为提高电网继电保护装置的运行、管理及故障分析水平，各电力调度部门广泛建设故障信息管理系统，将保护和故障录波信息传送到调度中心，提高了电网调度系统的信息化、智能化水平。但同时由于调度主站端存在众多功能复杂的系统，如数据采集与监视控制（SCADA）系统、能量管理系统（EMS）等，不但包含海量数据，且系统间也没有直接联系，增大了结构的复杂程度及资源的严重浪费。

　　本文提出一种新的故障信息管理系统建设模式，即在一个数据中心的基础上，实现保护整定计算、定值单发布、故障信息管理等几个系统之间数据信息的自由交换，不但简化了系统的整体结构，同时也节省了资源，具有较高的实用价值。

　　1.数据中心

　　数据中心也称继电保护专业的在线管理平台，它是继电保护实时监测与分析系统的核心，具有动态性、时效性、可用性。它采用多层结构体系，软件设计基于浏览器／服务器（B／S）结构实现，应用和数据服务器分别采用J2EE体系和MSSQLServer，运行稳定可靠、易于维护。它将各种继电保护设备管理的应用程序，如保护整定计算、定值单发布等都集成到统一的数据平台上，具备完善的保护、自动装置及故障录波器的数据采集、信息处理、故障综合分析处理功能，同时具有强大的故障计算、整定计算、定值管理功能，真正实现了继电保护运行、计算、管理的网络化和自动化。

图1 数据中心的示意图

　　为便于管理，数据中心只允许有2个图形化界面的数据入口：一个是整定计算数据库，它提供电网网络拓扑信息及一次设备参数和编码信息；另一个是基于设备编码的定值单数据库，它不仅提供保护定值通知单的整定值，而且可以将实时数据纳入对应编码设备的定值单数据库中。获得实时数据可能有2种方式：一是通信服务程序与变电站子站通过TCP／IP协议进行Socket通信，通信协议为安徽电网继电保护信息管理系统站间通信协议，主站为客户端，各变电所子站为服务器端。通信程序作为Socket客户端连接到每一个变电所子站，实现IEC60870-5-104网络通信协议的链路控制，完成各种数据报文的收发；二是SCADA／EMS采集到的一次设备状态信息及继电保护装置信息，可直接从系统服务器中访问。通信协议采用标准通信协议，便于维护、扩展和数据交换。

　　数据平台中集成的应用程序，均采用标准的基于可扩展置标语言（XML）的描述方法。XML完全面向数据语义，可提供描述结构化信息的格式，具有极强的数据语义和元素结构描述能力，为在线管理平台中其他应用提供了统一的通用接口，大大减少了软件系统的开发工作量和后期的维护工作量。

　　故障信息管理系统主站通过调度数据网络，从各个变电站子站中获取保护装置数据，完全存储在数据中心。因此，统一平台、统一界面、统一维护是数据中心的最大优势。

　　1.1统一设备编码

　　电力系统的调度信息管理需要处理大量的数据信息。变电站内有变压器、发电机、线路信息等；对于保护，包括线路开关保护、母差保护、发电机或发变组保护及故障录波器等信息。所有的实时数据需要在各个系统之间自由流动，这就要求所有设备编码的统一性。高效、简洁的编码能有效地获取用户所关心的设备信息，也为整个数据中心打下了基础。

　　该设备库具备以下特点：

　　1）设备命名规则采用调度专业统一的命名规则，避免了各个专业命名的不规范。

　　2）设备编码采用调度统一编码，保证了每一个设备对象的唯一性。编码有具体的意义，通过编码可以获知设备的基本信息，规范了不同软件间交换设备信息的接口。

　　3）利用数据建模技术，创建统一的设备树。设备树包含调度、运方、市场、保护、自动化、通信各专业的设备数据。

　　4）根据专业划分，对设备库中设备的类别、对象、属性进行分层读和写的权限划分，使各专业管理设备参数方面责任清晰、不交叉，保证设备参数的唯一性和统一性。

　　5）通过建立设备参数审核体制，保证了设备参数的准确性和权威性。

　　设备的编码原则应确保标识唯一对象，主要为数据库使用，不需要人工干预，方便计算机处理。这样在统一编码的基础上，保证了数据库中信息的一致性，可靠保证了几个系统之间的信息传递。

