审核模块的第二输入端；所述审核模块的输出端连接传输模块的输入端；所述传输模块的第二交互端作为所述主站系统的交互端，用于连接外部的子站节点；

所述定值召唤模块用于发出定值召唤请求，并根据第一继电保护定值获取对应的定值设置任务；

所述安全校验模块用于根据外部的执行人员的请求以及硬件加密装置，将定值设置模块或审核模块设置于工作状态；

所述定值设置模块用于选取定值设置任务，并获取与所述定值设置任务对应的第二继电保护定值；

所述审核模块用于审核第二继电保护定值，并发出第二继电保护定值的应用请求；

所述传输模块用于从外部的子站节点获取第一继电保护定值，并进行规约转换后反馈至定值召唤模块；还用于将定值召唤请求或应用请求发送至对应的外部的子站节点。

优选地，所述主站系统还包括数据库，所述数据库用于储存历史的第一继电保护定值及其对应的定值设置任务。

优选地，所述执行人员包括操作人员以及审核人员，所述安全校验模块用于根据外部的操作人员的请求以及硬件加密装置，将定值设置模块设置于工作状态；还用于根据外部的审核人员的请求，将审核模块设置于工作状态。

优选地，所述传输模块还用于从外部的子站节点获取第三继电保护定值，并进行规约转换后反馈至定值召唤模块；所述定值召唤模块还用于将所述第二继电保护定值与所述第三继电保护定值进行比较。

按照本发明的一个方面，还提供了一种继电定值修改的远程系统，包括控制中心、多个主站节点以及多个子站节点；所述主站节点上设置有主站系统，所述主站系统包括安全校验模块、定值召唤模块、定值设置模块、审核模块以及传输模块；

所述控制中心的多个控制端分别连接所述多个主站节点；所述定值召唤模块的输出端连接定值设置模块的第一输入端，交互端连接传输模块的第一交互端；所述安全校验模块的第一输出端连接定值设置模块的第二输入端，第二输出端连接审核模块的第一输入端；所述定值设置模块的输出端连接审核模块的第二输入端；所述审核模块的输出端连接传输模块的输入端；所述传输模块的第二交互端作为所述主站系统的交互端，连接子站节点的交互端；所述子站节点的控制端用于连接外部的继电保护装置；

所述控制中心用于将主站节点上的主站系统设置于工作状态；

所述定值召唤模块用于发出定值召唤请求，并根据第一继电保护定值获取对应的定值设置任务；

所述安全校验模块用于根据外部的执行人员的请求以及硬件加密装置，将定值设置模块或审核模块设置于工作状态；

所述定值设置模块用于选取定值设置任务，并获取与所述定值设置任务对应的第二继电保护定值；

所述审核模块用于审核第二继电保护定值，并发出第二继电保护定值的应用请求；

所述传输模块用于从子站节点获取第一继电保护定值，并进行规约转换后反馈至定值召唤模块；还用于将定值召唤请求或应用请求发送至对应的子站节点；

所述子站节点用于根据定值召唤请求，从外部的继电保护装置获取第一继电保护定值；还用于根据应用请求，将第二继电保护定值应用至外部的继电保护装置。

优选地，所述主站系统还包括数据库，所述数据库用于储存历史的第一继电保护定值及其对应的定值设置任务。

按照本发明的一个方面，还提供了一种上述远程系统的控制方法，包括以下步骤：

S1.控制中心将至少一个主站节点上的主站系统设置于工作状态；

S2.定值召唤模块发出定值召唤请求，传输模块将定值召唤请求发送至对应的子站节点，子站节点根据定值召唤请求从外部的继电保护装置获取第一继电保护定值，传输模块将所述第一继电保护定值进行规约转换，定值召唤模块根据所述第一继电保护定值获取对应的定值设置任务；

S3.用户验证模块根据操作人员的请求以及与操作人员对应的硬件加密装置，通过操作人员的验证，并将定值设置模块设置于工作状态；定值设置模块根据操作人员的请求选取定值设置任务，并根据所述定值设置任务设置第二继电保护定值；

