继电保护及故障信息系统功能规范讨论稿.docx
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继电保护及故障信息系统功能规范讨论稿
DL
中华人民共和国电力行业标准
DL/Txxx—2003
继电保护及故障信息管理系统
功能规范
Functionalcriterionofmanagementsystem
ofrelayprotectionandfaultinformation
2003-xx-xx发布
200x-xx-xx实施
中华人民共和国国家经济贸易委员会发布
目录
前言V
1范围1
2规范性引用文件1
3术语3
4总体要求6
4.1概述6
4.2系统特点6
4.3基本要求7
4.4系统分层7
4.5数据分布8
4.6统一模型和图形交换格式9
4.6.1一次模型9
4.6.2二次模型9
4.6.3图形交换格式10
4.7数据版本10
4.8即插即用11
4.9应用支持12
4.10系统安全12
5系统结构14
5.1系统总体结构14
5.2厂站端子系统结构16
5.3调度端子系统结构17
6功能规范19
6.1概述19
6.2厂站端子系统功能19
6.2.1数据采集19
6.2.2数据处理19
6.2.3数据存储20
6.2.4数据转发20
6.2.5对时20
6.2.6就地功能20
6.2.6.1维护20
6.2.6.2后台21
6.2.7远程维护21
6.2.8系统自检21
6.3调度端子系统功能21
6.3.1基本功能21
6.3.1.1数据的获取、处理及储存21
6.3.1.2数据管理21
6.3.1.2.1模型管理21
6.3.1.2.2图形管理22
6.3.1.2.3报表管理22
6.3.1.2.4数据版本管理22
6.3.1.3数据服务22
6.3.1.4安全管理23
6.3.1.5维护管理23
6.3.1.5.1数据库管理与维护23
6.3.1.5.2系统工况监视23
6.3.2应用功能23
6.3.2.1设备管理23
6.3.2.1.1基础数据管理23
6.3.2.1.2图档管理23
6.3.2.2专业管理24
6.3.2.2.1统计分析24
6.3.2.2.2检修管理24
6.3.2.2.3定值单流转管理24
6.3.2.2.4技术监督25
6.3.2.3运行管理25
6.3.2.3.1装置运行状态监视25
6.3.2.3.2压板投退及定值区切换25
6.3.2.3.3定值修改及核对25
6.3.2.3.4在线定值校验25
6.3.2.4故障分析25
6.3.2.4.1电网故障分析26
6.3.2.4.2保护动作行为分析26
6.3.2.4.3录波数据分析26
6.3.2.4.4故障过程回放26
6.3.2.5计算分析26
6.3.2.5.1计算分析数据环境27
6.3.2.5.2故障计算27
6.3.2.5.3整定配合计算29
6.3.2.5.4装置定值计算33
6.3.2.5.5整定计算校核34
6.4支持系统35
6.4.1图形支持系统35
6.4.2报表支持系统36
6.4.3工作流支持系统36
6.4.4消息机制37
7主要性能指标38
7.1厂站端子系统38
7.1.1系统可用率38
7.1.2电源38
7.1.3通信能力38
7.1.4信息传送时间要求38
7.1.5存储容量38
7.1.6时钟38
7.2调度端子系统38
7.2.1可靠性38
7.2.2CPU负荷率39
7.2.3网络负荷率39
7.2.4系统容量39
7.2.5通信能力39
7.2.6信息传送时间要求39
7.2.7时钟39
附录40
附录一:
通信规约及配置(参考附件)40
1通信规约40
2通信配置40
附录二:
资源管理、描述及配置(参考附件)42
1概述42
2资源标识及检索42
2.1统一资源标识符42
2.2检索方法42
3资源描述45
3.1电力功能单位46
3.2一次设备描述46
3.2.1元件模型描述47
3.2.2铭牌信息描述49
3.2.3拓扑模型描述49
3.3二次设备描述51
3.3.1模型描述51
3.3.2铭牌信息描述54
3.3.3与一次设备关联关系描述54
3.4系统资源描述55
3.5管理资源描述55
3.6数据版本的描述56
4资源配置56
附录三:
接口(参考附件)58
1概述58
2服务模型58
2.1请求服务58
2.2订阅服务59
2.3通信服务映射60
3服务接口61
3.1资源检索接口61
3.2资源服务接口61
