第22卷第l0期Voi.22No.l0电力自动化设备2002年l0月Oct.2002Eiectric Power Automation Eguipment
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继电保护整定计算软件的
通用性和实用性的研究
陈
青l ，刘炳旭l ，黄德斌2，唐
毅2，江世芳l
（l. 山东大学电气工程学院，山东济南25006l ；山东济南25000l ）2. 山东电力调度中心，摘要：分析了制约继电保护整定计算及管理软件推广应用的主要原因。从继电保护整定计算所涉
及的数据、内容和过程出发，研究了继电保护整定计算的数据表示、数据处理、定值计算方法等的通用性问题及实现方法；探讨了实用化的继电保护整定计算程序应该涉及的范围、必须具备的功能等；提出了继电保护整定计算支持平台的概念；开发了一个通用和实用的继电保护整定计算及管理系统，并介绍了该系统的总体结构及主要模块的功能和特点。关键词：继电保护；整定计算；软件平台
文献标识码：文章编号：（2002）中图分类号：TM 774A l006-6047l0-0060-05
0引言
随着电网规模的扩大和继电保护技术的飞速发展，继电保护整定计算的工作量和复杂程度越来越大，一个真正通用和实用的继电保护整定计算及管理系统，是继电保护专业人员迫切需要的，也是提高劳动生产率、促进电网安全生产和管理现代化的有效手段。
近年来，继电保护整定计算及管理系统软件的
［l ~7］
研究和应用发展很快，且取得了很大进展。至
的配合计算、保护定值的计算、保护定值的管理等功能，应能处理从电网参数到保护定值整个过程的全部工作，并且实现各功能块之间的有机结合和无缝连接，可靠保障数据的安全性、一致性和继承性，提供方便、直观的用户操作环境，一定程度上满足可维护性和个性化要求等。目前的继电保护计算及管理软件一般没有综合考虑这些因素，仅仅局限于某一功能或某一方面，即只有深度，没有足够的宽度。
如实现参数$"没能充分运用计算机网络优势，收集的自动化及定值的传送、多人同时工作等。
本文从继电保护整定计算所涉及的数据、内容和过程出发，研究了继电保护整定计算的数据表示、数据处理、定值计算方法等的通用性问题及实现方法；探讨了实用化的继电保护整定计算及管理系统应该涉及的范围、必须具备的功能等；提出了继电保护整定计算支持平台的概念；开发了一套以通用数据管理器为中心、以故障计算分析模块和自定义算法解释器模块为核心、结合数据中间处理模块、故障计算分析控制模块、图形模块和数据结构设计模块等组成的完整的继电保护整定计算及管理系统。
今继电保护整定计算及管理软件的推广应用一直受到制约，几乎所有开发的整定计算软件都是针对具体的功能、具体的系统开发的，一般只能在某个（或某些）地区、某个时期、特定的保护配置条件下适用。究其主要原因有以下几个方面。
多变的运行方式（变压!" 多样化的电网结构、
器接地方式）、多种类型不同规格的电气设备对继电保护的不同要求、继电保护配置方案的多样化、各种各样且不断发展的保护测量原理和构成、及整定计算工程师工作经历的差异、执行整定计算有关规程规定掌握尺度的不同等，使得继电保护整定计算程序需要解决的问题是不确定的，即使各种背景条件完全相同，其结果也是不唯一的。目前的继电保护整定计算软件对于这些问题还没有一个使人们能够普遍接受的解决方法。
#"一个实用的继电保护计算及管理系统软件应包括电网参数的管理、故障分析计算、后备保护段
l 通用性研究
具有通用性的继电保护计算及管理系统应该能
适应不同的电网结构；适应不同电气设备配置的不同保护；适应不同结构和测量原理的（已经使用的和未来使用的）保护装置；适应不同用户的特殊情况等。要满足这些要求，需要解决：
!" 允许用户根据电网结构的特点自行确定运行方式（变压器接地方式）的变化范围；
收稿日期：2002-09-06；
第lO 期陈青，等：继电保护整定计算软件的通用性和实用性的研究
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以及计b. 能够管理各类不同保护装置的定值，算这些定值所需要的各种数据；
电网的实际情c. 能够按规程规定的一般要求、
况和保护装置的类型（装置的结构和测量原理）计算保护定值。l.l
实现通用性的基础
继电保护整定计算一般涉及到下面几类数据：如线路和电气设备的a. 电网一次系统的数据，
参数、系统的运行方式（变压器接地方式）、电流电压释器），解释执行用户定义的算法，实现保护定值的计算。
这种专用的计算机语言，应该和其他高级语言一样，支持用于流程控制的循环、判断，函数调用，文件访问等，区别在于需要引入一些解决整定计算问题的新的数据类型。另外，应该提供基本的具有共性的算法，以减少用户定义自己算法的工作量。l.3
故障计算分析程序必须满足通用性的要求通用性的继电保护整定计算程序，要求故障计互感器的变比等；
b. 配合定值
（后备保护段）数据，如每条线路两端配置的保护中相间阻抗元件的定值及时间、接地阻抗元件的定值及时间、零序电流元件的定值及时间等；
