0 引言

隨著智能電網(wǎng)建設的推進，智能變電站在標準制定、設備研制和工程建設等領(lǐng)域取得重大突破，智能化設備、數(shù)字化技術(shù)、網(wǎng)絡控制技術(shù)的應用加速了繼電保護專業(yè)的技術(shù)進步。繼電保護是電網(wǎng)重要的基礎數(shù)據(jù)源之一，隨著智能電網(wǎng)建設的穩(wěn)步推進，繼電保護告警信息、動作信息、中間接點信息等越來越規(guī)范化，為保證繼電保護信息的正確、標準化，需花費大量時間與精力對繼電保護裝置信息進行手動測試驗證。為解決上述問題，本文分析了智能電網(wǎng)繼電保護信息流，闡述了繼電保護信息標準化的內(nèi)容，在此基礎上開發(fā)了自動測試軟件對繼電保護信息標準化進行驗證。

1 繼電保護信息標準化內(nèi)容分析

1.1 總體分析

智能電網(wǎng)遠方調(diào)控一體化及變電站無人值守的推進，打破了傳統(tǒng)調(diào)度和運維人員的工作分工，對繼電保護信息的標準化提出了更高的要求，總體分析如下：

（1）用戶使用的一致性。保證繼電保護裝置的信號觸點、報文、人機界面及日志記錄的標準化和規(guī)范化，不同的保護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）用戶對信息的需求。保證繼電保護裝置狀態(tài)透明化，其信息能夠快速識別保護運行狀態(tài)，應對裝置異常；滿足遠方操作、遠方可視化、在線監(jiān)測與分析等**應用。

1.2 規(guī)范應用

繼電保護信息標準化是建設互動智能電網(wǎng)的必經(jīng)之路，即對各類繼電保護裝置信息開展規(guī)范應用，其主要提出了以下新的要求：

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

（2）裝置輸出保護功能閉鎖告警信息，根據(jù)不同保護類型的保護功能設置獨立的數(shù)據(jù)集，由保護功能狀態(tài)數(shù)據(jù)集信號經(jīng)本裝置功能壓板和功能控制字組合形成。任一保護功能失效，且功能壓板和功能控制字投入，對應的保護功能閉鎖數(shù)據(jù)集信號狀態(tài)置1”，否則置“0”。

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

（4）裝置提供運行狀態(tài)信號，運行狀態(tài)信號與保護裝置面板顯示燈一一對應。通過裝置運行狀態(tài)信號與裝置面板顯示燈一一對應，方便就地監(jiān)控或遠方形成與裝置實際運行狀態(tài)一致的虛擬裝置。

（5）明確保護裝置信息時標原則，要求如下：

1）裝置顯示、打印時標和上送監(jiān)控的時標應保持一致，其中時標**到毫秒，按四舍五入處理；

2）裝置的告警時標應為裝置確認告警的時標；

3）保護裝置的狀態(tài)變位類信息的時標應為消抖后時標；

4）保護裝置的保護動作信息的時標應通過保護啟動時間、保護動作相對時間二者結(jié)合的方式來表現(xiàn)；

5）繼電保護裝置信息性能指標：裝置生成狀態(tài)信息送出時間延時應不大于1 s。

2 繼電保護信息標準化驗證系統(tǒng)研究根據(jù)繼電保護信息標準化要求，設計繼電保護信息標準化驗證系統(tǒng)，以實現(xiàn)對繼電保護信息規(guī)范化的自動驗證。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設計

系統(tǒng)采用分層式平臺化設計，包括四個層次：接口層、自動測試層、二次開發(fā)平臺層、標準層（圖1）。

自動測試過程為兼容各測試儀廠家測試儀測試參數(shù)，建立標準層；規(guī)范保護測試功能參數(shù)定義和描述、保護數(shù)據(jù)模型定義和描述、通信命令的定義和描述，建立相應的標準格式文件。