　　1.2继电保护整定计算系统

　　继电保护装置是电力系统不可分割的一部分，也是电力系统安全运行的保证，合理配置和正确使用继电保护装置十分重要。为满足电网对继电保护的可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，充分发挥继电保护装置的效能，必须合理选择保护的定值，以保证各保护之间的相互配合关系。因此，做好电网继电保护定值的整定计算工作是保证电力系统安全运行的必要条件。

　　实际上，整定计算系统中的定值数据，完全可以来源于故障信息系统中所提供的召唤定值数据，这样就实现了基于数据中心的故障信息系统与整定计算系统之间的数据交换。整定计算系统为数据中心提供了强大的分析管理手段，包括电网参数管理、故障分析计算、保护配置、定值的计算和管理，以及统计分析等功能，能完成从电网参数到保护定值单执行整个过程的全部工作，并且实现了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、一致性和持续性，提供方便、直观的人机对话界面，操作简捷、设置灵活，一定程度上可满足系统自身可维护和管理的特点。定值单和参数管理子系统是整定计算模块的输入与输出，与整定计算紧密结合在一起。整定计算程序负责定值的计算整定并将整定计算结果输出到共享数据，将整定计算系统中的一次设备信息、整定计算结果写入共享数据目录。功能结构如图2所示。

图2 整定计算模块功能

　　1.3定值单发布系统

　　该系统是结合定值单数据库中的定值数据和共享数据中的定值单模板信息来实现定值单的增加、编辑、删除、发布。由于故障信息系统位于电力系统安全区的Ⅱ区，如图3所示，而定值单发布系统位于安全区的Ⅲ区，因此，故障信息系统与定值单发布系统之间的数据交互需要通过正、反向隔离装置来进行隔离。具体的传输过程为Ⅱ区故障信息系统的实时数据信息通过正向隔离装置，单向传送至Ⅲ区指定服务器，提供给Web发布系统。Web发布系统的召唤命令写成文本文件，通过反向隔离装置，单向传送到Ⅱ区指定服务器目录。

图3 安全防护体系

　　强大、实用的定值单发布系统功能能提高继电保护的运行和管理水平，使得管理人员和操作人员能随时了解现场保护装置的运行情况。

　　2.故障信息系统与数据中心的联系

　　基于数据中心的故障信息处理系统利用安徽省内建成的调度数据专网，结合变电站计算机监控技术的发展，研究了一种新型故障处理模式，同时对已建系统进行改造，使之适合新系统的运行要求。由上述数据中心及各个功能模块的描述可以看出，本系统具有其他故障信息系统所没有的优势，所建立的系统可以作为一个模块，直接挂在数据中心上，利用计算机技术和网络技术将目前变电站的各种故障信息进行整合，提供统一时标和统一数据格式，通过电力通信网自动上传故障信息。而数据中心中的各个功能模块在后台运行，根据全网的网络拓扑，实时进行全网的短路电流计算及定值的整定计算。调度端采用开放式数据库管理故障信息并在调度管理信息系统（DMIS）网上发布故障信息。本系统结合数据中心，能够实现电力系统故障信息的自动处理，降低工作人员的维护量，提高电网故障处理的速度和准确性，从而提高了电网的安全运行水平。故障信息系统在数据中心的位置如图4所示。

图4 故障信息系统在数据中心的位置

　　数据中心的使用，为故障信息系统的高层应用奠定了基础，所形成的系统具有以下功能：

　　1）强大的绘图功能。

　　2）数据关联。该功能可在一个画面中同时显示实时数据和任意时刻的历史数据。

　　3）网络拓扑。在用户生成画面的同时自动生成拓扑关系。设备间的连接应具备自动探测或捕捉功能。可通过某点或某设备点亮相关链路，可识别或忽略相关节点。

　　4）事件告警。提供醒目（如画面闪动、音响提示）的方式显示系统的各类事件，能对事件进行动态分类和查询，并能对产生事件的设备进行定位。

　　5）支持图形数据的本地、网络和数据库存取。

　　6）定值的自动校核与手动校核。通过故障信息系统召唤上送的定值与定值单中的定值进行比较，可以实现定值的自动校核。

　　7）短信功能。对于需要及时获得故障信息的管理人员，可以利用短信群发的功能通知，以便其快速获得第一手资料，从而为故障的解决提供方便。

　　3.结语

　　本故障信息系统在充分融合定值单系统和整定计算系统的基础上，实现了数据共享，从而提高了继电保护专业管理现代化及电网安全运行智能化水平。目前，该系统已研发成功并在安徽电网得到应用，运行状况良好。