c. 继电保护的配置数据、继电保护装置的定值数据；
d. 各数据项的特性描述数据，如保护定值项的名称、单位、范围和级差等。
除数据项的特性描述属性外，这些数据有如下特征：与“位置”有关，每类数据中都包含有某厂站、某设备的信息；同一类型设备（一次设备或保护设备）数据的数据项是相同的。不确定的输入和输出数据的管理是实现通用性的基础，可以按“位置”信息检索，按设备类型组织，关键是使各设备类型及类型的数据项具有可扩展性（用户自定义）。l.2
实现通用性的关键
继电保护整定计算不确定性一般主要表现为运行方式（变压器接地方式）的变化范围；配置的保护装置；各种保护装置需要计算的定值项及各种保护装置的结构和测量原理。因此，在继电保护整定计算程序应用之前，定值的计算方法是不确定的。
保护定值的计算虽有其不确定性，但仍然有其规律可循。其规律性主要表现为必需遵循基本的继电保护整定配合原则；计算的保护定值只属于两类，需要与相邻保护协调配合的（称配合定值）、仅与本保护装置有关而与相邻保护基本无关的（称保护装置定值）；定值计算的过程基本相同。
根据上述分析，要从根本上解决保护定值算法通用性问题的关键是定义一种适用于继电保护整定计算的计算机高级语言，把数据访问、拓扑位置运算、故障计算、图形化计算等功能，做成象加、减、乘、除运算一样简单的命令（函数），使用户能够轻而易举的按照实际情况和自己的想法写出保护定值的算法。程序中内嵌的计算语言解释器（自定义算法解
算分析模块不仅有完善的故障计算分析功能，更重要的是能将控制故障计算分析模块的操作（如系统方式变化、故障类型、故障点、分析量、分析方法等）概念化，并具有接受用户在自定义的算法中发出这些概念化操作指令的能力，当然这种能力需要得到自定义算法解释器的支持。
2实用性研究
一个实用的继电保护整定计算程序，除了需要
解决上面提到的通用性问题外，还要考虑几个方面的问题。
a. 具有处理继电保护整定计算整个过程中全部工作的能力。继电保护整定计算工作是一个复杂的过程，这个过程包括多个环节，一般有一次系统的数据收集和管理、一次系统数据的再处理、故障计算分析、后备保护段的配合计算、保护配置和保护装置特性数据的管理、保护装置定值计算、定值管理和传送等；如果只有或缺少某一环节，将使程序的实用性受到很大影响。
b. 要保证数据的一致性、
继承性和安全性。继电保护整定计算涉及到多种数据，如一次系统数据、保护配置数据、保护定值数据等，各类数据之间既有联系又各不相同，随着电网的发展，这些数据还是动态变化的。这些数据的安全性、各类数据之间的一致性，前、后数据的继承性问题，都是实用性要考虑的重点。
c. 要有一个方便、
直观、协调一致的用户操作环境。继电保护整定计算程序一般由多个模块组成，因此要考虑各模块之间的协调运行，尽量减少用户界面，在主界面上应可以调用其他功能模块，尽可能采用内嵌模块的方式，保持所有界面的显示、操作风格一致，使其具有较强的整体感。在适当的地方采用图形界面，使用户界面更直观、更清晰。这些问题，也是实用性要考虑的重要方面。
d. 另外还要考虑对运行环境的要求、
可维护性
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库实行统一管理的、人性化数据管理方式，从根本上解决了继电保护管理数据的多样化问题，适合管理电力系统的一次、二次的任何设备。
该模块有文本和图形两种界面，文如图2所示，
本界面的三个区彼此具有互动性，或者说是显示一致性；该模块支持数据的图形表示，具有从图形到数据和从数据到图形的双向快速定位功能。保护装置的定值项、通知单样式等用户可以自定义；具有多种粘贴板功能，可复制、剪切、粘贴某一保护装置的全电力自动化设备
3系统的开发实践
基于上述思想，提出了继电保护整定计算支持
平台的概念，按照这个概念开发了一套以通用数据管理器为中心、以故障计算分析模块和自定义算法解释器模块为核心、结合数据中间处理模块、故障计算分析控制模块、图形模块和数据结构设计模块等组成的完整的继电保护整定计算及管理系统。这个系统不是计算具体的保护定值的程序，而是一个支持用户构建自己的继电保护整定计算程序的平台。这个支持平台系统，满足通用性研究和实用性研究中提出的各种要求，不涉及任何具体定值的算法问题，但用户可以在这个平台上方便地定义出电网参数计算和管理系统、配合定值计算和管理系统、各种保护装置定值计算和管理系统等。3.l
系统总体结构
该系统的总体结构如图l 所示。
程序运行控制台
图l 系统总体结构示意图
Fig.l The generaI SyStem Structure
3.2各主要模块的功能和特点
主要模块有通用数据管理器、故障计算分析、故
障计算分析控制模块；自定义算法解释器、数据中间处理、图形模块和数据结构设计模块。3.2.l
通用数据管理器模块
该模块是集多视角的数据查询、数据编辑、图形显示、打印输出、网页发布、自定义计算、自定义程序调试、辅助工具启动等所有运行管理功能于一体的数据操作平台。它打破了传统数据库的一层一层进入、查询和编辑界面分开、打印报表和编辑查询分开的多层次、多操作的界面方式，将整个数据库的全部记录都有序的反映到一张索引表上，建立了一种跨越表结构的、多视角的、图库一体化的、对各类数据