3.3版本服务接口62
3.4文件管理接口62
4支持系统接口63
4.1图形支持系统接口63
4.2报表支持系统接口65
4.3工作流支持系统接口65
4.4消息服务接口65
附录四:
安全机制(参考附件)67
1基本手段67
2用户管理机制67
3访问控制机制68
4安全布署68
附录五:
扩展的IEC-103规约70
1前言
本标准根据国家经济贸易委员会“国经贸电力[2002]973号《关于下达2002年度电力行业标准制定和修订计划的通知》中第13项任务制定。
随着变电站自动化、调度自动化技术的不断发展,调度系统信息化、智能化水平已达到了很高的程度。
继电保护、安全自动装置和故障录波器(以下称“二次装置”)作为电网的重要组成部分,虽然其本身的信息化、智能化水平很高,但是,在调度运行管理方面的信息化、智能化水平则相对较低,技术手段已经不能满足调度运行管理自动化的需要。
主要表现在如下三个方面:
一、对二次装置的监视、控制、管理;
二、为二次装置服务的计算、分析手段;
三、基于二次装置产生信息的综合分析、利用。
目前,微机型继电保护、安全自动装置和故障录波器已广泛采用,具备了以数据方式向电网调度中心传输各种二次装置信息及电网故障信息的能力,建设基于现代网络通信技术的二次装置的信息处理系统(以下称“继电保护及故障信息管理系统”)的前提条件已经具备。
继电保护及故障录波信息管理系统是一个新系统,为使建成的系统能够切实提高调度系统信息化、智能化的总体水平,使二次装置运行、管理的各个环节“可控、在控”,实现继电保护专业管理现代化,从整体上提升电网调度运行管理水平,有必要提出一个系统性的功能标准以规范继电保护及故障信息系统的建设和发展。
本标准即为了适应这一要求而制定。
本标准编写格式和规则遵照GB/T1.1-2000《标准化工作导则第1部分:
标准的结构和编写规则》和DL/T600-2001《电力行业标准编写基本规定》的要求。
本标准由国家电力调度通信中心提出。
本标准由电力行业继电保护标准化技术委员会归口。
本标准起草单位:
本标准参加单位:
本标准主要起草人:
本标准由国家电力调度通信中心负责解释。
中华人民共和国电力行业标准
继电保护及故障信息管理系统功能规范
DL/Txxx-2003
Functionalcriterionofmanagementsystemofrelayprotectionandfaultinformation
11 范围
本标准对继电保护及故障信息管理系统的总体要求、系统结构作出了规范性描述和定义,对系统的功能范围、主要的性能指标以及安全性要求作出了统一规定。
本标准适用于220kV及以上电压等级的变电站、通过110kV及以上电压等级并网运行的的发电厂、地(市)及以上调度机构的继电保护及故障信息管理系统的建设。
12 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而构成为本标准的条款。
凡是注明日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究机构使用或参考这些文件的最新版本。
凡是注明日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
DL/T667-1999远动设备及系统第5部分传输规约第103篇继电保护设备信息接口配套标准
DL/T667-1999远动设备及系统第5部分传输规约第104篇使用标准传送文件的IEC60870-5-101网络访向
IEC61850变电站通信网络和系统系列标准
IEC61970能量管理系统应用程序接口
IEEE-COMTRADE(IEEEStandardforCommonFormatforTransientDataExchangeforPowerSystems)
XML1.0(ExtensibleMarkupLanguage)
《电力系统继电保护整定计算数据交换格式》
《全国电力单位编码分配标准》
《全国电力二次系统安全防护总体方案》
《继电保护及安全自动装置运行管理规程》
《电力系统继电保护技术监督规定》(试行)
DL/T623-1997电力系统继电保护及安全自动装置运行评价规程
DL/T587-1996微机继电保护装置运行管理规程
DL/T769-2001电力系统微机继电保护技术导则
DL400-91继电保护和安全自动化装置技术规程
DL/T559-94220~550kV电网继电保护装置运行整定规程
