电网继电保护整定计算软件的研究

分类号：学校代码：１００７９密级：

华北电力大学

硕士学位论文

题目：电网继电保护整定计算软件的研究

英文题目：ＲｅｓｅａｒｃｈＯｎＰｏｗｅｒＧｒｉｄＲｅｌａｙＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ

ＣｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎＳｏｆｔｗａｒｅ

．研究生姓名：高虹霞专业：电力系统及其自动化

研究方向：电力系统运行、分析与控制

导师姓名：任建文职称：教授２００９年１２月１５日

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声尸明

本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《电网继电保护整定计算软件的研究》，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

学位论文作者签名：齑虹颦．日期：塑２１兰：墨ｉ

关于学位论文使用授权的说明

本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。

（涉密的学位论文在解密后遵守此规定）

作者签名：螽蛀寰导师签名：

日期：趁牡．刀

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华北电力大学硕士学位论文摘要

摘要

通过对继电保护整定计算软件现状的研究，指出了现有继电保护整定计算软件在软件实现的通用性和可扩展方面存在的问题。提出了解决软件通用性的方法，即用户可以自定义添加和修改整定计算规则，自定义添加和修改整定计算公式，该功能是通过数值／逻辑解释器这一工具辅助完成的。这使得整定规则可以灵活配置，实现了软件更为通用和可维护可扩展性功能。同时该软件将整定计算函数及软件用到的公共函数做成动态链接库，解决了软件版本控制的问题，便于软件的＾０维护和升级。用户可以自定义继电保护整定单流程控制，实现了整定计算功能同

整定单流程化管理的有机结合，减少了维护管理信息的工作量。

关键词：继电保护，整定计算，通用性，原则可配置化

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｎｕｎｉｖｅｒｓａｌｉｔｙａｎｄｅｘｔｅｎｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｃｕｒｒｅｎｔｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅａｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓｔｏｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｕｎｉｖｅｒｓａｌｉｔｙａｒｅｆｏｕｎｄｏｕｔｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ：ｕｓｅｒ－ｄｅｆｉｎｅｄａｄｄｉｎｇａｎｄｍｏｄｉｆｙｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｕｓｅｒ－ｄｅｆｉｎｅｄａｄｄｉｎｇａｎｄｍｏｄｉｆｙｉｎｇｃａｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｓ．ＴｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓａｒｅｒｅａｌｉｚｅｄｂｙｔｈｅａｓｓｉｓｔｔｏｏｌｏｆＮｕｍｅｒｉｃａｌｖａｌｕｅ／Ｌｏｇｉｃｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎｉｎｔｅｒｐｒｅｔｅｒ．Ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎｓｎｏｔｏｎｌｙｍａｋｅｔｈｅｓｅｔｔｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｂｅｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄｆｌｅｘｉｂｌｙ，ｂｕｔａｌｓｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｅｘｐａｎｄｉｌｉｔｙａｎｄｕｎｉｖｅｒｓａｌｉｔｙａｂｏｕｔｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅｓｅｔｔｉｎｇｃａｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｓａｎｄｐｕｂｌｉｃｆｏｒｍｕｌａｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅａｒｅｃｏｎｔａｉｎｅｄｉｎＤｙｎａｍｉｃ—ｌｉｎｋｌｉｂｒａｒｙ，ｓｏｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｅｄｉｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｉｓｓｏｌｖｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓａｌｓｏｉｎｆａｖｏｒｏｆｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｕｐｇｒａｄｉｎｇ．Ｕｓｅｒｓｃｏｕｌｄｓｅｌｆ－ｄｅｆｉｎｅｄｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｏｆｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｅｔｔｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｎｏｔｏｎｌｙｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｅｔｔｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｓｅＲｉｎｇ，ｂｕｔａｌｓｏｒｅｄｕｃｅｗｏｒｋｃａｐａｃｉｔｙｏｆｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．

ＧａｏＨｏｎｇｘｉａ（ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍａｎｄＩｔｓＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ）

ＤｉｒｅｃｔｅｄｂｙＰｒｏｆ．ＲｅｎＪｉａｎｗｅｎ

ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｓｅｔｔｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｕｓｅｒ—ｄｅｆｉｎｅｄ，ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅｓｅｔｔｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ

