0 引言

随着电网规模的日益扩大，为保障电网安全运行，迫切需要实现日常继电保护整定计算、定值单管理网络化、智能化^[1]。

经过国内外工作者长期的工作实践，继电保护整定计算软件研发已日趋成熟^[2-4]，虽然接口定值审核已实现网络化，但是在定值单流转过程中定值的审核仍需人工校对，当遇到定值项较多、工作量大、新入职工作人员经验不足等情况，则可能出现漏审核或误审核问题^[5]。若将错误的定值单发布，就会存在误整定的可能，分析以往定值误整定事件，大多数是人为因素造成的^[6-7]。计算人和审核人同为一人的情况普遍存在，这可能导致计算中出现的问题在审核时仍不能被发现。这种工作模式间接威胁电网的安全稳定运行，无法满足智能电网建设的要求。

继电保护定值智能辅助审核系统通过调度管理系统（OMS）获取定值数据，包括定值项名称、定值项代码等信息，将这些定值信息按照设备类型、保护装置参数型定值、保护装置数值型定值、保护装置控制字定值及保护装置软压板进行分类，基于“六统一”标准的定值结构^[8]，制定了保护装置定值数据交互文件模型及数据匹配方法，避免了人工校验方式下历史专家经验的遗失，降低了定值审核工作对人员专业和经验的要求^[9-12]。

1 系统总体设计

继电保护定值智能辅助审核系统从OMS获取数据，通过设计与OMS的通信接口，完成OMS和继电保护定值智能辅助审核系统之间的通信，实现保护装置定值数据的接收与存储，为用户提供高效便捷的服务、技术先进的工作平台和灵活的业务功能。系统架构如图 1所示。

1.1 定值数据获取

通过与OMS的通信接口，实现继电保护定值审核系统与OMS数据共享，数据交互如图 2所示，分析保护定值项、保护定值数据等基础数据的存储位置和存储结构，制订安全、可靠的基础定值信息获取方案。定值数据主要由保护装置名称、厂站名称、被保护设备名称、定值项、代码和定值共同组成。定值数据格式如表 1所示。

1.2 定值解析和分类

要实现保护定值的自动审核，需要对从OMS系统中获取的不规范的定值经解析后进行标准化、规范化处理，建立“六统一”定值标准专家知识库，将各厂家、各保护装置中定值项解析为统一格式的定值单元，并按照设备类型、设备参数定值、保护定值、保护控制字及软压板进行分类。以线路定值为例，定值数据分类格式如表 2所示。

1.3 定值审核功能

依据标准专家知识库定值自动审核方法，以定值的校验为例，其主体审核流程见图 3。审核过程均可实现自动匹配规则及审核结果的统计，且可实现对已审定值进行校验规则的调整并重新审核。

对于定值审核的基本业务逻辑，以线路为例，从以下4方面考虑。

1.3.1 本保护装置内定值项审核逻辑

保护装置内部本身的定值审核校验是在获取单个保护装置定值的基础上实现的。主要实现单个定值项取值的合理区间判断、关联定值项的逻辑关系审核功能。

单个定值项取值的合理区间是指通过经验或保护装置的要求而确定的合理区间，当装置定值数据位于区间外时可判定定值存在问题，给出告警。

关联定值项的逻辑关系审核是指同1套保护装置内相关联定值项的校核，如相间距离Ⅰ段保护定值在正常情况下应为线路正序阻抗的80%左右，因而在审核相间距离Ⅰ段保护定值时可取线路正序阻抗进行关联审核。其他的关联定值项包括距离保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段定值应是从小到大递增，而时间定值也存在类似关系。突变量电流、差动电流等均与TA变比相关联，因而也可以进行关联审核。

1.3.2 双重化保护装置间定值项审核逻辑

双重化保护装置间定值项审核首先获取线路保护同侧的2套互为备用的保护装置定值，通过双套保护间相关联的定值项进行校核，从而发现双套保护不一致的定值项而进行告警。如双套保护的设备基础参数应一致、原理保护定值应一致等。

1.3.3 线路两端保护装置间定值项审核逻辑

线路两端保护装置间定值项审核主要是审核线路两侧基础设备参数定值的一致性，相关控制字的关联性，根据关联规则最大程度对定值数据进行审核告警。

1.3.4 不定向的定值项关联审核逻辑

利用关联分析技术，对不同设备定值数据之间不可预测的关联规则进行挖掘，发现不同设备定值间潜在的关联关系，并根据数据挖掘获取的逻辑规则进行定值的合理性审核校验。

1.4 审核结果可视化展示

继电保护定值审核结果通过可视化手段展示，清晰查看审核结果，对审核结果的正常、异常状态分别进行着色显示，可根据设置显示简化或详细的告警信息，同时支持列表、曲线、动画等多种形式的展示方式，提升使用人员的用户体验，减少人为复核的工作量。

