面向对象技术在变电站继电保护仿真中的应用

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1、面向对象技术在变电站继电保护仿真中的应用张鑫，刘耀年，牛彩雯，张丰田（东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012）摘要：变电站是电力系统的重要组成部分，变电站此类方法必须满足一个前提：在开发时必须给出系的安全可靠运行对维持电力系统的稳定运行和保证供电的统的结构图！可靠性具有十分重要的意义。建立一个与实际变电站运行状在进行电力系统仿真中，常常需要把系统分成况相同或相似的仿真环境来进行培训是十分必要的，而电力不同类型的典型模块。这一点即时是专业人员进行系统现存的大部分仿真软件基本上使用的是面向功能或面结构图编制也比较麻烦，因此这一

2、方法也受到制向结构图方法开发的，由于这两种方法本身的局限性，对这约。些软件的功能增强和维护非常困难。为了克服这种困难，文1面向对象程序设计中描述了采用面向对象方法在对变电站继电保护仿真建模中的应用。通过应用面向对象设计方法，使设计出的软件尽面向对象技术（OOT—Object-Oriented可能直接地描述现实世界，构造出模块化的、可重用的、维Technique）是程序设计技术发展的直接结果，它护性好的软件。的核心思想是尽量模拟人的思维方式，尽可能地使关键词：面向对象；变电站仿真；线路保护类程序的结构和实现与其所描述的现实世界保持一

3、致，亦即充分保证计算机领域的概念与问题域的概[2]念之间的一致性。面向对象的规范可以用于系统0引言分析、系统设计、程序设计,也可以用于数据结构随着现代计算机技术在电力系统中得到越来设计、数据库设计。面向对象软件工程（OOSE）越广泛的应用，电力系统自动化的程度也越来越自上至下、自始至终地贯彻面向对象规范，是一气高，电力系统的数字仿真技术也在飞速发展。在电呵成的统一体。面向对象的方法是一种运用对象、力系统仿真软件中，传统的建模方法是基于面向功类、继承、封装、聚合、消息传送和多态性等概念能或者面向结构图的，但随着软件规模的日益庞大来构

4、造系统的软件开发方法。和结构的日益复杂，应用这两种方法进行软件开发1.1类、对象面临着日益突出的开发效率低、软件可重用性差、“类”是由数据和方法（操作）组成，是对具难以维护和扩充的问题。有相同特性的一组对象的抽象。“对象”是具有特0.1面向功能的软件设计方法殊属性和行为方式的实体。类是用于构造具体对象面向功能方法主要是将系统的功能进行分解，的模版，对象才是真正的工作实体。对象是在程序分成不同的模块，每一个模块完成系统运行的某一执行过程中由类动态生成的，一个类可以生成许多方面的功能。不同的应用模块之间的联系通过接口有着相同性质的实例

5、对象。一个类上层可以有父来实现。一旦系统的功能发生了变化，修改软件是类，下层可以有子类，形成一个层次结构。[1]需要高昂的代价的。有些商用软件为了适应模型例如在进行变电站继电保护仿真过程中，将线改变的需要，设计时建立了丰富的模型，以便解决路保护（LineProtect）抽象成为一个“类”而涉及问题。但这样做的结果，不但使程序变得复杂，开到具体的一系列线路保护装置作为此类的一组对发周期长，而且软件维护也困难；同时，也不可能象。在进行故障处理过程中，是由线路保护类完全考虑到需求的变化。（LineProtect）所属的对象——线路保护装

6、置动0.2面向结构图的软件设计方法作，实现故障隔离这一具体行为方式的。在进行变这一方法是根据系统结构图构造数学模型，以电站线路保护仿真中我们采用目前常用的逻辑判构图为基础，在实现系统功能过程中可以随时修改断仿真方式，根据继电保护装置动作判据、安装地系统结构和环节的参数，这显得非常的灵活。另外，点以及故障类型、发生地点进行逻辑判断从而实现由于面向结构以环节模块为单元，因此可以对不同继电保护的动作。逻辑判断仿真是基于保护规则类型环节和不同输入特性采用与之相适应的计算的，在实际实现中，我们建立了对应每个保护装置方法，以保证各环节都有较好

7、的数值稳定性。然而，的动作规则策略表，根据故障发生地点、类型查找1所相关的电气开关及保护装置，再根据保护装置的VoidBHAct()；//保护是否能动作出口Virtual动作规则来判断是否启动保护装置。voidset_zzyc（）；//保护装置异常例如在图1中，设断路器2、3上安装有距离保1.2类的继承与多态性护。假如在线路AB上发生故障则先根据故障发生的继承是面向对象技术的一个基本元素，它把类电气元件查找其两端所联的开关，然后根据开关查和对象按照层次方式组织起来，使系统结构更加清找与其相关的继电保护。找到继电保护装置后，再晰，使

8、系统模型更有条理，也使编程人员、维护人根据此保护装置所对应的动作规则来进行判断，若员清楚对象之间的内在联系。在类的继承关系中，符合条件则启动保护装置。若此开关无保护或保护子类继承了父类所有的结构和行为，通常子类会在停运、保护拒动则搜索此线路相临设备