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目’录

中文摘要

英文摘要

第一章绪论………………………………………………．．１

１．１电力系统继电保护概述…………………………………．．１１．２继电保护整定计算软件的国内外研究现状及存在的问题…………．．１１．３软件通用性的研究…………………………ｊ…………．．２１．４本文所做的工作…………………………………………３

第二章继电保护整定计算软件的总体设计……………………．．５

２．１系统的功能设计………………………．………………．．５

２．１．１免人为操作更新客户端软件功能………………………．７２．１．２实现角色岗位用户一体化控制策略……………………．．７２．１．３实现电力企业各业务流程控制的用户自定义功能…………．．７２．１．４实现电力企业业务对人事资源的灵活使用功能……………．７２．２系统的开发环境………………‘………………………．．７

２．２．１软件平台开发工具…………………………………．７２．２．２软件后台数据库工具………………………………．．８２．３系统的开发结构………………………………………．．８２．４电力系统业务平台特点及设计……………………………．１０

第三章整定计算相关问题分析及解决方法……………………．１２

３．１系统运行方式的设置……………………………………１２３．２故障计算模型…………………………………………１３

３．２．１故障类型和故障方式的选择…………………………．１３３．２．２零序互感的影响…：………………………………．１４３．３分支系数的计算与选择…………………………………．１５

３．３．１电流保护………………………………………．．１６３．３．２电压保护………………………………………．．１７３．３．３距离保护………………………………………．．１７３．３．４分支系数的取值…………………………………．．１８

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第四章保护整定计算软件……………………………………２０４．１软件的整体结构………………………………………．２０４．１．１图形建模模块……………………………………．２０４．１．２故障计算功能模块：…………………………．．．…．．２３４．１．３整定计算功能模块…………………………………２４４．１．４系统仿真功能模块…………………………………２５４．１．５管理查询功能模块…………………………一……．２６４．２整定计算模块通用性的研究………………………………２６４．２．１整定计算原理………………………．……………２７４．２．２自定义整定原则的实现……………………………．．２９４．２．３具体保护的配备…………………………………．．３７

第五章整定单的流程管理……一……………………………．３９５．１保护整定单设计…………………．．…………．………．３９５．２整定单流程…………………．．．……………………．．４２

第六章结论与展望…………………………………………４６６．１结论…．．．…．．．…………………．．．．………．．．．……．４６６．２展望…………………．．．．…．．．……．………………．４６参考文献…………………………………………………．．４８致谢………………………………………………………５２在学期间发表的学术论文和参加科研情况………………………５３

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Ｉ华北电力大学硕士学位论文第一章绪论１．１电力系统继电保护概述随着自动化技术的发展，电力系统的正常运行、故障期间以及故障后的恢复过程中，许多控制操作日趋高度自动化。这些控制操作的技术与装备大致可以分为两大类：其一是为保证电力系统正常运行的经济性和电能质量的自动化技术与装备，主要进行电能生产过程的连续自动调节，动作速度相对迟缓，调节稳定性高，把整个电力系统或其中的一部分作为调节对象，这就是通常理解的“电力系统自动化（控

制）＂。其二是当电网或电力设备发生故障，或出现影响安全运行的异常情况时，自动切除故障设备和消除异常情况的技术与装备，其特点是动作速度快，其性质是非调节性的，这就是通常理解的“电力系统继电保护与安全自动装置”。

为了在故障后迅速恢复电力系统的正常运行，或尽快消除运行中的异常情况，以防止大面积的停电和保证对重要用户的连续供电，常采用以下的自动化措施，如输电线路自动重合闸、备用电源自动切负荷、按频率自动减负荷、电气控制、震荡解列以及为维持系统的暂态稳定而配备的稳定性控制系统，完成这些任务的自动装置统称为电网安全自动装置ｎ。３１。

电力系统中的发电机、变压器、输电线路、母线以及用电设备，一旦发生故障，运行的稳定性，是保证电力系统及其设备安全运行的最有效的方法之一。切除故障的时间小到几十毫秒到几百毫秒，实践证明，只有装设在每个电力元件上的继电保

电力系统继电保护的基本任务是：

（１）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续（２）反应电力设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或１．２继电保护整定计算软件的国内外研究现状及存在的问题

从７０年代开始，保护定值的整定计算开始向利用数字计算机的方向发展，但迅速而有选择性的切除故障设备，既能保护电力设备免遭损坏，又能提高电力系统护装置，才有可能完成这个任务。继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。跳闸。此时一般不要求迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定得延时，以免暂短的运行波动造成不必要的动作和干扰引起的误动。继电保护整定大多数仍利用故障程序加人工整定的方式进行计算，这种方式与手工

