0 引言

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)，智能變電站在標(biāo)準(zhǔn)制定、設(shè)備研制和工程建設(shè)等領(lǐng)域取得重大突破，智能化設(shè)備、數(shù)字化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用加速了繼電保護(hù)專業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。繼電保護(hù)是電網(wǎng)重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源之一，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)，繼電保護(hù)告警信息、動(dòng)作信息、中間接點(diǎn)信息等越來越規(guī)范化，為保證繼電保護(hù)信息的正確、標(biāo)準(zhǔn)化，需花費(fèi)大量時(shí)間與精力對(duì)繼電保護(hù)裝置信息進(jìn)行手動(dòng)測(cè)試驗(yàn)證。為解決上述問題，本文分析了智能電網(wǎng)繼電保護(hù)信息流，闡述了繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上開發(fā)了自動(dòng)測(cè)試軟件對(duì)繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行驗(yàn)證。

1 繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容分析

1.1 總體分析

智能電網(wǎng)遠(yuǎn)方調(diào)控一體化及變電站無人值守的推進(jìn)，打破了傳統(tǒng)調(diào)度和運(yùn)維人員的工作分工，對(duì)繼電保護(hù)信息的標(biāo)準(zhǔn)化提出了更高的要求，總體分析如下：

（1）用戶使用的一致性。保證繼電保護(hù)裝置的信號(hào)觸點(diǎn)、報(bào)文、人機(jī)界面及日志記錄的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，不同的保護(hù)裝置在同一輸入的情況下，有正確規(guī)范的信息表征，同一條信息反映的裝置狀態(tài)一致。

（2）用戶對(duì)信息的需求。保證繼電保護(hù)裝置狀態(tài)透明化，其信息能夠快速識(shí)別保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)對(duì)裝置異常；滿足遠(yuǎn)方操作、遠(yuǎn)方可視化、在線監(jiān)測(cè)與分析等**應(yīng)用。

1.2 規(guī)范應(yīng)用

繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化是建設(shè)互動(dòng)智能電網(wǎng)的必經(jīng)之路，即對(duì)各類繼電保護(hù)裝置信息開展規(guī)范應(yīng)用，其主要提出了以下新的要求：

（1）保護(hù)裝置應(yīng)輸出與保護(hù)功能實(shí)際狀態(tài)一致的狀態(tài)信息。裝置故障或者外回路異常導(dǎo)致保護(hù)功能退出、保護(hù)功能相關(guān)的功能壓板和功能控制字投退導(dǎo)致保護(hù)功能退出、保護(hù)功能相關(guān)的全部SV、GOOSE接收壓板退出、檢修不一致導(dǎo)致保護(hù)功能退出以及其他原因?qū)е卤Ｗo(hù)功能退出時(shí)，對(duì)應(yīng)保護(hù)功能狀態(tài)應(yīng)輸出“0”。

（2）裝置輸出保護(hù)功能閉鎖告警信息，根據(jù)不同保護(hù)類型的保護(hù)功能設(shè)置獨(dú)立的數(shù)據(jù)集，由保護(hù)功能狀態(tài)數(shù)據(jù)集信號(hào)經(jīng)本裝置功能壓板和功能控制字組合形成。任一保護(hù)功能失效，且功能壓板和功能控制字投入，對(duì)應(yīng)的保護(hù)功能閉鎖數(shù)據(jù)集信號(hào)狀態(tài)置1”，否則置“0”。

（3） 裝置提供遠(yuǎn)方操作保護(hù)軟壓板后相關(guān)保護(hù)功能投退狀態(tài)信息，“1”表示保護(hù)功能壓板投入且至少有一個(gè)相應(yīng)保護(hù)功能控制字投入；“0”表示保護(hù)功能壓板退出或相應(yīng)保護(hù)功能控制字退出，用于遠(yuǎn)方操作保護(hù)軟壓板雙確認(rèn)。

（4）裝置提供運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)與保護(hù)裝置面板顯示燈一一對(duì)應(yīng)。通過裝置運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)與裝置面板顯示燈一一對(duì)應(yīng)，方便就地監(jiān)控或遠(yuǎn)方形成與裝置實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)一致的虛擬裝置。