部定值、部分定值或一个定值的部分内容；定值通知单可打印，也可发布至WEB 站点或定值传送目录。
图2通用数据管理器界面
Fig.2The interface Of data management center
3.2.2
故障计算分析模块
该模块是继电保护计算及管理系统的核心模块之一，下面介绍其主要功能及特点。
!" 能够进行简单故障、
复故障（采用通用复杂故障计算模型［8］）、网络等值计算；支持线路操作、厂
站方式变更及各种方式的组合；故障点、故障类型、相别、弧光电阻、输出支路等可以自由指定。
#"采用了独创的从节点对网络进行分块计算的方法，即由系统中的线路形成主网络，每个厂站形成一个子网络，然后联合求解。采用这种方法的好处是节约系统资源、使线路操作和厂站方式变化的概念更清晰。
$"具有对故障计算结果进行全方位、多侧面分析的功能，可以方便地得到电流、电压的序分量、相分量，测量阻抗，分支系数，以及这些量的正方向、反方向、故障相、非故障相的最大值及最小值等。3.2.3
自定义算法解释器模块
该模块是继电保护整定计算及管理系统实现通用化的关键模块。自定义算法解释器解释执行用户用自定义算法语言（HT 语言）编写的代码，可实现继电保护的各种定值计算和提供继电保护管理信息。
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! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 其主要特点有：
a. 内嵌功能全面的HT 程序调试器；
浮点数、字符串数据b. 支持从最基本的整数、
类型，到复数、指针、集合，以及母线、支路、厂站、保护、方式、组合条件等复杂数据类型；支持多种形式的循环、判断、分支等流程控制；
专业函数和用户库c. 提供了大量的基本函数、函数，并具备扩展容量。3.2.4
数据中间处理模块
使用方便。由于图形对数据c. 图形生成迅速，
库的依赖关系，本系统中的图形采用自动生成方式，即先有库，后有图。在定义了完备的数据库的基础上，这种方法使图形的形成非常迅速。
d. 依据继电保护计算及管理工作的要求而设计，具有较强的针对性。针对继电保护计算及管理工作的特殊性，图形中引入“标注”的概念，其内容既可为线路长度，也可为保护整定值，完全由用户设置，而且与对应图元之间有依赖关系，给实际从事继该模块的作用是对电网原始参数数据进行检查和预处理，以确保数据的一致性和正确性；为各模块提供可以直接使用的中间数据。在该模块中，引入了统一编号的概念。统一编号是对厂站、系统母线、厂站母线、系统支路、厂站支路的另一种编号方式。对于一套电网数据，与每个元件有关的统一编号是不变的，元件消失，编号不消失，新的元件采用新的编号。统一编号由系统管理，是唯一的、不重复的。采用统一编号记录的结果数据、中间数据等，不管电网如何发展，均能够保证其继承性。
该模块可控制故障计算分析模块的所有功能。在该模块中，建立了一个名为“计算条件”的文件类型。属于这个类型的一个文档里可以包含任意多个计算条件，并提供了一个允许用户自由切换和操作计算条件的索引视窗，位于屏幕的左边，每一行代表一个计算条件，并有该计算条件的简单描述。右边的屏幕分上下两部分，分别是文本描述界面和图形界面，这两个界面是对同一个计算条件的描述，以方便对计算条件数据的多视角观察，可以在文本描述界面上通过对话框或在图形界面上直接编辑计算条件，两个界面时刻保持一致。3.2.5
图形模块
该模块是按继电保护整定计算和电网接线的特点开发的专用图形模块，包括图形编辑、图形操作两部分。其主要特点有以下几个方面。
a. 针对基本图元设计，
可扩充性较强。该模块定义了若干基本图元，图元之间具有拓扑连接关系，用户可对各个图元进行单独访问。这种设计方法编程工作量大，但图形占用空间少，且具有很大的灵活性，为功能扩充提供了重要的基础。
b. 采用图库一体化设计，
图形管理方便。将图形看作是由若干有拓扑连接关系的图元构成，图元及其之间的连接关系完全依赖于用户定义的数据库。当数据库发生变化时，图形系统可通过检索自动修改图形，大大减轻图形维护的工作量。
电保护整定计算的人员带来很大的方便。
e. 提供完善的图形编辑功能、丰富多样的显示控制手段，具有较强的灵活性。
f. 使用了当前流行的Active X 控件技术，具有较强的通用性。
g. 继电保护定值自定义算法语言可对图形进行控制，从增加、删除标注到改变显示比例、定位指定元件，甚至切换底图文件等都可由一条命令实现。3.2.6
数据结构设计模块
该模块是为设计和维护输入、输出数据的结构开发的。通过数据结构设计模块，用户可自由方便地定义数据库结构、设计报表和自定义算法语言程序。其主要特点有：
a. 自动保证满足系统对数据的结构规则要求；b. 提供了表、
类型、字段增加、删除、修改操作；c. 提供了设计报表模板
（用于显示、打印、发布）的编辑手段，实现了数据设计器与htm 文件编辑器的有机结合，直观、方便、迅速；
