專利名稱：基于區(qū)域配網(wǎng)電氣拓?fù)涞碾娏鞑顒?dòng)保護(hù)廣義節(jié)點(diǎn)生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于區(qū)域配網(wǎng)電氣拓?fù)涞碾娏鞑顒?dòng)保護(hù)廣義節(jié)點(diǎn)生成方法，屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)化及繼電保護(hù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為提高配電系統(tǒng)供電可靠性，現(xiàn)在配電網(wǎng)架已經(jīng)開始嘗試采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)下，以過流保護(hù)為主要保護(hù)的變電站饋出線、配網(wǎng)主干線保護(hù)的定值難于整定，定值與時(shí) 延上均無法配合。而且，分布式電源的接入改變了原有配網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使其由單電源輻射狀變成多電源網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這對(duì)配網(wǎng)的繼電保護(hù)帶來了很大影響?；谝陨显?，有必要設(shè)計(jì)一種適用于不斷發(fā)展的配電網(wǎng)架的新型保護(hù)策略。光纖復(fù)合電纜技術(shù)的應(yīng)用為配網(wǎng)光纖通信通道的構(gòu)建提供了良好的基礎(chǔ)；高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)滿足了日益增加的對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸能力和安全、可靠性能的需求；IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)在智能變電站中得到了成熟的應(yīng)用；計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)的高速發(fā)展使繼電保護(hù)硬件平臺(tái)的集成度越來越高，可靠性大幅度提升。這些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用為信息共享和智能配網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，也為新原理、新方案的研究、實(shí)施提供了可能性。因此，配網(wǎng)新型繼電保護(hù)應(yīng)面向整個(gè)區(qū)域配網(wǎng)而不是單個(gè)供電線路，集中式網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)的設(shè)計(jì)思想已經(jīng)具備了可行性。由于配網(wǎng)每個(gè)供電區(qū)段保護(hù)安裝地點(diǎn)不一定配置三相PT或僅配置單相PT，從選擇性和靈敏性考慮，基于電流差動(dòng)原理的保護(hù)是最合適的配網(wǎng)新型繼電保護(hù)。但因成本、維護(hù)等各方面的原因，不宜在配網(wǎng)每個(gè)供電線路區(qū)段都配置電流差動(dòng)保護(hù)，因此面向區(qū)域配電網(wǎng)的集中式差動(dòng)保護(hù)是最理想的方案。集中式差動(dòng)保護(hù)的作用為準(zhǔn)確、快速地定位并隔離配電網(wǎng)供電線路故障區(qū)段，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間可以提高到50ms。區(qū)域配電網(wǎng)集中式保護(hù)可以由I臺(tái)集中式保護(hù)裝置與若干臺(tái)分布式智能終端組成，集中式保護(hù)配置全線速動(dòng)主保護(hù)一差動(dòng)保護(hù)，配電終端完成就地模擬量數(shù)據(jù)采集與上送，并配置基本的后備保護(hù)。配電網(wǎng)集中式保護(hù)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)故障的準(zhǔn)確定位、快速隔離，減少了非故障線路的停電幾率，縮小停電范圍，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的快速重構(gòu)及自愈，同時(shí)解決分布式接入系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決集中式保護(hù)設(shè)備如何把區(qū)域配網(wǎng)的電氣拓?fù)滢D(zhuǎn)換成若干最小差動(dòng)保護(hù)對(duì)象的問題。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供基于區(qū)域配網(wǎng)電氣拓?fù)涞碾娏鞑顒?dòng)保護(hù)廣義節(jié)點(diǎn)生成方法，該生成方法的步驟如下
O.根據(jù)區(qū)域配電網(wǎng)的電氣拓?fù)浣⒅饭?jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)表，找出支路與節(jié)點(diǎn)的關(guān)系以及支路上的測(cè)點(diǎn)情況；
2).根據(jù)上述支路節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)表，查找包含有兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的支路，將每條支路上的兩個(gè)測(cè)點(diǎn)保存至每條支路所對(duì)應(yīng)的廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)測(cè)點(diǎn)動(dòng)作集合，以形成支路差動(dòng)廣義節(jié)點(diǎn)；
3).根據(jù)支路節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)表查找每個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)量測(cè)支路編號(hào)，并將結(jié)果保存至每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的廣義節(jié)點(diǎn)集合數(shù)組，以形成節(jié)點(diǎn)差動(dòng)廣義節(jié)點(diǎn)；
4).尋找與各測(cè)點(diǎn)相連的廣義節(jié)點(diǎn)，將將各測(cè)點(diǎn)所在的個(gè)廣義節(jié)點(diǎn)編號(hào)到后備廣義節(jié)點(diǎn)集合，以形成后備差動(dòng)廣義節(jié)點(diǎn)。所述的步驟3)的步驟如下