2 “六统一”专家知识库的建立及应用

要实现保护定值的自动审核，需要对不规范的定值数据进行规范化、标准化处理，利用颗粒化装置定值数据关系及保护定值数值分布特征，结合专家知识经验，建立专家知识库，为基于定值审核规则的自动审核定值方法奠定数据基础。在定值审核流程中，自动调用已经建立的专家知识进行定值审核，并将装置定值审核结果输出给用户。定值审核专家知识库的建立可根据用户、电压等级、规则告警程度以及地理区域的不同进行个性化定制，如图 4所示。定值审核专家知识库的建立及应用方法分“定值标准化编码”“专家库维护”“定值数据模型”“定值项自动匹配工具”等。

2.1 定值项标准化编码

针对保护装置结构进行分析，并结合定值单结构，建立标准化的定值数据结构，编码结构如图 5所示，定值项维护工具见图 6。对定值项设计标准化的编码结构，使各定值项具备唯一的编码标识，在系统开发应用时进行编码标识的解析和应用，避免受定值项名称不规范的影响。

2.2 专家知识库维护

标准库的初始库涵盖线路保护定值项及变压器保护定值项，其中，线路保护定值项涵盖四大定值分类（设备基本参数、定值项、控制字、软压板）的所有定值项。对于极特殊的保护装置，通过系统提供的定值项维护工具自定义添加后系统依据编码结构自动生成该定值项的唯一标准化编码。定值审核专家知识库维护界面见图 7所示。

2.3 定值数据模型

定值的自动审核从不同的继电保护专业系统获取保护装置定值数据，定值数据的获取需要制定数据交互规范，装置定值数据模型由“保护装置基本信息”“保护装置配置信息”“保护装置定值项信息”和“保护装置定值信息”4部分组成，数据文件中各数据列间采用制表符分隔，为定值数据的获取提供标准化的数据描述方法，数据模型文件实例如图 8所示。

2.4 定值项自动匹配工具

针对当前不同保护装置生产厂家、不同装置型号和版本号的定值项名称不规范情况，基于标准定值库，设计定值项自动匹配工具，将获取的保护定值数据的定值项与标准化编码的定值项进行自动匹配，并支持人工匹配定值项，形成匹配历史记录。当再次获取新的装置定值数据时，系统自动分析匹配历史记录，将某定值项匹配次数最多的标准定值项作为匹配项自动与所获取数据匹配。通过大量的数据积累，实现保护定值项的全自动、精确匹配和数据转换。

3 系统应用

基于以上设计思路，采用Visual Studio 2012和SQL Server数据库开发了满足定值审核工作要求的继电保护定值智能辅助审核系统，提高了继电保护运行的可靠性与安全性，具有通用性和推广性。

以线路设备为例的审核实例如下：对220 kV临公Ⅰ线三盛公变电站侧第二套分相电流差动保护CSC-103A-G定值单进行审核，审核展示结果如图 9所示。在定值清单中通过红色标注警示该定值项存在异常告警，选择该定值项后可查看审核说明；并提示与该定值项有关联的定值项（重合闸检同期、重合闸检无压、单相跳位继电器（TWJ）启动重合闸、三相TWJ启动重合闸、三重加速距离Ⅱ段、三重加速距离Ⅲ段）需特别关注；关联定值单记录该定值项相关联的其他定值单，单击定值单后可进入该定值单审核结果界面。

该系统在测试过程中效果明显，正确率达到99%以上，有效地减少工作量，提高工作效率，提高电网运行的管理水平。

4 结语

基于“六统一”专家知识库设计并开发了继电保护定值智能辅助审核系统，极大地改变了电网现有定值计算及审核的工作模式，通过采用该系统自动审核装置定值，为继电保护定值在执行前增加1道安全防线，杜绝误整定事故隐患；提高继电保护装置实际运行定值的正确性和安全性，防止因工作人员误审核或漏审核而导致的继电保护不正确动作。对于增强继电保护人员、电网调度人员及时掌握继电保护定值的正确性、大幅度提高继电保护运行的可靠性和系统运行安全性具有重要意义。