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整定相比可以处理更为复杂的问题，使定值计算的速度和精度都发生了很大的变化，但仍然需要整定人员人工调整计算内容、查找计算结果以及计算保护的最终定值，其计算量大，计算时间长，而且对运行方式的选择做了简化，无法对复杂的情况进行精确的处理，不能满足生产的需要Ｈ。６１。例如：不能全面地考虑电网的各种运行方式和故障情况，只能计算少数一、二种有代表性的运行方式，不能进行运行方式的组合，故不能考虑所有可能的运行方式；对一些复杂的计算，往往要做若干简化或根本不予以考虑（如多回平行线间的零序互感、多重复杂故障的计算、非全相运行和非全相振荡的计算等）；在保护的相互配合上，只能作比较粗糙的处理。所有这些都不仅使保护定值的计算精度受到限制，而且很难保证定值的最优，无法适应电网运行方式的变化。

目前普遍使用的大多数继电保护整定计算软件没有从根本上解决影响整定计算效率和整定结果准确性的一些关键技术问题，导致其应用于现代电力系统时计算效率低、结果准确性差；而且，仅实现了对人工整定计算工作的简单模拟，即只是将人工整定的各个步骤转化为由计算机实现，在系统功能、自动化程度等方面存在一定的不足；同时，受当时计算机技术的限制，其中多数在程序结构、数据建模、人机交互方式等方面都还存在一定的缺陷。其次，这些软件大多是面向超高压系统开发的，或是面向地区电网开发的，或是面向电厂开发的整定计算软件，无法满足对整定计算软件通用性和灵活性的要求。’

这些软件在使用中存在较大的缺陷，主要表现在：

１．继电保护定值整定采用传统的方法，由计算机通过循环分别计算出各段定值，此时电网运行方式设置较死板，工程技术人员对所计算出的定值不信任。

２．自动整定计算能力不全面，特殊接线的识别、运行方式的选择、保护之间配合关系的确定仍需要用户指定；不能提供全面灵活的整定原则和丰富多样的定值调整手段：图形界面不够友好，交互手段较单一等。

３．电网故障分析数据创建输入较繁，一般采用数据文件的形式输入数据，对使用人员要求较高；定值校验方法只有灵敏度校验，无法校验后备、保护定值配合情况。４．不具备完善的继电保护管理流程控制功能口刮。

针对以上几个问题，开发研制了一套基于电网资源模型和图形工具为基础的电力系统故障分析和继电保护整定校验软件系统。其目的就是使电力系统继电保护工作人员可以通过图形化的电网故障分析及保护整定软件整定继电保护定值，同时通过灵活的电力系统故障仿真对全网继电保护定值仿真校验，并能通过工作流程平台方便地对保护定值单进行流程下发管理。

１．３软件通用性的研究

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上世纪７０年代开始，保护定值的整定计算开始向利用数字计算机的方向发展，

并推出了一批集成多项应用功能的运行管理软件和一些独立的应用软件，这些软件的开发和应用为提高继电保护的工作水平发挥了重要作用，其从系统建模到整定计算高度的集成化、智能化，大大减轻了整定人员的工作量。但是随着电网的发展，电网规模愈来愈大，接线方式和运行方式臼趋复杂，这就对整定计算软件的实用性和通用性提出了更高的要求。．

当前市场上流行的整定计算软件通常将整定计算原则固定在程序代码当中，用

户需要定制特定的版本来满足自身电网的要求。用户在使用软件进行整定计算时，根据实际系统的保护配置和整定要求选择整定原则进行计算。由于软件中的整定原则只是针对特定的电网，本身只满足系统当前的运行要求，所以在进行整定计算的过程中用户不能对整定原则进行更改、添加及删除，导致软件的生命周期很短，推广应用受限。随着电网的发展，电网接线方式的改变，整定计算软件中的整定原则需要针对各不同电网进行频繁改动，增加了系统成本，造成了大量人力物力资源的浪费【ｌｏ。１３１。解决不同电网整定计算原则的适应性问题成为当前继电保护整定计算软件一个共同的难题。

解决整定计算软件的版本和通用性问题，使其能够满足不同电压等级电网的运

行要求，关键在于解决整定原则的可配置化，使之在电网发生变化的情况下用户可以自定义添加新的整定原则，并根据添加的新原则添加相应的计算公式。这样就可使软件在系统元件的保护配置和整定原则发生变化时仍然能够正确的进行整定计算，同时软件也适用于不同的电压等级的电网。

