继电保护故障信息系统双机互备的方案研究多吉绕旦周毅

继电保护故障信息系统双机互备的方案研究多吉绕旦周毅

多吉绕旦周毅

（国网西藏电力有限公司那曲供电公司西藏自治区那曲地区852000）

摘要：本文对继电保护故障信息系统双机互备的方案进行详细分析和研究，在保证提高继电保护技术以及相对应的管理水平的同时，从根本上促使继电保护能够逐渐朝着信息化、系统化的趋势放枪发展。在保证电力系统正常安全稳定运行的基础上，能够提高我国电网的整体发展。

关键词：继电保护、信息系统、双机互备、故障

随着我国电力建设的快速发展、自动化水平的提高，各类微机保护装置、自动化装置、故障录波器以及综合自动化系统被普遍采用，对继电保护运行、事故分析、电网运行的管理水平和决策能力提出了越来越高的要求。故障信息管理子站系统的目的在于为控制中心端监视、控制、管理站内的二次装置(微机保护、自动装置、故障录波器)，实现二次装置运行管理的网络化和自动化，为运行人员提供处理提示，提高继保系统管理和故障信息处理的自动化水平。系统能在正常和电网故障时，采集、处理各种智能装置信息，并充分利用这些信息，为分析、处理电网故障提供支持，以满足调度中心对电网正常运行及故障情况下各种信息的需求。

1.信息化电网的系统组成分析

信息化电网在实际操作过程中，主要包括四个方面，分别是电网基础体系、电网技术体系、智能服务以及电网规范体系。其中，电网基础体系是作为物质的最基本载体出现，对信息化电网自身的可靠性以及安全性提供切实有效的保障。另外，电网技术体系主要是指一些比较先进的应用技术，能够对信息或者是其他一些内容进行实时有效的控制和监督管理。特别是电网技术体系能够为信息化电网提供相对应的技术支撑，从而实现电网的自动化、智能化运行。智能服务体系主要对信息化电网的经济进行切实有效的保障，促使其自身能够实现高效运行[1]。这样不仅能够提高社会资源以及电能资源的科学合理利用，而且能够最大限度的为用户提供更多智能化的服务。最后电网规范体系可以说是信息化电网在实际操作过程中的一种制度保障，主要是对管理以及技术两个方面形成切实有效的标准以及相对应的规范准则，让其能够按照规范化的标准内容来进行，对各项指标进行评估，从而保证信息化电网的正常安全稳定运行。

2.双机系统模式方案

双机系统有2种模式方案:主备机模式和主备通道模式。2种模式被广泛用于双机系统中并各有优点，需要根据用户要求和现场情况确定采取哪种双机模式。

2.1主备机模式方案

主备机模式是在常规子站模式上扩展而来，主备机之间有主备机通信规约通信，同时只有1台机器通过物理链路与装置通信，这就是所谓的主机，同时主机通过主备机规约把数据传送给备机，保证数据的冗余。当调度端连接双机中的任何1台时，都可以把数据传送给调度端。

主备机模式的优点是结构简单，出现问题比较容易分析和解决，有利于快速地搭建子站系统;缺点是在2台机器切换时是真空状态.按照传统电网自动化的要求，主备机切机时间在20-30s,这期间发生的数据，无法被保信系统采集到，以至调度端无法收到数据。如果该数据是一级数据，必将使子站和调度故障分析软件丢失重要的故障分析能力。

为了解决此问题，部分装置具有数据缓存的功能，当备机切为主机时，可以把切机时刻丢失的数据补发给子站系统，用以分析故障原因。目前只有部分厂家的装置具有数据缓存的功能，不能从根本上解决主备机切机真空期的问题。因此就有了主备通道双机系统的模式[2]。

2.2主备通道模式方案

主备通道模式双机系统的出现，是为了解决主备机双机系统在切换时出现的通信真空期问题。该模式与主备机模式最大的不同是，2台机器都会同时与装置通信，采集数据。任何1台机器的数据都是从装置实时采集，不存在从另外1台取数据的说法。调度可以任意连接1台子站进行通信。