DL/T584-953~110kV电网继电保护装置运行整定规程
DL/T684-1999大型发电机变压器继电保护整定计算导则
GB7261继电器及继电保护装置基本试验方法
DL/T553-94220~550kV电力系统故障动态记录技术准则
GB/T13730-92地区电网数据采集与监控系统通用技术条件
GB11920-89电站电气部分集中控制装置通用技术条件
GB/T13729-92远动终端通用技术条件
GB6162静态继电器及保护装置的电气干扰试验
GB/T15141-94微机线路保护装置通用技术条件
GB9813微型数字电子计算机通用技术条件
GB/T2887-2000电子计算机场地通用规范
13 术语
设备管理
是指对继电保护及故障录波器等IED设备的基本数据及图档资料的管理和维护工作。
专业管理
是指继电保护专业中诸如统计分析、检修管理、缺陷管理、定值单管理、技术监督等的管理工作。
运行管理
是指对继电保护及故障录波器等IED设备进行状态监视、压板投退、定值区切换、定值修改、定值核对和校验等工作。
故障分析
是指电网发生故障时,判断故障区域、故障点、故障类型和分析保护动作行为是否正确的过程。
计算分析
是指对电网进行等值计算、故障计算、整定配合计算、装置定值计算、整定计算校核等工作。
装置
特指变电站中本系统直接和间接接入的各种IED,如保护装置、故障录波器。
通讯集中器
特指变电站中原有的连接数台保护装置,并具有数据转发能力的站控层设备,有时也叫做“通信管理机”或“总控单元”。
厂站端子系统
是指安装在厂站内的负责与装置通信、完成规约转换、数据转发等功能的硬件及软件系统。
是本系统的主要组成部分之一。
调度端子系统
是指安装在调度端的负责与厂站端通信、完成数据处理服务、具有各种应用功能的的硬件及软件系统。
是本系统的主要组成部分之一。
接入单元
特指本系统完成装置接入功能的插件,是厂站端子系统的重要组成部分,可以分散安装。
保护管理机
是指厂站端子系统中负责与装置通信、完成规约转换、数据转发等功能的硬件设备。
可以包括各种接入单元。
后台
特指本系统厂站端完成对各种IED的监视和操作任务的可选设备。
直连厂站
是指其厂站端子系统通过数据通讯与调度端子系统直接连接的厂站。
资源
泛指本系统所涉及到的电网所有的一、二次设备、厂站、间隔、厂站端子系统及其设备、调度端子系统及其设备、系统用户和各种信息体,是本系统可标识和管理的基本单位。
资源标识
是具有全局唯一性的一种资源编号,其标识符称为“资源统一标识符”(UnifiedResourceIdentifier),简称“URI”。
电力功能单位
是本系统所管理的一种资源,指电网(grid)、厂站(Substation)和组成厂站的间隔(Bay)。
多模型
指本标准对二次装置的建模方法。
资源描述
是指对资源信息的一种模型描述方法,本系统所涉及到的资源分为电力资源、系统资源和管理资源。
资源配置
是指采用资源描述方法设置资源信息的过程。
资源目录服务
是指通过设置资源目录服务器,为资源访问提供目录列表和访问地址的过程。
资源服务代理
是指由其他服务器作为代理提供资源数据服务的过程。
当需要资源数据的应用无法直接访问提供资源数据的系统时,通过资源服务代理获得。
规约配置
是指通过配置语言描述规约的传送方式和信息含义,使得通信报文可以被确切解析的方法。
通信设置
是指描述厂站内通讯网络连接情况的过程。
厂站配置文件
是指包括有厂站的一二次设备模型描述、厂站一次系统拓扑描述、一二次设备的关联关系描述、一二次设备铭牌信息描述、厂站端通信配置信息(包括规约配置和通信设置)描述等的文件。
支持系统
是指为方便应用开发和软件集成而提供开发接口的支撑软件系统。
包括图形支持系统、报表支持系统、工作流支持系统、消息机制等。
工作流
特指继点保护专业管理中的各种业务流程,工作流可以是集中的,也可以是分布的,甚至跨系统。
录波数据解析
指对录波数据的重组处理过程,例如按间隔进行分组。
数据版本
指对具有特定意义的一个过程中的某类数据的标识。
一个数据版本是由人工提交某类数据归档后形成的。
数据环境
是指根据数据版本进行数据提取形成的,对某个应用满足一致性和完整性要求的、或具有相互依存关系的数据集合。
14
总体要求
概述
建设继电保护及故障信息管理系统的目的在于提高调度系统信息化、智能化的总体水平,使二次装置运行、管理的各个环节“可控、在控”,实现继电保护专业管理现代化,从整体上提升电网调度运行管理水平。