１．４本文所做的工作

本文在研究了电力系统继电保护整定计算软件的发展及其存在的问题的基础

上，依据电力系统继电保护整定计算的目的和任务，考虑到我国现有继电保护整定计算软件中存在的问题，针对不同类型的用户需求和不同保护原理所制定的计算方法的差异，遵循简单通用、合理准确、配置灵活的设计原则，采用Ｄｅｌｐｈｉ６．０所提供的可视化编程环境和Ｏｒａｃｌｅ所具有的强大的数据管理功能，开发一套适用于任何电网的智能继电保护整定计算和数据管理系统，并力求保证该系统具有通用性、智能性和可维护性，使继电保护整定计算软件在功能上更加完善，为用户提供一个界面友好、实用性强的整定计算软件平台。本论文着重在以下几个方面做了工作：

１．对整定计算软件体系结构及各模块的功能的设计

在比较当前的继保整定计算软件体系结构，分析软件功能需求的基础上，进行

了继电保护整定计算系统体系结构和总体实现方案的设计。系统实现了从参数管理、故障计算、整定计算到定值单生成的继电保护整定计算全过程的自动化。

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２．自动整定和手动整定的实现

本系统实现继电保护自动整定计算的同时，也提供了丰富的人工干预手段，满足了软件适应性和灵活性的要求，可从根本上将整定计算人员从繁杂的计算工作中解放出来。

３．解决继保软件的通用性

本文着中解决继电保护整定计算软件的通用性及可维护性，具有通用性的电力系统继电保护整定计算软件应该能够适应不同的电网结构、适应不同的电气设备配置的不同保护、适应不同结构和测量原理的（已经使用的和将被使用的）保护装置、适应不同用户的特殊情况等。

为满足这些要求，本系统采用的解决方法是：

ａ．用户可以自定义整定原则。当软件提供的整定原则不能满足系统运行要求时，用户可以修改已有的整定原则，或者自定义添加新的整定原则，以满足继电保护整定计算的要求．

ｂ．自定义整定计算方法。当电网运行方式发生改变时，针对某一整定原则的算法可能会发生变化，软件允许用户修改整定计算公式，也可以对新添加的整定原则配备相应的新算法。

这样就使得整定计算软件能够真正实现对新保护原理、新整定要求的保护装置的整定。

４．设计了定值单流程管理

保护装置整定单的输出采用模板化配置，按照企业配置的保护装置系列号及型号，事先配置保护整定单模板，通过被保护对象关联保护模板配置信息，系统自动识别保护整定单格式并输出，同时进入保护定值单流程填报环节，完成整定单流程控制流转功能。

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第二章继电保护整定计算软件的总体设计

由于技术水平、投资能力的限制以及地区电网本身结构、运行方式和保护配置的复杂性，目前大多数电力局还是利用故障计算程序加人工整定的方式进行保护整定，从而使电网整定计算普遍过于简单，整定人员工作量大，不可避免的会出现人为误整定、误操作等问题。伴随着电力市场化运营的发展和国家城网改造计划的实施，当前的继保整定工作方式将显得难以适应。

本文着中解决继电保护整定计算软件的通用性、实用性、可维护可扩展性，以《电力系统继电保护与安全自动装置整定计算》为依据，在程序设计过程中严格遵循《３～１ｌＯｋＶ电网继电保护装置运行整定规程》和《２２０～５００ｋＶ电网继电保护装置运行整定规程》的规定。结合电网的实际运行情况，采用Ｄｅｌｐｈｉ６．０面向对象和可视化的编程技术，以功能强大的Ｏｒａｃｌｅ８．０作为后台数据库，对电网继电保护整定计算软件进行了功能完善和改进，软件设计合理，通用性强，可适用于任何电网。该软件具有良好的人机交互界面，操作简便易学，并且数据维护简单，易于与其他软件接口，有良好的推广应用前景。

本文介绍的电网智能继电保护整定计算软件实现了从图形建模、故障计算、整定计算到定值通知单生成以及故障仿真的继电保护整定计算全过程的自动化，＋在实现整定全过程自动化的同时提供强大的人工干预能力以集成整定人员的丰富经验，’直观方便的图形界面便于大量信息的交互１１４，１５】。该系统能够大幅度提高电网继电保护整定工作效率，减轻整定人员的工作量。