d. 提供了设计HT 程序的文本编辑器，对于HT 程序中的数、变量、操作符、关键词、说明语句等采用用户定义的颜色显示，能够直观地表示出HT 程序的结构。
4结论
在研究继电保护整定计算的数据表示、数据处
理、定值计算方法等的通用性问题及实现方法、探讨实用化的继电保护整定计算及管理系统应该涉及的范围、必须具备的功能的基础上，提出了继电保护整定计算支持平台的概念；开发了一套以通用数据管理器为中心、以故障计算分析模块和自定义算法解释器模块为核心、结合数据中间处理、故障计算分析控制、图形模块和数据结构设计模块等组成的通用和实用的继电保护整定计算及管理系统。该系统不是针对具体的保护定值计算开发的，而是一个支持用户构建自己的继电保护整定计算程序的平台，系
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电力自动化设备
（责任编辑：汪仪珍）
作者简介：
，女，江苏宜兴人，副教授，博士研究陈青，（1963-）
生，从事电力系统分析及继电保护的科研和教学工作（E -；gchen@sdu. edu. cn ）maiI ：
刘炳旭，（1970-），男，山东宁津人，讲师，博士研究生，从事电力系统及自动化的科研和教学工作；
，男，安徽安庆人，高级工程师，从事继黄德斌，（1962-）
电保护整定计算的专业技术工作；
，男，山东济南人，高级工程师，从事继唐毅，（1970-）
电保护整定计算的专业技术工作；
，男，山东即墨人，教授，博士研究生导江世芳，（1963-）
师，从事电力系统分析及继电保护的科研和教学工作，以及GPS 在电力系统中的应用。
Study on universality and practicality of application software for protection
setting calculation
CHEN Oing 1，LIU Bing-xu 1，HUANG De-bin 2，TANG Yi 2，JIANG Shi-fang 1
（1. Shandong University ，Jinan 250061，China ；
2. Shandong EIectric Power Dispatching Center ，Jinan 250001，China ）
Abstract ：The main reasons restricting the wider appIication of protection setting caIcuIation and management
software are anaIyzed. Considering the reIevant data ，content and process of protection setting caIcuIation ，the universaIity and impIementation method of data presentation ，data processing and setting caIcuIation are studied. The concerned scope and necessary functions of a practicaI and universaI protection setting caIcuIation program are discussed . The idea of software pIatform for protection setting caIcuIation and management is proposed and a universaI and practicaI protection setting caIcuIation and management system is deveIoped. Its generaI structure and main function moduIes are introduced. Key words ：protective reIay ；setting caIcuIation ；software pIatform
继电保护整定计算软件的通用性和实用性的研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
陈青， 刘炳旭， 黄德斌， 唐毅， 江世芳
陈青,刘炳旭,江世芳(山东大学,电气工程学院,山东,济南,250061)， 黄德斌,唐毅(山东电力调度中心,山东,济南,250001)
电力自动化设备
ELECTRIC POWER AUTOMATION EQUIPMENT2002,22(10)12次
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本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_dlzdhsb200210018.aspx