a.根據(jù)支路節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)數(shù)組內(nèi)容，形成節(jié)點(diǎn)-支路關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表，存儲(chǔ)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)連接的所有交流支路編號(hào)；
b.基于節(jié)點(diǎn)-支路關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表，對(duì)每一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理；
c.判斷節(jié)點(diǎn)是否有注入電流，有則把該節(jié)點(diǎn)保存至對(duì)應(yīng)的廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)門限集合
中；
d.讀取與該節(jié)點(diǎn)相連的關(guān)聯(lián)支路編號(hào)，根據(jù)支路編號(hào)，在輸入數(shù)據(jù)的支路-節(jié)點(diǎn)表中查詢支路的量測(cè)標(biāo)志，如果該支路配置量測(cè)，將支路測(cè)點(diǎn)作為節(jié)點(diǎn)的一個(gè)廣義節(jié)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)，存入廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)測(cè)點(diǎn)動(dòng)作集合，否則，若某條支路沒有測(cè)點(diǎn)，則讀取該條支路的另外一端的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，返回步驟c繼續(xù)執(zhí)行；
e.重復(fù)上述步驟查找每個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)量測(cè)支路編號(hào)，并將結(jié)果保存至每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的廣義節(jié)點(diǎn)集合數(shù)組，以得到所有節(jié)點(diǎn)的廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)元件。在尋找廣義節(jié)點(diǎn)過程中，若包含有支路，則查看支路是否為電纜線，如果是則要考慮其充電電容引起的漏電流，并把漏電流加到廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)的門限集合里。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過根據(jù)輸入的反應(yīng)配電網(wǎng)電氣拓?fù)涞闹饭?jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表，循環(huán)使用深度優(yōu)先搜索方法生成若干廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)元件(或稱差動(dòng)保護(hù)對(duì)象)及后備差動(dòng)保護(hù)元件。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)故障的準(zhǔn)確定位、快速隔離，減少了非故障線路的停電幾率，縮小停電范圍，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的快速重構(gòu)及自愈，同時(shí)解決分布式接入系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)的影響。


圖I是本發(fā)明中電流差動(dòng)廣義節(jié)點(diǎn)的三種類型結(jié)構(gòu) 圖2是區(qū)域配電網(wǎng)集中式保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)造 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中包含節(jié)點(diǎn)I的廣義節(jié)點(diǎn)生成方法流程 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中電氣拓?fù)浼捌谕膹V義節(jié)點(diǎn)生成圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步說明。電流差動(dòng)廣義節(jié)點(diǎn)滿足基爾霍夫電流定律的封閉曲面包圍的電路。任意一個(gè)封閉面里包含的所有節(jié)點(diǎn)和支路(即母線和線路)可構(gòu)成一個(gè)廣義節(jié)點(diǎn)。配電網(wǎng)的特點(diǎn)之一就是供電線路區(qū)段首端或尾端不一定設(shè)置電流互感器，即沒有測(cè)點(diǎn)，如圖I中支路L2的首端沒有測(cè)點(diǎn)。首先，定義電流差動(dòng)保護(hù)廣義節(jié)點(diǎn)的三種類型，如圖I所示，包括支路差動(dòng)、節(jié)點(diǎn)差動(dòng)和廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)，支路差動(dòng)和節(jié)點(diǎn)差動(dòng)屬于廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)的一個(gè)特例。其中支路差動(dòng)是由于支路兩端均配置了量測(cè)所形成的一個(gè)不包含節(jié)點(diǎn)的廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)，如圖I中的GN3,就是因?yàn)橹稬3兩端均配置了量測(cè)Zl和TA ;節(jié)點(diǎn)差動(dòng)將與節(jié)點(diǎn)相連的所有支路，圖I中與節(jié)點(diǎn)I相連的所有支路都配置了量測(cè)，形成廣義節(jié)點(diǎn)GNl差動(dòng)保護(hù)；廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)，圖I所示廣義節(jié)點(diǎn)GN2中包含了支路和兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。