２．１系统的功能设计

继电保护整定计算软件的核心任务是辅助整定人员完成整定计算方案，加强对各类数据的管理，降低劳动强度，减少人为失误。基于全网电网资源各种运行方式下的实时拓扑分析结果和短路计算结果，采用人工智能及专家系统技术构成的整定方案推理机制，将推理机与推理规则相分离的原则，实现通用的图形界面选择整定计算结果功能【１６】。软件包括下列功能：ａ、图形建模；ｂ、故障计算；Ｃ、整定计算；ｄ、系统仿真；ｅ、管理查询。本软件的功能模块划分框图如图２－１。

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图２一ｌ软件模块框图

电网及设备的实际网络模型用两种线性模型模拟：按电网管理及电网设备组成单元建立目前的电网功能位置框架，反映电网设备以及电源连接关系设备之间的拓扑关系。基于具有高适应电力企业业务需求的电网资源模型，实现了电网资源结构面向模型的描述，即电网资源功能位置模型、电网资源电气连接拓扑结构模型、电网资源镜像关联模型，为电网图形、潮流计算、短路计算提供了电网模型的描述。系统电网及设备公共模型见图２．２。，

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图２－２电网资源拓扑关系描述界面

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２．１．１免人为操作更新客户端软件功能

该软件系统基于企业网平台的三层软件体系结构，做到数据管理集中于数据服务端，应用服务集散控制方式分布于企业重点计算机节点上，客户端随用户需求任意安装于企业用户计算机节点。同时具有应用服务器软件远程维护更新功能，客户端自动检测软件版本更新，免人为操作更新客户端软件功能。

２．１．２实现角色岗位用户一体化控制策略

基于企业软件安全使用系统的要求，实现角色、岗位、用户一体化控制策略。做到不同用户对应的不同岗位使用模块的权限可灵活配置。解决方案：同时引入数据责任区控制的方法，做到不同用户对应的不同角色使用的数据范围可灵活配置。２．１．３实现电力企业各业务流程控制的用户自定义功能

基于工作流平台模型实现技术，实现了电力企业各业务流程控制的用户自定义功能、按照定义的流程控制环节自动实现流程记录的运转功能、按照流程控制流程图自动实现各流程业务监视和查询功能。重点突出主动流程工作记录显示和跟踪流程记录环节详细流动过程的描述。其中保护整定单流程用户可以自定义适合本企业流转控制释义图，详细见第五章第二节。

２．１．４实现电力企业业务对人事资源的灵活使用功能

基于人事组织资源框架模型的抽象，实现了电力企业业务对人事资源的灵活使用功能，如保护整定单中整定人、校核人、审核人、批准人、校验整定人、验收人、调度值班员等的信息控制ｎ卜捌。

２．２系统的开发环境

２．２．１软件平台开发工具

本软件采用Ｄｅｌｐｈｉ６所提供的编程环境进行软件的编制工作。Ｄｅｌｐｈｉ是著名的Ｂｏｒｌａｎｄ（现在己和Ｉｎｐｒｉｓｅ合并）公司开发的可视化软件开发工具。“真正的程序员用ｃ，聪明的程序员用Ｄｅｌｐｈｉ”，这句话是对Ｄｅｌｐｈｉ最经典、最实在的描述。Ｄｅｌｐｈｉ被称为第四代编程语言，它具有简单、高效、功能强大的特点。和ＶＣ相比，Ｄｅｌｐｈｉ更简单、更易于掌握，而在功能上却丝毫不逊色；和ＶＢ相比，Ｄｅｌｐｈｉ则功能更强大、更实用。可以说Ｄｅｌｐｈｉ同时兼备了ＶＣ功能强大和ＶＢ简单易学的特点。它一直是程序员至爱的编程工具。

Ｄｅｌｐｈｉ具有以下的特性：基于窗体和面向对象的方法，高速的编译器，强大的数据库支持，与Ｗｉｎｄｏｗｓ编程紧密结合，强大而成熟的组件技术。但最重要的

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还是ＯｂｊｅｃｔＰａｓｃａｌ语言，它才是一切的根本。ＯｂｊｅｃｔＰａｓｃａｌ语言是在Ｐａｓｃａｌ语言的基础上发展起来的，简单易学。

Ｄｅｌｐｈｉ提供了各种开发工具，包括集成环境、图像编辑（ＩｍａｇｅＥｄｉｔｏｒ），以及各种开发数据库的应用程序，如ＤｅｓｋｔｏｐＤａｔａＢａｓｅＥｘｐｅｒｔ等。除此之外，还允许用户挂接其它的应用程序开发工具，如Ｂｏｒｌａｎｄ公司的资源编辑器（ＲｅｓｏｕｒｓｅＷｏｒｋｓｈｏｐ）。