建成的继电保护及故障信息管理系统应能在正常和电网故障时,采集、处理各种二次装置信息,并充分利用这些信息,为继电保护运行、管理服务,为实现继电保护装置状态检修提供前提条件,为分析、处理电网故障提供支持。
继电保护及故障信息管理系统,是一个继电保护运行、管理的技术支持系统,同时又是一个电网故障时的信息支持、辅助分析、决策系统。
系统特点
上述界定的继电保护及故障信息管理系统具有如下特点:
a.涉及面广。
需要考虑继电保护、调度运行、变电运行和管理等多方面的需求。
b.功能复杂。
涉及到二次装置的实时监测和控制、电网故障的自动分析、继电保护动作行为的自动分析、继电保护相关计算分析、继电保护专业管理等方面的几十个应用功能。
c.跨地域。
涉及直属厂站、下属单位、上级部门的互联。
d.跨系统。
涉及到变电站自动化、调度自动化、DMIS等系统。
e.接入设备种类多。
需要兼容各种不同厂家、不同型号的保护、录波器等自动装置。
f.数据和信息复杂。
有实时的、非实时的,自动采集的、人工维护的,一次系统的、二次设备的,正常情况的、故障情况的,继电保护人员关心的、调度人员关心的等。
g.专业管理的特殊性。
与调度自动化系统相比,主要体现在三个方面:
多头管理,对同一装置由不同单位、不同部、不同专业的人员进行管理;全局可见,必要时,应能跨归属单位、跨调度管辖范围获得装置的有关信息;协同合作,工作流程跨部门、跨单位。
h.各单位管理方法的差异性。
i.系统所管理的对象是继电保护、安全自动装置、故障录波器,是电网的辅助设备,不是电网的主要设备;系统是继电保护运行、管理的技术支持系统和电网故障时的信息支持、辅助分析、决策系统,与调度自动化系统相比,实时性要求不是太高。
因此,必须充分考虑系统建设和维护的成本,特别是系统维护的成本,在不影响功能和性能的前提下,采用合理的系统结构和相应的技术措施,尽量降低系统建设、维护的投入。
j.系统涉及对保护装置、故障录波器、自动装置等二次设备的直接访问和控制,对可靠性、安全性及数据准确性有极高的要求。
基本要求
基于上述特点,在系统建设时,必须重点考虑如下几个方面的问题:
a.高度的开放性、可扩展性和可维护性;
b.系统之间能够互连、互通、互动,信息资源全系统共享;
c.高度的可靠性和安全性;
d.能够分期建设、分布实施、分布维护、逐步完善,统一运行,支持系统的不断发展;
e.节省系统实施和维护成本,特别是系统的维护的工作量,必须控制在允许的范围内。
根据国调及各网、省的经验,系统可分为厂站端子系统、调度端子系统(省调、地调)。
厂站端子系统安装在变电站内,解决站内二次装置的的接入和数据转发问题;调度端子系统则主要实现各种应用功能。
为了规范系统的建设,本标准对上述重点问题的解决方法作出一般性要求,并提出相应的机制,以统一用户和供货商的认识。
系统分层
由于系统涉及面广、功能复杂、跨地域、跨系统、接入设备种类多、数据和信息复杂,未来出现的保护装置以及未来的应用、未来的标准变化不可预期,为简化整个系统的设计,系统必须分层,从而为解决系统的开放性、可扩展性、可维护性问题创造必要条件。
本标准要求系统分为3层,如下图4-1所示:
各调度端子系统均按照上图所示的原则分层实现,同一层的对等实体之间使用协议进行通信,上层实体通过请求下层实体的服务完成通信。
通信层
通信层使上层应用可以独立于具体的通信方式和通信协议,使系统适应各种网络连接方式。
数据层
数据层采集直连厂站端数据以及获取调度自动化等其他系统的数据,以服务的方式向应用层提供访问支持。
服务内容包括:
检索服务、资源服务、资源服务代理、文件管理服务等。
数据层必须保证任意两个调度端子系统能够互联,应提供资源服务代理机制,使分布的资源能够全局共享。
应用层
应用层建立在数据层之上,包括应用功能及支持系统。
建立支持系统的目的是为了方便应用功能的扩展,保证系统的通用性以及可持续发展。
本系统分层与ISO/OSI参考模型的对应关系如下表所示:
本系统分层
ISO/OSI参考模型
应用层
应用层
数据层
通信层
表示层
会话层
传输层
网络层
链路层
物理层
数据分布
数据分布管理和存储将大大减少存储的冗余,实现复杂性的就地封闭,降低系统总体成本,特别是系统维护的成本。
为使分布管理和存储的资源和数据实现全系统共享和交换,可由各调度端子系统提供数据服务来实现。
数据分布的原则,必须能够保证各个调度端子系统的相对独立性和功能的完整性。