實(shí)際上，從選擇性和可靠性角度，配置三種保護(hù)差動(dòng)保護(hù)、后備差動(dòng)保護(hù)和斷路器失靈后備保，圖I中當(dāng)GNl差動(dòng)保護(hù)失靈，后備廣 義節(jié)點(diǎn)GN2差動(dòng)保護(hù)作為廣義節(jié)點(diǎn)GNl的后備保護(hù)而動(dòng)作；GN1內(nèi)部短路，測(cè)點(diǎn)Z3對(duì)應(yīng)的斷路器正常動(dòng)作，而測(cè)點(diǎn)Zl所對(duì)應(yīng)的斷路器拒動(dòng)，為了使了使故障影響面積最少，只需Z3、Z4斷路器動(dòng)作，即后備廣義節(jié)點(diǎn)GN3作為廣義節(jié)點(diǎn)GNl的后備保護(hù)動(dòng)作，使故障影響范圍最少，可見，同一個(gè)廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)不同測(cè)點(diǎn)故障時(shí)后備保護(hù)是不同的，后備保護(hù)應(yīng)針對(duì)測(cè)點(diǎn)而進(jìn)行，廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)就是尋找各測(cè)點(diǎn)的后備廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)，該后備廣義節(jié)點(diǎn)由與測(cè)點(diǎn)相連的兩個(gè)廣義節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)元件的生成方法就是根據(jù)輸入的反應(yīng)配電網(wǎng)電氣拓?fù)涞闹饭?jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表，循環(huán)使用深度優(yōu)先搜索方法生成若干廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)元件(或稱差動(dòng)保護(hù)對(duì)象)及后備差動(dòng)保護(hù)元件，其具體過程如下
I.對(duì)于支路差動(dòng)(對(duì)應(yīng)于兩端都有量測(cè)的支路短路故障跳閘范圍)，基于輸入的支路節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表，即在輸入數(shù)據(jù)的支路節(jié)點(diǎn)表中查詢?cè)撝稬的量測(cè)標(biāo)志，如果兩端都有量測(cè)，把這兩個(gè)測(cè)點(diǎn)保存至該支路對(duì)應(yīng)的廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)測(cè)點(diǎn)動(dòng)作集合。2.對(duì)于節(jié)點(diǎn)差動(dòng)
①首先根據(jù)支路-節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)數(shù)組內(nèi)容，形成節(jié)點(diǎn)-支路關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)連接的所有交流支路編號(hào)；
②基于節(jié)點(diǎn)-支路關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表，對(duì)每一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理；
③判斷該節(jié)點(diǎn)是否有注入電流，有則把該節(jié)點(diǎn)保存至對(duì)應(yīng)得廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)門限集合中；
④讀取與節(jié)點(diǎn)I相連的第一條關(guān)聯(lián)支路編號(hào)，根據(jù)支路編號(hào)，在輸入數(shù)據(jù)的支路-節(jié)點(diǎn)表中查詢?cè)撝返牧繙y(cè)標(biāo)志，如果該條支路配置量測(cè)，將支路測(cè)點(diǎn)作為節(jié)點(diǎn)I的一個(gè)廣義節(jié)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)，存入廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)測(cè)點(diǎn)動(dòng)作集合，繼續(xù)尋找其他支路，如果節(jié)點(diǎn)I所連支路均有量測(cè)，表明節(jié)點(diǎn)I對(duì)應(yīng)的廣義節(jié)點(diǎn)所包含的支路已經(jīng)確定，并將其連接的所有支路測(cè)點(diǎn)輸出到節(jié)點(diǎn)I對(duì)應(yīng)的廣義節(jié)點(diǎn)的存入廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)測(cè)點(diǎn)集合，否則，若某一條支路沒有測(cè)點(diǎn)，則讀取該條支路的另外一端的節(jié)點(diǎn)編號(hào)J，返回步驟③繼續(xù)執(zhí)行。循環(huán)使用深度優(yōu)先搜索方法，查找每個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)量測(cè)支路編號(hào)，并將結(jié)果保存至每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的廣義節(jié)點(diǎn)集合數(shù)組。另外，在廣義節(jié)點(diǎn)中，若包含有支路，則查看支路是否為電纜線，如果是則要考慮其充電電容引起的漏電流，把漏電流加到廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)的門限集合里。同時(shí)，在尋找廣義節(jié)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)的過程中，記錄各各廣義節(jié)點(diǎn)編號(hào)到后備廣義節(jié)點(diǎn)集合，測(cè)點(diǎn)所在搜索包含節(jié)點(diǎn)I的廣義節(jié)點(diǎn)算法如流程圖3所示。算例以圖4所示系統(tǒng)為例說明上述算法。節(jié)點(diǎn)I和節(jié)點(diǎn)3是發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)6是負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，支路6電纜線路充電電容較大，已知支路數(shù)據(jù)如表I所示,測(cè)量標(biāo)志0_無量測(cè)，I-有量測(cè)；開斷標(biāo)志0_斷開，I-閉合。節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)如表2所示注入電流標(biāo)志0_無注入電流，I-有注入電流。
表I:支路-節(jié)點(diǎn)表(O-無量測(cè)，I-有量測(cè),O-斷開，I-閉合)
權(quán)利要求