在Ｄｅｌｐｈｉ众多的优势当中，它在数据库方面的特长显得尤为突出：适应于多种数据库结构，从客户机／ｆＪ及．务机模式到多层数据结构模式；高效率的数据库管理系统和新一代更先进的数据库引擎；最新的数据分析手段和提供大量的企业组件。因此本软件用Ｄｅｌｐｈｉ６作为开发开发工具【２１砣３１。…’…。＋……

２．２．２软件后台数据库工具

ＯＲＡＣＬＥ是以高级结构化查询语言（ＳＱＬ）为基础的大型关系数据库，通俗地讲它是用方便逻辑管理的语言操纵大量有规律数据的集合。是目前最流行的客户／服务（ＣＬＩＥＮＴ／ＳＥＲＶＥＲ）体系结构的数据库之一．

ＯＲＡＣＬＥ数据库的特点：

１．ＯＲＡＣＬＥ７．Ｘ以来引入了共享ＳＱＬ和多线索服务器体系结构。这减少了ＯＲＡＣＬＥ的资源占用，并增强了ＯＲＡＣＬＥ的能力，使之在低档软硬件平台上用较少的资源就可以支持更多的用户，而在高档平台上可以支持成百上千个用户。

２．提供了基于角色（ＲＯＬＥ）分工的安全保密管理。在数据库管理功能、完整性检查、安全性、一致性方面都有良好的表现。

３．支持大量多媒体数据，如二进制图形、声音、动画以及多维数据结构等。

４．提供了与第三代高级语言的接口软件ＰＲＯ＊系列，能在Ｃ，Ｃ＋＋等主语言中嵌入ＳＱＬ语句及过程化（ＰＬ／ＳＱＬ）语句，对数据库中的数据进行操纵。加上它有许多优秀的前台开发工具如ＰＯＷＥＲＢＵＩＬＤ、ＳＱＬ＊ＦＯＲＭＳ、ＶＩＳＩＡＢＡＳＩＣ等，可以快速开发生成基于客户端ＰＣ平台的应用程序，并具有良好的移植性。

５．提供了新的分布式数据库能力。可通过网络较方便地读写远端数据库里的数据，并有对称复制的技术【２４１。

２．３系统的开发结构

对于任何一个应用系统来说，是否具有合理的体系结构往往是决定该应用系统成败的一个关键因素。本系统采用三层结构方案，三层结构的特点是在两层结构的基础上加入一个中间件层，将应用功能分成表示层、功能层和数据层三部分。它将Ｃ／Ｓ体系结构中原本运行于客户端的应用程序移到了中间件层，客户端只负

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责显示与用户交互的界面及少量的数据处理（如数据合法性检验）工作。客户端将收集到的信息（请求）提交给中间件服务器，中间件服务器进行相应的业务处理（包括对数据库的操作），再将处理结果反馈给客户机。三层Ｃ／Ｓ结构将应用的三部分（表示层、业务逻辑层、数据层）明确进行分割、使其在逻辑上各自独立，并且单独加以实现。分别称之为客户端、应用服务器、数据库服务器。

三层结构在硬件的实现上有两种方式：一是客户位于客户机上，应用服务器和数据库服务器位于统一主机上，这种方式在主机具有良好性能的前提下，能保证应用服务器和数据库服务器之间的通讯效率，减少客户和应用服务器之间网络上的数据传输，使系统具有良好的性能。二是客户位于客户机上，应用服务器和数据库服务器位于不同的主机上，这种方式比第一种方式更加灵活，能够适应客户机数目的增加和应用处理负荷的变动，在增加新的应用逻辑时，可以追加新的应用服务器，系统规模越大时，这种方式的优点越显著。三层Ｃ／Ｓ的体系结构如图２—３。

客户端

丁１Ｌ

ｌ应用服务器

丁１Ｌ

数据库

图２－３三层ｃ／ｓ计算模式

客户端是应用的用户接口部分，它担负着用户与应用问的对话功能，用于检查用户从键盘等输入的数据，它接受用户的输入和请求，将结果以适当的形式（如图形、报表）返回给用户。三层Ｃ／Ｓ结构的客户功能更加简洁明晰，大部分的应用逻辑部分被转移到新的服务器上，尽量与其他两层保持独立，在变更用户接口时，只需改写显示控制和数据检查程序，而不影响其他两层。