主备通道模式的优点是数据实时性高，发生故障时不存在切机，是真正的热备用系统;缺点是结构较复杂，对装置要求可以支持至少3个上位机同时通信，通信成本较高。

3.关键技术讨论

由于电网发生故障时，会有大量的数据需要收集和处理，这样就对故障信息子站的数据处理能力要求较高。针对此特殊要求，双机的搭建就需要解决双机间数据传递的实时性、可靠性、涉及双机切换时的响应时间，数据转移、主备通道模式下通道互备的实现机制技术。

3.1双机间数据传递的实时性

保护故障信息双机系统主备机模式下，保证数据及时的从主机传递给备机是关键，通道互备模式下，不涉及这个关键点。首先，主备机之间需要给数据分级，因为当大量数据从装置采集以后，需要按照数据的级别分类上送给调度，重要的数据必须先传送给调度。所以在主备机之间的数据传递也需要采取这种方式[3]。与此同时，大数据流数据必须采用快捷高效的方式传送，最好不要按照传统规约中以二进制格式传送文件的方法，因为用二进制格式传送文件内容且必须高效.对网络和软件的负荷都会有相应的增加，不利于保证数据的可靠性。

3.2双机间数据传递的可靠性

保护故障信息双机系统之间保证数据的可靠性尤为重要，为了提高数据的可靠性，采用双网加帧序号的办法。传统的单网传输，一旦网络受损，将无法传输数据，双网传输数据可以解决这个问题，但是如果双网传输相同内容的数据，对机可能无法区分应该使用哪个网络传输过来的数据。如果在数据传输时，手动为数据加上帧序号头，用以区分双网的数据，这样就可以保证数据的可靠性和安全性[4]。

3.3主备通道模式下通道互备的实现

主备通道的实现机制较主备机实现机制复杂，为了保证每个通道都处于热备用状态，必须在保证数据的实时性、可靠性、安全性的同时，不断互通每个通道状态，保证主备通道的状态选择，而不是简单地互通本机状态保证主备机选择。确保当某个通道不正常时，立刻使另外1台机器的通道升为主通道，继续之前的数据流程，使切换不存在真空期。

4.信息化电网环境下继电保护的作用

当前，在我国社会经济不断快速发展的形势下，各个领域以及个人对于用电的整体需求越来越多样化，甚至在一些人口比较密集的地区或者是城市已经逐渐出现了供电危机。出现这种危机不仅给各个行业带来了巨大的影响，而且对人们的日常生活也造成了严重的威胁。在这种形势下，要提出相对应的解决措施，从根本上缓解电力供应企业当前面临的压力问题。针对当前的这种情况，电力企业需要进一步加强对信息化电网的建设以及维护，从根本上将其自身的影响和作用发挥出来，继电保护技术是整个电力系统在实际操作过程中，非常重要的防御守手段之一。继电保护技术的应用，不仅能够从根本上保证信息化电网的正常、安全、稳定运行，而且一旦出现故障问题，继电保护装置就会自动切除故障设备，并且根据实际情况，进行故障报警。这样不仅能够从根本上避免由于故障问题造成的操作人员人身安全，而且能够避免供电设备也受到影响，能够及时通知相关工作人员对故障问题进行排查和解决，尽快恢复供电。继电保护装置的实际应用，不仅能够从根本上保证电网的正常安全运行，而且能够最大限度的减少企业由于电网故障问题而造成的经济损失。

5.结束语

综上所述，继电保护故障信息系统双机互备在实际应用过程中，不仅能够针对隐藏在其中的一些故障问题进行及时有效的排查，而且能够在发现问题时及时报警对其进行处理，从根本上提高电网运行过程中的安全性和稳定性。

参考文献

[1]李峥.浅谈智能电网继电保护[J].通讯世界.2014（01）

[2]祁涛.智能电网环境下的继电保护[J].科技与创新.2014（22）

[3]唐昊.试论智能电网下的继电保护技术[J].机电信息.2013（36）

[4]郝文斌，洪兴旅.智能电网地区继电保护定值整定系统关键技术研究[J].电力系统保护与控制.2011（02）