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继电保护整定计算软件的
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陈
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文献标识码：文章编号：（2002）中图分类号：TM 774A l006-6047l0-0060-05
0引言
随着电网规模的扩大和继电保护技术的飞速发展，继电保护整定计算的工作量和复杂程度越来越大，一个真正通用和实用的继电保护整定计算及管理系统，是继电保护专业人员迫切需要的，也是提高劳动生产率、促进电网安全生产和管理现代化的有效手段。
近年来，继电保护整定计算及管理系统软件的
［l ~7］
研究和应用发展很快，且取得了很大进展。至
的配合计算、保护定值的计算、保护定值的管理等功能，应能处理从电网参数到保护定值整个过程的全部工作，并且实现各功能块之间的有机结合和无缝连接，可靠保障数据的安全性、一致性和继承性，提供方便、直观的用户操作环境，一定程度上满足可维护性和个性化要求等。目前的继电保护计算及管理软件一般没有综合考虑这些因素，仅仅局限于某一功能或某一方面，即只有深度，没有足够的宽度。
如实现参数$"没能充分运用计算机网络优势，收集的自动化及定值的传送、多人同时工作等。
本文从继电保护整定计算所涉及的数据、内容和过程出发，研究了继电保护整定计算的数据表示、数据处理、定值计算方法等的通用性问题及实现方法；探讨了实用化的继电保护整定计算及管理系统应该涉及的范围、必须具备的功能等；提出了继电保护整定计算支持平台的概念；开发了一套以通用数据管理器为中心、以故障计算分析模块和自定义算法解释器模块为核心、结合数据中间处理模块、故障计算分析控制模块、图形模块和数据结构设计模块等组成的完整的继电保护整定计算及管理系统。
今继电保护整定计算及管理软件的推广应用一直受到制约，几乎所有开发的整定计算软件都是针对具体的功能、具体的系统开发的，一般只能在某个（或某些）地区、某个时期、特定的保护配置条件下适用。究其主要原因有以下几个方面。
多变的运行方式（变压!" 多样化的电网结构、
器接地方式）、多种类型不同规格的电气设备对继电保护的不同要求、继电保护配置方案的多样化、各种各样且不断发展的保护测量原理和构成、及整定计算工程师工作经历的差异、执行整定计算有关规程规定掌握尺度的不同等，使得继电保护整定计算程序需要解决的问题是不确定的，即使各种背景条件完全相同，其结果也是不唯一的。目前的继电保护整定计算软件对于这些问题还没有一个使人们能够普遍接受的解决方法。
#"一个实用的继电保护计算及管理系统软件应包括电网参数的管理、故障分析计算、后备保护段
l 通用性研究
具有通用性的继电保护计算及管理系统应该能
适应不同的电网结构；适应不同电气设备配置的不同保护；适应不同结构和测量原理的（已经使用的和未来使用的）保护装置；适应不同用户的特殊情况等。要满足这些要求，需要解决：
!" 允许用户根据电网结构的特点自行确定运行方式（变压器接地方式）的变化范围；
收稿日期：2002-09-06；
第lO 期陈青，等：继电保护整定计算软件的通用性和实用性的研究
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
以及计b. 能够管理各类不同保护装置的定值，算这些定值所需要的各种数据；
电网的实际情c. 能够按规程规定的一般要求、
况和保护装置的类型（装置的结构和测量原理）计算保护定值。l.l
实现通用性的基础
继电保护整定计算一般涉及到下面几类数据：如线路和电气设备的a. 电网一次系统的数据，
参数、系统的运行方式（变压器接地方式）、电流电压释器），解释执行用户定义的算法，实现保护定值的计算。
这种专用的计算机语言，应该和其他高级语言一样，支持用于流程控制的循环、判断，函数调用，文件访问等，区别在于需要引入一些解决整定计算问题的新的数据类型。另外，应该提供基本的具有共性的算法，以减少用户定义自己算法的工作量。l.3
故障计算分析程序必须满足通用性的要求通用性的继电保护整定计算程序，要求故障计互感器的变比等；
b. 配合定值
（后备保护段）数据，如每条线路两端配置的保护中相间阻抗元件的定值及时间、接地阻抗元件的定值及时间、零序电流元件的定值及时间等；
c. 继电保护的配置数据、继电保护装置的定值数据；
d. 各数据项的特性描述数据，如保护定值项的名称、单位、范围和级差等。
除数据项的特性描述属性外，这些数据有如下特征：与“位置”有关，每类数据中都包含有某厂站、某设备的信息；同一类型设备（一次设备或保护设备）数据的数据项是相同的。不确定的输入和输出数据的管理是实现通用性的基础，可以按“位置”信息检索，按设备类型组织，关键是使各设备类型及类型的数据项具有可扩展性（用户自定义）。l.2
实现通用性的关键
继电保护整定计算不确定性一般主要表现为运行方式（变压器接地方式）的变化范围；配置的保护装置；各种保护装置需要计算的定值项及各种保护装置的结构和测量原理。因此，在继电保护整定计算程序应用之前，定值的计算方法是不确定的。