应用服务器是应用逻辑处理的核心，它是具体业务的实现，应用服务器一般和数据库服务器有密集数据交换，应用服务器向数据库服务器发送ＳＱＬ请求。

数据库服务器负责管理对数据库数据的读写，将数据访问结果返回给应用服务器，当应用逻辑变得复杂和增加新的应用时，可增加新的应用服务器，数据库服务器以传统的ＤＢＭＳ实现，完成数据的存储、数据的访问、数据的完整性约束等。

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三层Ｃ／Ｓ结构的优点：

１．具有灵活的硬件系统构成

对于各个层可以选择与其处理负荷和处理特性相适应的硬件。这是一个与系

统可缩放性直接相关的问题。例如，最初用一台Ｕｎｉｘ工作站作为服务器，将数据层和功能层都配置在这台服务器上。随着业务的发展，用户数和数据量逐渐增加，这时就可以将Ｕｎｉｘ工作站作为功能层的专用服务器，另外追加一台专用于数据层的服务器。若业务进一步扩大，用户数进一步增加，则可以继续增加功能层的服务器数目，用以分割数据库。清晰、合理地分割三层结构并使其独立，可以使系统构成的变更非常简单ｔ２５１。因此，被分成三层的应用基本上不需要修正。

＋。‘’‘…’’…’

２．提高程序的可维护性’。一。’

三层Ｃ／Ｓ结构中，应用的各层可以并行开发，各层也可以选择各自最适合的开

发语言。

３．利于变更和维护应用技术规范

因为是按层分割功能，所以各个程序的处理逻辑变得十分简单．

４．进行严密的安全管理

越关键的应用，用户的识别和存取权限设定愈重要。在三层Ｃ／Ｓ结构中，识别用

户的机构是按层来构筑的，对应用和数据的存取权限也可以按层进行设定．例如，即使外部的入侵者突破了表示层的安全防线，若在功能层中备有另外的安全机构，系统也可以阻止入侵者进入其他部分。

２．４电力系统业务平台特点及设计

平台化，就是要把软件开发人员从纷繁的开发工作中解放出来，让他们可以

把主要精力都集中到业务相关功能的开发上来，提升开发效率。电力系统业务平台就是集成企业生产运行、业务处理、决策支持和管理控制等各个层面的应用的平台。电力系统业务平台的优越性主要表现在以下几个方面：高度的集成性；开放性、可扩展性；协同性、管理集中性；安全性、可靠性。

平台技术是最有效的利用原有局域网络，将不同标准、不同拓扑结构、不同

信息存储方式的异构网络组建成高效的电力系统业务平台，增强网络数据安全性，增加信息的利用率，并研究分布式数据挖掘方法，通过平台进行知识获取与知识共享，研究用户需求并提供个性化服务，实现一体化流程管理。

随着电力企业网络的不断扩展，电力企业的信息环境逐步复杂、演化，电力

系统需要业务平台来规划系统，使电力信息环境更加有序、敏捷、富有个性，并能够促使系统信息服务向“智能、个性、实时、自主”方向发展。本系统采用ＥＲＰ

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管理平台（ＥｎｔｅｒｐｒｉｓｅＲｅｓｏｕｒｃｅＰｌａｎｎｉｎｇ企业资源计划系统）。ＥＲＰ可以对电力企业基建、生产、财务、人事、后勤等系统进行全面信息管理与控制，进而达到理性配置企业资源，最大限度发挥企业资源效益的目的【２睨８１。ＥＲＰ管理平台以工作流引擎作为业务处理的核心机制，使其成为集成的、基于规则的、自动和连贯的ＥＲＰ工作管理程序，保证企业内外部物流、信息流、价值流与责任流的有机集成。

基于Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００／ＷｉｎｄｏｗｓＸＰ的开发环境进行电力系统业务平台开发是一种方便灵活的方案。因此，本软件的电力系统业务平台选用基于ＷｉｎｄｏｗｓＸＰ系统开发。它包括以下开发环境和开发工具：

（１）网络操作系统ＷｉｎｄｏｗｓＸＰ

（２）Ｗｅｂ服务器管理程序ＩＩＳ４．０及以上；

（３）数据库管理系统Ｏｒａｃｌｅ９ｉ；

（４）浏览器ＩＥ４．０及以上版本；（５）以Ｄｅｌｐｈｉ６等作为开发工具。

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第三章整定计算相关问题分析及解决方法

３．１系统运行方式的设置

继电保护整定计算用的运行方式，是指在电力系统确定好运行方式的基础上，在不影响继电保护保护效果的前提下，为提高继电保护对运行方式变化的适应能力而选择的，有些问题主要是由继电保护方面考虑决定的。例如，确定变压器中性点是否接地运行，当变压器绝缘性能没有特殊规定时，则应该以考虑改善零序电流保护性能来决定。整定计算用的运行方式选择合理与否，不仅会影响继电保护的保护效果，也会影响继电保护配置和选型的正确性。