S4.用户验证模块根据审核人员的请求，通过审核人员的验证，并将审核模块设置于工作状态；

S5.审核模块根据审核人员的请求审核第二继电保护定值，并发出第二继电保护定值的应用请求，传输模块将该应用请求发送至对应的子站节点；

S6.子站节点根据应用请求，将第二继电保护定值应用至外部的继电保护装置。

优选地，所述步骤S5具体包括如下子步骤：

S5-1.审核模块根据审核人员的请求审核第二继电保护定值，审核通过则进入步骤S5-2，否则返回步骤S3；

S5-2.审核模块发出第二继电保护定值的应用请求，传输模块将该应用请求发送至对应的子站节点。

优选地，在所述步骤S6之后还包括S7：定值召唤模块发出与第二继电保护定值对应同一继电保护装置的定值召唤请求，传输模块将所述定值召唤请求发送至对应的子站节点，子站节点根据定值召唤请求从外部的继电保护装置获取第三继电保护定值，传输模块将所述第三继电保护定值进行规约转换；定值召唤模块将所述第二继电保护定值与所述第三继电保护定值进行比较，第二继电保护定值与所述第三继电保护定值相同则该远程系统的控制结束，否则返回步骤S2。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有下列有益效果：

1、主站系统的传输模块，可以根据子站系统的类型，对继电保护定值进行规约转换，使得该主站系统能适用于不同级别的子站系统；

2、主站系统的安全校验模块不仅通过执行人员的请求，还通过硬件加密装置进行安全校验，从而将定值设置模块或审核模块设置于工作状态，使继电保护定值的设置与审核能严格按照执行人员的权限和操作顺序进行，提高了远程修改系统的使用安全性；

3、本发明的远程系统，通过设置多个主站节点以及控制中心，可以使用一个或多个主站节点的主站系统，设置继电保护定值的功能可以分配至不同的主站节点上，减少了对主站系统的硬件性能要求，且当其中一个主站节点发生故障时，不会影响继电定值修改的正常工作，使得远程修改系统运行效率提高，且更加稳定可靠；

4、控制中心可以对多个主站系统的工作状态进行切换，加强了对主站节点的监控职能，提高了远程系统运行的安全性。

附图说明

图1为本发明远程系统结构示意图；

图2为本发明主站系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供了一种继电定值修改的远程系统，包括控制中心、多个主站节点以及多个子站节点，如图1所示；所述主站节点上设置有主站系统，所述主站系统包括安全校验模块、定值召唤模块、定值设置模块、审核模块、数据库以及传输模块；

所述控制中心的多个控制端分别连接所述多个主站节点；所述定值召唤模块的输出端连接定值设置模块的第一输入端，交互端连接传输模块的第一交互端；所述安全校验模块的第一输出端连接定值设置模块的第二输入端，第二输出端连接审核模块的第一输入端；所述定值设置模块的输出端连接审核模块的第二输入端；所述审核模块的输出端连接传输模块的输入端；所述传输模块的第二交互端作为所述主站系统的交互端，连接子站节点的交互端，如图2所示；所述子站节点的控制端用于连接外部的继电保护装置；

所述控制中心用于将主站节点上的主站系统设置于工作状态；

所述定值召唤模块用于发出定值召唤请求，并根据第一继电保护定值获取对应的定值设置任务；

所述数据库用于储存历史的第一继电保护定值及其对应的定值设置任务；

所述安全校验模块用于根据外部的操作人员的请求以及硬件加密装置，将定值设置模块设置于工作状态；还用于根据外部的审核人员的请求，将审核模块设置于工作状态；

所述定值设置模块用于选取定值设置任务，并获取与所述定值设置任务对应的第二继电保护定值；

所述审核模块用于审核第二继电保护定值，并发出第二继电保护定值的应用请求；

所述传输模块用于从子站节点获取第一继电保护定值，并进行规约转换后反馈至定值召唤模块；还用于将定值召唤请求或应用请求发送至对应的子站节点；

所述子站节点用于根据定值召唤请求，从外部的继电保护装置获取第一继电保护定值；还用于根据应用请求，将第二继电保护定值应用至外部的继电保护装置。

上述远程系统的控制方法包括以下步骤：

S1.控制中心将至少一个主站节点上的主站系统设置于工作状态；

S2.在工作状态的主站系统中，定值召唤模块发出与继电保护装置对应的定值召唤请求，传输模块将定值召唤请求发送至连接该继电保护装置的子站节点，子站节点根据定值召唤请求从该继电保护装置获取第一继电保护定值，传输模块将所述第一继电保护定值进行规约转换，定值召唤模块根据所述第一继电保护定值获取对应的定值设置任务；数据库将第一继电保护定值及其对应的定值设置任务进行储存；