保护定值的计算虽有其不确定性，但仍然有其规律可循。其规律性主要表现为必需遵循基本的继电保护整定配合原则；计算的保护定值只属于两类，需要与相邻保护协调配合的（称配合定值）、仅与本保护装置有关而与相邻保护基本无关的（称保护装置定值）；定值计算的过程基本相同。
根据上述分析，要从根本上解决保护定值算法通用性问题的关键是定义一种适用于继电保护整定计算的计算机高级语言，把数据访问、拓扑位置运算、故障计算、图形化计算等功能，做成象加、减、乘、除运算一样简单的命令（函数），使用户能够轻而易举的按照实际情况和自己的想法写出保护定值的算法。程序中内嵌的计算语言解释器（自定义算法解
算分析模块不仅有完善的故障计算分析功能，更重要的是能将控制故障计算分析模块的操作（如系统方式变化、故障类型、故障点、分析量、分析方法等）概念化，并具有接受用户在自定义的算法中发出这些概念化操作指令的能力，当然这种能力需要得到自定义算法解释器的支持。
2实用性研究
一个实用的继电保护整定计算程序，除了需要
解决上面提到的通用性问题外，还要考虑几个方面的问题。
a. 具有处理继电保护整定计算整个过程中全部工作的能力。继电保护整定计算工作是一个复杂的过程，这个过程包括多个环节，一般有一次系统的数据收集和管理、一次系统数据的再处理、故障计算分析、后备保护段的配合计算、保护配置和保护装置特性数据的管理、保护装置定值计算、定值管理和传送等；如果只有或缺少某一环节，将使程序的实用性受到很大影响。
b. 要保证数据的一致性、
继承性和安全性。继电保护整定计算涉及到多种数据，如一次系统数据、保护配置数据、保护定值数据等，各类数据之间既有联系又各不相同，随着电网的发展，这些数据还是动态变化的。这些数据的安全性、各类数据之间的一致性，前、后数据的继承性问题，都是实用性要考虑的重点。
c. 要有一个方便、
直观、协调一致的用户操作环境。继电保护整定计算程序一般由多个模块组成，因此要考虑各模块之间的协调运行，尽量减少用户界面，在主界面上应可以调用其他功能模块，尽可能采用内嵌模块的方式，保持所有界面的显示、操作风格一致，使其具有较强的整体感。在适当的地方采用图形界面，使用户界面更直观、更清晰。这些问题，也是实用性要考虑的重要方面。
d. 另外还要考虑对运行环境的要求、
可维护性
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! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 和个性化问题。如对操作系统的要求，程序的升级，显示方式，字体、颜色的设置等。
库实行统一管理的、人性化数据管理方式，从根本上解决了继电保护管理数据的多样化问题，适合管理电力系统的一次、二次的任何设备。
该模块有文本和图形两种界面，文如图2所示，
本界面的三个区彼此具有互动性，或者说是显示一致性；该模块支持数据的图形表示，具有从图形到数据和从数据到图形的双向快速定位功能。保护装置的定值项、通知单样式等用户可以自定义；具有多种粘贴板功能，可复制、剪切、粘贴某一保护装置的全电力自动化设备
3系统的开发实践
基于上述思想，提出了继电保护整定计算支持
平台的概念，按照这个概念开发了一套以通用数据管理器为中心、以故障计算分析模块和自定义算法解释器模块为核心、结合数据中间处理模块、故障计算分析控制模块、图形模块和数据结构设计模块等组成的完整的继电保护整定计算及管理系统。这个系统不是计算具体的保护定值的程序，而是一个支持用户构建自己的继电保护整定计算程序的平台。这个支持平台系统，满足通用性研究和实用性研究中提出的各种要求，不涉及任何具体定值的算法问题，但用户可以在这个平台上方便地定义出电网参数计算和管理系统、配合定值计算和管理系统、各种保护装置定值计算和管理系统等。3.l
系统总体结构
该系统的总体结构如图l 所示。
程序运行控制台
图l 系统总体结构示意图
Fig.l The generaI SyStem Structure
3.2各主要模块的功能和特点
主要模块有通用数据管理器、故障计算分析、故
障计算分析控制模块；自定义算法解释器、数据中间处理、图形模块和数据结构设计模块。3.2.l
通用数据管理器模块
该模块是集多视角的数据查询、数据编辑、图形显示、打印输出、网页发布、自定义计算、自定义程序调试、辅助工具启动等所有运行管理功能于一体的数据操作平台。它打破了传统数据库的一层一层进入、查询和编辑界面分开、打印报表和编辑查询分开的多层次、多操作的界面方式，将整个数据库的全部记录都有序的反映到一张索引表上，建立了一种跨越表结构的、多视角的、图库一体化的、对各类数据
部定值、部分定值或一个定值的部分内容；定值通知单可打印，也可发布至WEB 站点或定值传送目录。
图2通用数据管理器界面
Fig.2The interface Of data management center
3.2.2
故障计算分析模块
该模块是继电保护计算及管理系统的核心模块之一，下面介绍其主要功能及特点。