确定运行方式的变化限度，就是确定最大运行方式和最小运行方式，它应以满足常见的运行方式为基础，在不影响保护效果的前提下，适当加大变化范围。最大运行方式是指，在该运行方式下在相同地点发生相同类型的短路时，流过保护安装处的电流最大ｌ最小运行方式则是指，在该运行方式下在相同地点发生相同类型的短路时，流过保护安装处的电流最小．

确定电力系统运行方式的一般原则如下。

（１）必须考虑检修与故障两种状态的重迭出现，但不考虑多种重迭．

（２）不考虑极少见的特殊方式。因为出现特殊方式的几率较小，不能因此恶化了绝大部分时间的保护效果。必要时，可采取特殊措施加以解决。

整定计算的内容包括对不同的故障点（如线路上任一点、末端母线、相继动作即在线路末端开关先三相跳闸但故障点仍存在的情况），不同的故障类型（单相接地、两相接地、两相短路、三相短路）和不同的运行方式（例如切除电力系统元件如发电机、线路、变压器）进行各种组合计算和比较，以确定极端运行方式和整定值。极端运行方式，是指电力系统可能出现的运行方式中保护最难满足灵敏性要求或者与相邻保护最难满足选择性要求的运行方式，即最大最小运行方式。从系统可能的运行方式中挑出极端运行方式，保护按在这些运行方式下满足灵敏性和选择性要求进行整定，则可以保证系统运行方式变化时保护动作的正确性乜９’３０１。因此，在整定计算过程中，要得到正确合理的定值需要考虑各种可能的运行方式，并取得这些运行方式下相应的计算值，从而挑选出极端运行方式及整定值。

整定计算时最大和最小运行方式，需要提前设置。对关系到继电保护整定计算中的运行方式的设置问题，采用了多手段、灵活的运行方式设置模式。其一，在建模时在外部系统上建立大（小）运行方式，在变压器上设置大（小）运行方式运行或备用，在中性点接地变的接地刀闸上设置接地与否以及中性点切换的相

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关联元件。在线路上设置运行（备用）以及相关联元件。其二，在故障电流计算中可以在基本大运行方式的基础上通过切换开关的分合状态自定义任何运行方式，也可以在基本小运行方式的基础上通过切换开关的分合状态自定义任何运行方式。

与系统的运行方式有关的元件可分为有阻抗元件和无阻抗元件两种。本系统设置一个运行方式的数据表，对于无阻抗元件，即断路器，用０、１表示状态断、合。对于有阻抗元件，即发电机、电容器和电抗器，特别是发电机，属于储能元件，提供电源，阻抗元件的变化可考虑成元件参数的变化，发电机用０、１表示投退，电容器、电抗器用电容和电抗的值表示容量的变化。这样可以实现运行方式的自由组合。

表３—１元件运行状态设置表

元件类型运行状态

０ｌ

断路器断厶口

发电机退投

３．２故障计算模型

电力系统故障计算是继电保护整定计算的基础，为整定计算提供参数准

备，包括各节点电压值以及各支路电流值。所以精确的故障计算结果是得到可靠的继电保护整定值的前提。

３．２．１故障类型和故障方式的选择

继电保护的整定应以常见的故障类型和方式为依据，主要参考以下几条：

（１）一般只考虑单一设备、一处发生的简单故障。对于两个或两个以上的设备和地点同时发生短路（包括非全相断线）的复杂故障，则一般不作为保护整定的依据。对反映接地短路的保护，其故障类型按单相接地和两相短路接地考虑；对反映相间短路的保护，故障类型按三相短路和两相短路考虑。

（２）要考虑相邻线路对侧开关先跳闸或单侧重合于故障线路（也即相继动作）

的情况。

（３）在零序电流保护的整定计算中，对三相重合闸的线路，应考虑断路器三相不同期合闸的情况；对单相重合闸的线路，应考虑两相运行的情况。

本系统在仿真模块中，使用动态轨迹法来判定保护是否应该动作，而不是应用传统的数值比较法，这样有利于保证仿真结果的正确性。同时可以进行复杂故障以及有过渡电阻的短路故障，提高了系统的通用性及、实用性以及可靠性㈨。具体见第五章第一节保护整定单设计。

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