（5）明確保護(hù)裝置信息時(shí)標(biāo)原則，要求如下：

1）裝置顯示、打印時(shí)標(biāo)和上送監(jiān)控的時(shí)標(biāo)應(yīng)保持一致，其中時(shí)標(biāo)**到毫秒，按四舍五入處理；

2）裝置的告警時(shí)標(biāo)應(yīng)為裝置確認(rèn)告警的時(shí)標(biāo)；

3）保護(hù)裝置的狀態(tài)變位類信息的時(shí)標(biāo)應(yīng)為消抖后時(shí)標(biāo)；

4）保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作信息的時(shí)標(biāo)應(yīng)通過保護(hù)啟動(dòng)時(shí)間、保護(hù)動(dòng)作相對(duì)時(shí)間二者結(jié)合的方式來表現(xiàn)；

5）繼電保護(hù)裝置信息性能指標(biāo)：裝置生成狀態(tài)信息送出時(shí)間延時(shí)應(yīng)不大于1 s。

2 繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)證系統(tǒng)研究根據(jù)繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化要求，設(shè)計(jì)繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)證系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)信息規(guī)范化的自動(dòng)驗(yàn)證。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用分層式平臺(tái)化設(shè)計(jì)，包括四個(gè)層次：接口層、自動(dòng)測(cè)試層、二次開發(fā)平臺(tái)層、標(biāo)準(zhǔn)層（圖1）。

自動(dòng)測(cè)試過程為兼容各測(cè)試儀廠家測(cè)試儀測(cè)試參數(shù)，建立標(biāo)準(zhǔn)層；規(guī)范保護(hù)測(cè)試功能參數(shù)定義和描述、保護(hù)數(shù)據(jù)模型定義和描述、通信命令的定義和描述，建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)格式文件。

實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的信息規(guī)范化自動(dòng)測(cè)試，需編輯描述測(cè)試流程、測(cè)試方法、標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告的裝置測(cè)試方案，因此設(shè)計(jì)裝置測(cè)試方案開發(fā)平臺(tái)，以標(biāo)準(zhǔn)層定義的標(biāo)準(zhǔn)格式文件為基準(zhǔn)，根據(jù)被測(cè)的保護(hù)裝置，編輯裝置測(cè)試方案。

自動(dòng)測(cè)試層設(shè)計(jì)分為兩個(gè)部分，自動(dòng)測(cè)試程序和MMS規(guī)約后臺(tái)程序。MMS規(guī)約后臺(tái)程序開放標(biāo)準(zhǔn)程序調(diào)用接口，并實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)層中通信命令標(biāo)準(zhǔn)文件中定義的通信命令。自動(dòng)測(cè)試程序打開裝置測(cè)試方案，運(yùn)行測(cè)試儀接口程序，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能測(cè)試；調(diào)用MMS規(guī)約后臺(tái)程序?qū)崿F(xiàn)與被測(cè)保護(hù)裝置的通信。以接口程序和MMS規(guī)約后臺(tái)程序反饋的結(jié)果數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，自動(dòng)判斷測(cè)試結(jié)果，形成標(biāo)準(zhǔn)格式的測(cè)試報(bào)告。

接口層包含了各廠家繼電保護(hù)測(cè)試儀的控制接口程序，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)層的“保護(hù)測(cè)試功能標(biāo)準(zhǔn)文件”中定義和描述的測(cè)試功能，供自動(dòng)測(cè)試程序調(diào)用。

2.2 報(bào)文驗(yàn)證設(shè)計(jì)

信息規(guī)范化測(cè)試是對(duì)保護(hù)裝置上送報(bào)文進(jìn)行驗(yàn)證，檢驗(yàn)上送報(bào)文是否滿足信息規(guī)范化要求。報(bào)文驗(yàn)證分析功能的設(shè)計(jì)需滿足如下要求：（1）能夠判斷應(yīng)該上送的報(bào)文必須包含，不應(yīng)該上送的報(bào)文不能有；（2）報(bào)文的上送必須遵循先后次序；（3）報(bào)文包含的數(shù)據(jù)值與實(shí)際測(cè)試一致；（4）分析出一次