實現(xiàn)保護裝置的信息規(guī)范化自動測試，需編輯描述測試流程、測試方法、標準報告的裝置測試方案，因此設計裝置測試方案開發(fā)平臺，以標準層定義的標準格式文件為基準，根據(jù)被測的保護裝置，編輯裝置測試方案。

自動測試層設計分為兩個部分，自動測試程序和MMS規(guī)約后臺程序。MMS規(guī)約后臺程序開放標準程序調(diào)用接口，并實現(xiàn)標準層中通信命令標準文件中定義的通信命令。自動測試程序打開裝置測試方案，運行測試儀接口程序，實現(xiàn)保護功能測試；調(diào)用MMS規(guī)約后臺程序?qū)崿F(xiàn)與被測保護裝置的通信。以接口程序和MMS規(guī)約后臺程序反饋的結(jié)果數(shù)據(jù)和標準數(shù)據(jù)進行對比，自動判斷測試結(jié)果，形成標準格式的測試報告。

接口層包含了各廠家繼電保護測試儀的控制接口程序，實現(xiàn)標準層的“保護測試功能標準文件”中定義和描述的測試功能，供自動測試程序調(diào)用。

2.2 報文驗證設計

信息規(guī)范化測試是對保護裝置上送報文進行驗證，檢驗上送報文是否滿足信息規(guī)范化要求。報文驗證分析功能的設計需滿足如下要求：（1）能夠判斷應該上送的報文必須包含，不應該上送的報文不能有；（2）報文的上送必須遵循先后次序；（3）報文包含的數(shù)據(jù)值與實際測試一致；（4）分析出一次

試驗中缺失報文、多余報文，進行測試分析；（5）計算報文之間的時間差。

2.2.1 報文驗證對象設計

基于上述功能要求，采用面向?qū)ο蟮姆治龇椒?，將一個報文抽象為一個對象，以對象為處理單元，設計元素對象、序列對象、引用數(shù)據(jù)集對象和元素屬性對象。

（1）元素對象：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∞。如元素對象（保護啟動，0，1）表示“突變遙信報文”可以出現(xiàn)0～1次。

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

（3）引用數(shù)據(jù)集對象：表示數(shù)據(jù)驗證范圍被限定在一個數(shù)據(jù)集中。

（4）元素屬性對象：描述元素的判定條件，元素屬性對象包括如下屬性定義。1）屬性標示id：定義元素屬性的標示，如name、value、q、t等；2）運算操作符optr：定義屬性的操作運算符號，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)、浮點數(shù)、字符串等；4）數(shù)據(jù)值：屬性的數(shù)值。

2.2.2 報文驗證對象規(guī)則設計

（1）元素對象沒有子對象，元素對象可以定義屬性；

（2）序列對象的子對象有序列對象、元素對象，順序任意；

（3）保護信息驗證方式：序列驗證和檢索驗證。序列驗證

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

3 繼電保護信息標準化驗證系統(tǒng)應用

自動測試系統(tǒng)執(zhí)行編輯好的測試方案，可實現(xiàn)與設備的自動通信、與測試儀的數(shù)據(jù)交換、報表數(shù)據(jù)的自動填寫等功能。驗證的結(jié)果如表1所示。

4 結(jié)語

繼電保護信息標準化是保證遠方調(diào)控一體化及變電站無人值守實施的基礎。本文結(jié)合目前電網(wǎng)需求，提出了繼電保護信息標準化的思路以及裝置規(guī)范應用的具體要求，開發(fā)了繼電保護信息標準化自動測試軟件，驗證各類繼電保護裝置信息上送的正確性。對繼電保護標準化開展相關(guān)研究及驗證工作，能為變電站建立電網(wǎng)故障分析和繼電保護運維信息展示平臺等**應用提供基礎；能有效推進變電站無人值守工作的深化，支撐變電站未來的信息平臺建設，支撐電網(wǎng)實時控制和智能調(diào)節(jié)，提升電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。