!" 能够进行简单故障、
复故障（采用通用复杂故障计算模型［8］）、网络等值计算；支持线路操作、厂
站方式变更及各种方式的组合；故障点、故障类型、相别、弧光电阻、输出支路等可以自由指定。
#"采用了独创的从节点对网络进行分块计算的方法，即由系统中的线路形成主网络，每个厂站形成一个子网络，然后联合求解。采用这种方法的好处是节约系统资源、使线路操作和厂站方式变化的概念更清晰。
$"具有对故障计算结果进行全方位、多侧面分析的功能，可以方便地得到电流、电压的序分量、相分量，测量阻抗，分支系数，以及这些量的正方向、反方向、故障相、非故障相的最大值及最小值等。3.2.3
自定义算法解释器模块
该模块是继电保护整定计算及管理系统实现通用化的关键模块。自定义算法解释器解释执行用户用自定义算法语言（HT 语言）编写的代码，可实现继电保护的各种定值计算和提供继电保护管理信息。
第lO 期陈青，等：继电保护整定计算软件的通用性和实用性的研究
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 其主要特点有：
a. 内嵌功能全面的HT 程序调试器；
浮点数、字符串数据b. 支持从最基本的整数、
类型，到复数、指针、集合，以及母线、支路、厂站、保护、方式、组合条件等复杂数据类型；支持多种形式的循环、判断、分支等流程控制；
专业函数和用户库c. 提供了大量的基本函数、函数，并具备扩展容量。3.2.4
数据中间处理模块
使用方便。由于图形对数据c. 图形生成迅速，
库的依赖关系，本系统中的图形采用自动生成方式，即先有库，后有图。在定义了完备的数据库的基础上，这种方法使图形的形成非常迅速。
d. 依据继电保护计算及管理工作的要求而设计，具有较强的针对性。针对继电保护计算及管理工作的特殊性，图形中引入“标注”的概念，其内容既可为线路长度，也可为保护整定值，完全由用户设置，而且与对应图元之间有依赖关系，给实际从事继该模块的作用是对电网原始参数数据进行检查和预处理，以确保数据的一致性和正确性；为各模块提供可以直接使用的中间数据。在该模块中，引入了统一编号的概念。统一编号是对厂站、系统母线、厂站母线、系统支路、厂站支路的另一种编号方式。对于一套电网数据，与每个元件有关的统一编号是不变的，元件消失，编号不消失，新的元件采用新的编号。统一编号由系统管理，是唯一的、不重复的。采用统一编号记录的结果数据、中间数据等，不管电网如何发展，均能够保证其继承性。
该模块可控制故障计算分析模块的所有功能。在该模块中，建立了一个名为“计算条件”的文件类型。属于这个类型的一个文档里可以包含任意多个计算条件，并提供了一个允许用户自由切换和操作计算条件的索引视窗，位于屏幕的左边，每一行代表一个计算条件，并有该计算条件的简单描述。右边的屏幕分上下两部分，分别是文本描述界面和图形界面，这两个界面是对同一个计算条件的描述，以方便对计算条件数据的多视角观察，可以在文本描述界面上通过对话框或在图形界面上直接编辑计算条件，两个界面时刻保持一致。3.2.5
图形模块
该模块是按继电保护整定计算和电网接线的特点开发的专用图形模块，包括图形编辑、图形操作两部分。其主要特点有以下几个方面。
a. 针对基本图元设计，
可扩充性较强。该模块定义了若干基本图元，图元之间具有拓扑连接关系，用户可对各个图元进行单独访问。这种设计方法编程工作量大，但图形占用空间少，且具有很大的灵活性，为功能扩充提供了重要的基础。
b. 采用图库一体化设计，
图形管理方便。将图形看作是由若干有拓扑连接关系的图元构成，图元及其之间的连接关系完全依赖于用户定义的数据库。当数据库发生变化时，图形系统可通过检索自动修改图形，大大减轻图形维护的工作量。
电保护整定计算的人员带来很大的方便。
e. 提供完善的图形编辑功能、丰富多样的显示控制手段，具有较强的灵活性。
f. 使用了当前流行的Active X 控件技术，具有较强的通用性。
g. 继电保护定值自定义算法语言可对图形进行控制，从增加、删除标注到改变显示比例、定位指定元件，甚至切换底图文件等都可由一条命令实现。3.2.6
数据结构设计模块
该模块是为设计和维护输入、输出数据的结构开发的。通过数据结构设计模块，用户可自由方便地定义数据库结构、设计报表和自定义算法语言程序。其主要特点有：
a. 自动保证满足系统对数据的结构规则要求；b. 提供了表、
类型、字段增加、删除、修改操作；c. 提供了设计报表模板
（用于显示、打印、发布）的编辑手段，实现了数据设计器与htm 文件编辑器的有机结合，直观、方便、迅速；
d. 提供了设计HT 程序的文本编辑器，对于HT 程序中的数、变量、操作符、关键词、说明语句等采用用户定义的颜色显示，能够直观地表示出HT 程序的结构。
4结论
在研究继电保护整定计算的数据表示、数据处