試驗(yàn)中缺失報(bào)文、多余報(bào)文，進(jìn)行測(cè)試分析；（5）計(jì)算報(bào)文之間的時(shí)間差。

2.2.1 報(bào)文驗(yàn)證對(duì)象設(shè)計(jì)

基于上述功能要求，采用面向?qū)ο蟮姆治龇椒?，將一個(gè)報(bào)文抽象為一個(gè)對(duì)象，以對(duì)象為處理單元，設(shè)計(jì)元素對(duì)象、序列對(duì)象、引用數(shù)據(jù)集對(duì)象和元素屬性對(duì)象。

（1）元素對(duì)象：描述規(guī)則文本單元，屬性定義。1）Text屬性：文本，定義元素的文本描述；2）Minocc屬性：表示元素*少出現(xiàn)的次數(shù)，“0”表示可以不出現(xiàn)；3）Maxocc屬性：表示元素可以出現(xiàn)的*多次，“-1”表示∞。如元素對(duì)象（保護(hù)啟動(dòng)，0，1）表示“突變遙信報(bào)文”可以出現(xiàn)0～1次。

（2）序列對(duì)象：定義一組順序出現(xiàn)的序列，包括兩個(gè)屬性定義：minocc、maxocc，含義同元素對(duì)象。

（3）引用數(shù)據(jù)集對(duì)象：表示數(shù)據(jù)驗(yàn)證范圍被限定在一個(gè)數(shù)據(jù)集中。

（4）元素屬性對(duì)象：描述元素的判定條件，元素屬性對(duì)象包括如下屬性定義。1）屬性標(biāo)示id：定義元素屬性的標(biāo)示，如name、value、q、t等；2）運(yùn)算操作符optr：定義屬性的操作運(yùn)算符號(hào)，如等于、小于等于、大于、大于等于、不等于、字符串包含、字符串不包含、數(shù)字范圍、數(shù)值范圍等；3）值類型datatype：數(shù)據(jù)類型，如整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符串等；4）數(shù)據(jù)值：屬性的數(shù)值。

2.2.2 報(bào)文驗(yàn)證對(duì)象規(guī)則設(shè)計(jì)

（1）元素對(duì)象沒有子對(duì)象，元素對(duì)象可以定義屬性；

（2）序列對(duì)象的子對(duì)象有序列對(duì)象、元素對(duì)象，順序任意；

（3）保護(hù)信息驗(yàn)證方式：序列驗(yàn)證和檢索驗(yàn)證。序列驗(yàn)證

定義按照規(guī)定順序及數(shù)目上送判斷為合格，檢索驗(yàn)證定義按照上送報(bào)文中包含相關(guān)報(bào)文及數(shù)目判定為合格。

3 繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)證系統(tǒng)應(yīng)用

自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)執(zhí)行編輯好的測(cè)試方案，可實(shí)現(xiàn)與設(shè)備的自動(dòng)通信、與測(cè)試儀的數(shù)據(jù)交換、報(bào)表數(shù)據(jù)的自動(dòng)填寫等功能。驗(yàn)證的結(jié)果如表1所示。

4 結(jié)語

繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化是保證遠(yuǎn)方調(diào)控一體化及變電站無人值守實(shí)施的基礎(chǔ)。本文結(jié)合目前電網(wǎng)需求，提出了繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化的思路以及裝置規(guī)范應(yīng)用的具體要求，開發(fā)了繼電保護(hù)信息標(biāo)準(zhǔn)化自動(dòng)測(cè)試軟件，驗(yàn)證各類繼電保護(hù)裝置信息上送的正確性。對(duì)繼電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化開展相關(guān)研究及驗(yàn)證工作，能為變電站建立電網(wǎng)故障分析和繼電保護(hù)運(yùn)維信息展示平臺(tái)等**應(yīng)用提供基礎(chǔ)；能有效推進(jìn)變電站無人值守工作的深化，支撐變電站未來的信息平臺(tái)建設(shè)，支撐電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制和智能調(diào)節(jié)，提升電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。