S3.用户验证模块根据操作人员的请求以及与操作人员对应的硬件加密装置，通过操作人员的验证，并将定值设置模块设置于工作状态；定值设置模块根据操作人员的请求在数据库中选取需要修改的第一继电保护定值对应的定值设置任务，并根据所述定值设置任务设置第二继电保护定值；

S4.用户验证模块根据审核人员的请求，通过审核人员的验证，并将审核模块设置于工作状态；

S5-1.审核模块根据审核人员的请求审核第二继电保护定值，审核未通过则返回步骤S3，审核通过则进入步骤S5-2；

S5-2.审核模块发出第二继电保护定值的应用请求，传输模块将该应用请求发送至连接该继电保护装置的子站节点；

S6.子站节点根据应用请求，将第二继电保护定值应用至该继电保护装置；

S7.定值召唤模块再次发出与第二继电保护定值对应同一继电保护装置的定值召唤请求，传输模块将所述定值召唤请求发送至对应的子站节点，子站节点根据定值召唤请求从外部的继电保护装置获取第三继电保护定值，传输模块将所述第三继电保护定值进行规约转换；定值召唤模块将所述第二继电保护定值与所述第三继电保护定值进行比较，两者不同则返回步骤S2，否则以第三继电保护定值更新数据库中对应同一定值设置任务的第一继电保护定值，控制结束。

实施例1

本实施例的远程系统除包括控制中心外，还包括位于厂站端的子站系统和位于调度端的主站系统。

其中，主站系统体系结构采用分布式、分层设计原则，该系统遵循GB7026-86、GB7027-86等标准化工作原则、《电力企业计算机管理信息系统建设原则(试行)及其若干规定》、以及南方电网公司供电企业信息化建设的相关规范。其具有如下功能：

1)与不同电压等级的不同厂家的子站系统通信

主站端接收子站上送的各种信息，并进行分类汇总和存储。接收的信息包括：装置运行状态、装置定值、子站系统事件及告警、以及子站配置信息等。主站端可以对子站传送的信息进行过滤，原则上，信息过滤配置在建立通信信息模型时完成，为了系统的灵活性，主站应具有在线运行信息过滤的配置手段，例如在系统调试时，临时屏蔽某些上送信息。主站端可以对子站通信信息进行监视和查询。

2)图形界面和建模

主站系统能显示电网带有保护配置的一次接线图，并根据需要显示地理接线图、通信状态图，图元外观符合国家标准或得到用户认可。能在图形界面上方便的查看一二次设备的属性，特别是保护和录波器要求能查看其能提供的所有有用的准实时和历史数据。能召唤装置内的信息。能提供方便的图模一体化的绘图建模工具，能支持图形描述文件的导入导出。

3)数据库管理与维护

4)监视连接子站的通信情况

5)主站系统运行环境监测

6)定值及软压板状态管理

能够召唤保护装置的当前运行区定值、编辑区定值(装置支持)、分CPU召唤定值(装置支持)；可召唤保护装置的定值区号；能够召唤保护装置的软压板状态；能够将召唤上来的定值保存为Excel格式文件。

7)运行工作站功能

运行工作站安装有主站系统客户端软件，是主站系统的人机界面，能够实现所有主站系统功能，并能完成主站系统的配置、备份和其他维护工作。

8)主站系统拥有完整且严格的权限认证体系。

根据用户实际需求主站系统能够支持远程控制功能。

本实施远程系统的主站端根据子站提供的配置文件，自动生成主站端的通信配置，实现子站信息的接入，通过电力二次系统一体化集成平台中实时应用数据库、防火墙及网络分布和服务器，借助于企业集成总线和交换机的订阅/发布机制，召唤或提取子站及继电保护装置的实时信息。该远程系统进行继电定值修改的控制过程包括如下步骤：