即:
在联系中断时,本调度端子系统仍能独立运行;任何调度端子系统(包括上级子系统)瘫痪都不应严重影响其它调度端子系统的正常运行。
一般采用如下原则:
a.厂站的数据和一次拓扑关系一般存放在直连的调度端子系统中,由设备归属单位维护;
b.电网的拓扑关系由调度管辖单位维护;
c.各维护单位所生成的数据是否生效由相应调度管辖单位确认。
统一模型和图形交换格式
为保证数据能够在分布的系统之间有效交换,在全系统内充分共享,使各调度端子系统之间能够互连、互通、互动,必须对一次系统、二次系统以及一二次关联关系等数据模型实行统一建模;对图形交换格式作出统一规定;对系统所涉及到所有资源实行统一标识,并提供一致的检索方法。
一次模型
在参照IEC61970的CIM模型的基础上形成了本标准的一次系统模型,包括元件模型和拓扑模型。
为适应本专业应用,着重对CIM没有描述到的线路零序互感参数以及一二次设备之间的关系进行了扩充。
二次模型
二次系统建模应采用可兼容多种二次系统模型(包括IEC61850)的多模型方法。
采用多模型的原因
目前二次模型可参考的唯一标准是IEC61850。
本标准没有将其作为唯一的二次模型基础,主要是基于以下几方面的考虑:
a.国内现有智能装置在内部结构、逻辑、通讯等方面均与IEC61850规范存在巨大差异;
b.IEC61850没有正式颁布,目前在国内正处于学习研究阶段,还没有建立基于IEC61850应用的成熟经验;
c.本系统目前可能的应用范围只涉及IEC61850的某些层面,全面引入IEC61850会额外增加系统复杂度。
但是,IEC61850的二次模型体系非常完善,很可能成为未来的发展方向,所以系统建模时必须采用一种机制,既能适应目前现状,又能在未来平滑过渡到IEC61850或其他由国家颁布的二次模型标准。
因此,本标准提出了二次系统多模型机制。
多模型概念
所谓多模型就是先定义二次装置的基本信息描述,称为装置0号模型;在此基础上,根据不同应用的模型要求,系统提供机制建立及扩展相应的应用模型。
应用模型的语义只与特定应用相关。
本标准特别定义如下几种应用模型:
1号模型是通用的应用模型,这个模型是经过对现有装置的所有信息进行总结的基础上,并且符合国内厂商以及保护运行部门习惯的描述方法,是具有明确语义的模型,但不一定完整;
2号模型是“配合定值交换模型”,基于《电力系统继电保护整定计算数据交换格式》。
应用模型与0号模型之间的关系如下图4-2所示:
按多模型机制,当增加应用类型时,只需要增加新的应用模型,并建立该模型与0号模型的映射关系;当0号模型替换为IEC61850或其他二次模型标准时,只需要修改所有应用模型对0号模型的映射关系,应用本身无需任何改变,从而实现平滑过渡。
图形交换格式
本标准要求以SVG图形交换格式为基础,在以下三个方面作出扩充规定,形成本标准的图形交换描述标准:
a.电力一次、二次设备的图元描述语义;
b.电网拓扑描述语义;
c.图元对象和资源关联关系描述语义。
数据版本
为了进行评价和研究工作,系统应提供数据版本管理的功能,能根据版本信息,再现历史上任意时刻的一整套的数据环境,对某个数据环境进行调整以产生新的数据环境,以支持特定的应用研究。
版本管理的范围
对于偶尔发生变化的数据采用版本管理法进行存储和管理。
版本管理的对象分为数据类和文件类。
数据类包括:
一次设备、一次拓扑、二次装置(除采集数据)、一二次关联联关系。
文件类包括:
厂站配置文件、电网图形,以及应用产生的需要版本管理的文件,如配合定值、装置定值等。
版本管理的粒度
对于数据类,版本管理的最小单元划分原则是:
一次设备按一个整体,一次拓扑按电网拓扑和厂站拓扑,二次装置按厂站,一二次关联关系按厂站,系统资源按一个整体,管理资源按一个整体。
对于文件类,版本管理的最小单元按文件划分。
如图形文件有多个,每一个文件均被单独管理,即该文件的演变过程可用不同的版本表示。
版本信息的检索
系统提供接口以查询所包含的版本管理最小单元,查询一个版本管理最小单元包含的版本,获得每一个版本的版本信息。
一个版本的信息包括版本号、版本名称、注释、产生时间以及与其他版本的派生关系等信息。
即插即用
即插即用不仅依赖于数据结构和语义的模型交换,而且依赖于数据通讯的自适应。
由于历史原因,不同生产厂家
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- 保护 故障 信息系统 功能 规范 讨论