一套面向调度员的人机交互式继电保护学习软件设计与实现

一套面向调度员的人机交互式继电保护学习软件设计与实现

区允杰李伟陈刚胡福金邹扬

(广东电网有限责任公司佛山供电局广东佛山528000)

1概述

电力系统调度是指指挥、监督和管理电力生产运行的调度系统。它领导电力系统内发电、输电、变电、配电及供电部门按安全、经济运行要求向用户不间断地提供优质电能。电力系统调度的效率主要体现在电力调度员的技术技能水平。为此，加强对电力调度员专业知识的培训，有利于保障电网安全、优质、经济运行。

2软件设计

2.1需求提出

由于电力调度员在日常工作中对现场的电力设备没有接触，调度员对各类设备配置的继电保护原理、功能等知识掌握有限，不利于调度工作开展。而原有的培训学习方式局限于书本自学或课堂脱岗培训，效果不尽人意。

针对这种情况，本文提出设计一套面向调度员的人机交互式继电保护学习软件。本软件采用交互式、图形化设计，调度员能够在工余时间直观地学习各类设备配置的保护及其保护范围，大幅提高学习效果，可广泛应用于各级调度机构调度员继电保护知识培训学习，提高继电保护专业知识水平。

2.2设计思路

学习软件应包含以下功能：一、自动生成佛山电网典型的一次电气设备接线图；二、集成佛山电网各类电气设备所配置的典型保护类型及其保护范围等数据信息；三、调度员在变电站接线示意图界面上进行操作，点击对应的设备，系统可以显示该设备配置的全部保护类型；四、调度员点击每个继电保护类型，接线图上会显示该保护的保护范围，保护定值等信息；五、调度员还可以模拟设置故障点、拒动开关等信息，软件可自动分析该保护动作过程并进行展示。

根据学习软件的功能要求，可以绘制软件设计的思路图，如图2-1所示。

图2-1软件设计思路

3软件框架结构

3.1软件的开发方式

本软件采用B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式）。该模式基于web技术由客户端计算机、应用服务器、数据库服务器构成三级系统。客户端计算机通过浏览器登录应用服务器使用培训软件，应用服务器在软件使用的时候动态调取数据服务器的数据。

这种模式的优点有：

一、软件维护升级容易。客户端计算机无需安装软件，因此软件需要升级维护时，只需要对应用服务器进行升级维护即可。在客户端计算机数量大的情况下，这种模式升级维护工作的高效率就能很好地突显出来。

二、客户使用方便快捷。客户端计算机无需专门安装应用软件，用户不需要学习软件的使用方法，只要使用web浏览器就能使用软件进行学习。

3.2软件需要的硬件支持

本软件共需要两台服务器以及若干客户端计算机。三者通过网络通讯连接起来。

3.3软件开发工具

本软件开发采用Java编程语言编写，使用UEP应用开发平台。UEP应用开发平台集成了WEB应用的开发环境，能够快速生成可直接运行的WEB项目。该平台与本软件所使用的结构相适应，因此选用UEP应用开发平台。Java是一种编程语言，被特意设计用于互联网的分布式环境。Java具有类似于C++语言的“形式和感觉”，但它要比C++语言更易于使用，而且在编程时彻底采用了一种“以对象为导向”的方式，因此本软件选择使用Java编程语言编写。

4软件调试与实施

4.1软件启动界面

调度员输入网址后，人机交互式继电保护学习软件启动。浏览器界面自动生成佛山电网典型的一次电气设备接线图，如图4-1所示。

4.2保护类型界面

调度员点选想学习的电气元件保护类型，该元件的全部保护类型会以列表的形式展示出来。例如调度员选中110kV线路开关，110kV线路开关的保护类型会全部显示出来，如图4-1的红色框所示。

图4-1电气元件的全部保护类型

4.3保护类型参数界面

调度员选择某电气元件的某个保护类型后，软件会自动显示该保护类型的参数以及动态显示该保护类型的保护范围。如图4-2所示，调度员选择了110kV线路开关的差动保护保护类型，软件会自动将该保护类型的参数展示出来。保护范围则以闪烁变红的动态方式展现，直观简洁，为调度员的继保学习提供了大大的便利。

图4-2保护参数及保护范围展示

4.4故障设置界面

调度员在软件界面上模拟设置各种常见故障，如线路永久接地，主变故障等，软件会自动模拟出故障，并显示接地位置，对应保护类型会按内置的逻辑顺序动作，如110kV线路发生永久接地，主保护差动保护会先动作，如果主保护拒动，则后备保护相继动作，直到成功将故障隔离。

5总结

本文介绍了一套调度员人机交互式继电保护学习软件的设计与实现，将培训内容可视化，集成交互式继电保护知识学习及事故处理辅助分析功能。

本软件创新之处在于采用了图形化和交互式展示的学习方式取代文字展示，效果直观，印象深刻，大幅提高培训学习的成效。