一、召唤定值

利用主站系统进行保护定值的召唤，并生成与保护定值对应的单号。召唤时，召唤定值功能处于有效状态，而操作人验证、修改定值、审核人校验功能处于无效状态；否则，召唤定值功能处于无效状态，其它功能处于有效状态。所述保护定值包括编辑区定值(装置支持)、分CPU召唤定值(装置支持)以及保护装置的当前运行区定值；召唤后，将操作人验证功能设置于有效状态，将召唤定值设置于无效状态，以免进行误操作。

二、操作人验证

登陆主站系统需要有基于硬件保护技术、通过对软件与数据的保护防止知识产权被非法使用的硬件加密装置，只有插入硬件加密装置，才允许登陆，否则不能登陆主站系统。操作人插入硬件加密装置进行登陆权限的校验，然后输入用户名密码进行操作人自身的权限校验，使得操作人拥有修改定值的权限。验证通过后，开启修改定值功能处于有效状态；

三、修改定值

操作人通过人机接口界面选取选择与待修改的保护定值对应的单号，并输入的待修改原因以及重新设置的保护定值。修改后，将审核人校验功能设置于有效状态，以免进行误操作。

该修改定值功能带数据库版本编译机制，保证只有和数据库版本匹配的应用程序才能启动，排除了数据库版本升级而应用程序没有完整编译造成的运行不正常，提高了数据安全性。其中，根据地区以及变电站的电压等级在110KV以上的高电压级别，以及不足110KV的低电压级别，操作人的权限不同。在低电压级别地区，操作人不仅具有修改定值的权限，还具有远程投退软压板的权限；而在高电压级别地区，操作人分为检修人员和运行人员，仅检修人员具有修改定值的权限。

四、审核人校验

审核人输入用户名和密码，为保证远程定值修改的可靠性和安全性，要求审核人和操作人不能是同一个人，即对应的用户名也不同。

五、下装定值

审核人审核步骤三中操作人重新设置的保护定值，该保护定值则自动通过子站系统下装到远方继电保护装置；修改后，将操作人验证、修改定值和审核人校验功能设置于无效状态，以免进行误操作，从而保证远程系统的安全性以及可靠性。

六、校核

重新召唤定值，然后比较重新召唤的定值以及步骤三中重新设置的保护定值，可以直观的校验继电保护定值修改的结果。如果两者相同，则证明重新设置的保护定值已经应用于继电保护装置；如果两者不同，则证明修改失败，返回步骤一。

本实施例设置了有着严格顺序要求的安全校验功能，有效的解决了子站系统以及主站系统之间，以及子站系统和继电保护装置之间存在的安全性与可靠性方面的问题；同时，通过远程系统中实时应用数据库、防火墙及网络分布和服务器，借助于企业集成总线和交换机的订阅/发布机制，解决不同厂家配置内容各异等所带来的应用问题，解决了由于不同厂家配置内容各异等所带来的应用问题，从技术上实现了统一的一体化配置管理。远程系统包括支持订阅/发布的网络管理系统、面向对象的分布式实时数据库管理系统、多现场的系统管理和任务管理系统、分布式的人机管理系统、通用的事件和告警管理系统、历史数据管理和报表系统等。可以支持继电保护远程修改定值应用不断发展的需要，节约了投资并减少了维护工作，而且不影响原系统的正常运行。

通过分别在两个厂家中各设置一个子站系统以及主站系统(即共2个子站系统，两个主站系统)；并根据上述方法进行2轮互操作试验，发现了主站与子站、子站之间的继电保护装置配合的问题，无法保证系统继电保护的可靠性、灵敏性以及选择性的要求，由此制定了测试总结，并按照该总结要求对主站、各子站、各保护装置的保护定值都进行了统一整改，为在供电局的试点变电站实施提供了条件。

本实施例经验证表明，本发明的远程系统在继电定值修改上的可行性，且有效的提高了定值修改的效率与可靠性。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。