1.基于區(qū)域配網(wǎng)電氣拓?fù)涞碾娏鞑顒?dòng)保護(hù)廣義節(jié)點(diǎn)生成方法，其特征在于該生成方法的步驟如下 1).根據(jù)區(qū)域配電網(wǎng)的電氣拓?fù)浣⒅饭?jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)表，找出支路與節(jié)點(diǎn)的關(guān)系以及支路上的測(cè)點(diǎn)情況； 2).根據(jù)上述支路節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)表，查找包含有兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的支路，將每條支路上的兩個(gè)測(cè)點(diǎn)保存至每條支路所對(duì)應(yīng)的廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)測(cè)點(diǎn)動(dòng)作集合，以形成支路差動(dòng)廣義節(jié)點(diǎn)； 3).根據(jù)支路節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)表查找每個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)量測(cè)支路編號(hào)，并將結(jié)果保存至每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的廣義節(jié)點(diǎn)集合數(shù)組，以形成節(jié)點(diǎn)差動(dòng)廣義節(jié)點(diǎn)； 4).尋找與各測(cè)點(diǎn)相連的廣義節(jié)點(diǎn)，將將各測(cè)點(diǎn)所在的個(gè)廣義節(jié)點(diǎn)編號(hào)到后備廣義節(jié)點(diǎn)集合，以形成后備差動(dòng)廣義節(jié)點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于區(qū)域配網(wǎng)電氣拓?fù)涞碾娏鞑顒?dòng)保護(hù)廣義節(jié)點(diǎn)生成方法，其特征在于所述的步驟3)的步驟如下 a.根據(jù)支路節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)數(shù)組內(nèi)容，形成節(jié)點(diǎn)-支路關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表，存儲(chǔ)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)連接的所有交流支路編號(hào)； b.基于節(jié)點(diǎn)-支路關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表，對(duì)每一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理； c.判斷節(jié)點(diǎn)是否有注入電流，有則把該節(jié)點(diǎn)保存至對(duì)應(yīng)的廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)門限集合中； d.讀取與該節(jié)點(diǎn)相連的關(guān)聯(lián)支路編號(hào)，根據(jù)支路編號(hào)，在輸入數(shù)據(jù)的支路-節(jié)點(diǎn)表中查詢支路的量測(cè)標(biāo)志，如果該支路配置量測(cè)，將支路測(cè)點(diǎn)作為節(jié)點(diǎn)的一個(gè)廣義節(jié)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)，存入廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)測(cè)點(diǎn)動(dòng)作集合，否則，若某條支路沒有測(cè)點(diǎn)，則讀取該條支路的另外一端的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，返回步驟c繼續(xù)執(zhí)行； e.重復(fù)上述步驟查找每個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)量測(cè)支路編號(hào)，并將結(jié)果保存至每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的廣義節(jié)點(diǎn)集合數(shù)組，以得到所有節(jié)點(diǎn)的廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于區(qū)域配網(wǎng)電氣拓?fù)涞碾娏鞑顒?dòng)保護(hù)廣義節(jié)點(diǎn)生成方法，其特征在于在尋找廣義節(jié)點(diǎn)過程中，若包含有支路，則查看支路是否為電纜線，如果是則要考慮其充電電容引起的漏電流，并把漏電流加到廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)的門限集合里。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于區(qū)域配網(wǎng)電氣拓?fù)涞碾娏鞑顒?dòng)保護(hù)廣義節(jié)點(diǎn)生成方法，屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)化及繼電保護(hù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過根據(jù)輸入的反應(yīng)配電網(wǎng)電氣拓?fù)涞闹饭?jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表，循環(huán)使用深度優(yōu)先搜索方法生成若干廣義節(jié)點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)元件(或稱差動(dòng)保護(hù)對(duì)象)及后備差動(dòng)保護(hù)元件。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)故障的準(zhǔn)確定位、快速隔離，減少了非故障線路的停電幾率，縮小停電范圍，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的快速重構(gòu)及自愈，同時(shí)解決分布式接入系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)的影響。
文檔編號(hào)G01R31/08GK102623975SQ20121009564
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者劉星, 宋小會(huì), 李國斌, 狄軍峰, 王定國, 魏勇 申請(qǐng)人:許昌許繼軟件技術(shù)有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 許繼集團(tuán)有限公司