理、定值计算方法等的通用性问题及实现方法、探讨实用化的继电保护整定计算及管理系统应该涉及的范围、必须具备的功能的基础上，提出了继电保护整定计算支持平台的概念；开发了一套以通用数据管理器为中心、以故障计算分析模块和自定义算法解释器模块为核心、结合数据中间处理、故障计算分析控制、图形模块和数据结构设计模块等组成的通用和实用的继电保护整定计算及管理系统。该系统不是针对具体的保护定值计算开发的，而是一个支持用户构建自己的继电保护整定计算程序的平台，系
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! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 统中尽可能多的提供了基本的具有共性的定值算法和例子；其主要用户界面只有一个，可以在主界面上调用其他功能，所有界面的显示、操作风格一致，具有极强的整体感；使用了动态连接库和Active x 控件技术，节约了系统资源，提高了运行速度，方便了程序的升级。该系统已在山东电网省调和部分地调进行了试运行。运行结果表明，该系统能够满足继电保护整定计算工作的需要，在继电保护整定计算程序的通用化和实用化方面取得了实质性地突破。参考文献：
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电力自动化设备
（责任编辑：汪仪珍）
作者简介：
，女，江苏宜兴人，副教授，博士研究陈青，（1963-）
生，从事电力系统分析及继电保护的科研和教学工作（E -；gchen@sdu. edu. cn ）maiI ：
刘炳旭，（1970-），男，山东宁津人，讲师，博士研究生，从事电力系统及自动化的科研和教学工作；
，男，安徽安庆人，高级工程师，从事继黄德斌，（1962-）
电保护整定计算的专业技术工作；
，男，山东济南人，高级工程师，从事继唐毅，（1970-）
电保护整定计算的专业技术工作；
，男，山东即墨人，教授，博士研究生导江世芳，（1963-）
师，从事电力系统分析及继电保护的科研和教学工作，以及GPS 在电力系统中的应用。
Study on universality and practicality of application software for protection
setting calculation
CHEN Oing 1，LIU Bing-xu 1，HUANG De-bin 2，TANG Yi 2，JIANG Shi-fang 1
（1. Shandong University ，Jinan 250061，China ；
2. Shandong EIectric Power Dispatching Center ，Jinan 250001，China ）
Abstract ：The main reasons restricting the wider appIication of protection setting caIcuIation and management
software are anaIyzed. Considering the reIevant data ，content and process of protection setting caIcuIation ，the universaIity and impIementation method of data presentation ，data processing and setting caIcuIation are studied. The concerned scope and necessary functions of a practicaI and universaI protection setting caIcuIation program are discussed . The idea of software pIatform for protection setting caIcuIation and management is proposed and a universaI and practicaI protection setting caIcuIation and management system is deveIoped. Its generaI structure and main function moduIes are introduced. Key words ：protective reIay ；setting caIcuIation ；software pIatform
继电保护整定计算软件的通用性和实用性的研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
陈青， 刘炳旭， 黄德斌， 唐毅， 江世芳
陈青,刘炳旭,江世芳(山东大学,电气工程学院,山东,济南,250061)， 黄德斌,唐毅(山东电力调度中心,山东,济南,250001)
电力自动化设备
ELECTRIC POWER AUTOMATION EQUIPMENT2002,22(10)12次
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