專利名稱：一種繼電保護(hù)配合關(guān)系仿真校核方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種電力系統(tǒng)繼電保護(hù)配合關(guān)系的仿真校核方法。
背景技術(shù)：
繼電保護(hù)應(yīng)滿足四個(gè)基本要求可靠性、選擇性、速動(dòng)性、靈敏性。繼電保護(hù)的可靠性包括不發(fā)生誤動(dòng)作和不發(fā)生拒絕動(dòng)作兩層含義；繼電保護(hù)的選擇性是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，在可能最小的區(qū)間內(nèi)將故障從電力系統(tǒng)中斷開，最大限度地保證系統(tǒng)中無(wú)故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行，選擇性包含兩層含義一是只應(yīng)由裝在故障元件上的保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障，二是要力爭(zhēng)相鄰元件的保護(hù)裝置對(duì)故障元件起后備保護(hù)的作用；繼電保護(hù)的速動(dòng)性是指盡可能快地切除故障；繼電保護(hù)的靈敏性是指對(duì)于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。保護(hù)裝置在投入運(yùn)行前，保護(hù)原理的作用范圍、保護(hù)算法的合理性和實(shí)用性、保護(hù)在特定故障下動(dòng)作是否正確，保護(hù)的動(dòng)作區(qū)能否滿足要求等，都需要對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)并能給出合理的、正確的評(píng)價(jià)。保護(hù)裝置之間存在配合關(guān)系，如線路保護(hù)延時(shí)段的保護(hù)范圍通常超越了保護(hù)所在線路，與其相鄰保護(hù)各段動(dòng)作區(qū)域存在重疊部分。繼電保護(hù)配合關(guān)系是保護(hù)校驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。中國(guó)專利《電網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護(hù)在線校核方法》(申請(qǐng)?zhí)?200810147821. 2 )提出了通過(guò)EMS和DTS從電網(wǎng)中獲取電力設(shè)備參數(shù)、繼電保護(hù)定值以及電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，然后按照保護(hù)整定規(guī)程進(jìn)行故障計(jì)算，最后根據(jù)校核規(guī)則對(duì)保護(hù)定值進(jìn)行校核。文獻(xiàn)《基于整定逆過(guò)程的保護(hù)定值在線校核原則》(《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》第35卷第12期)提出了基于整定逆過(guò)程的保護(hù)定值在線校核思想。但是目前公開的文獻(xiàn)都沒(méi)有對(duì)繼電保護(hù)的配合關(guān)系提供一種實(shí)用的校核方案。因此，本發(fā)明人針對(duì)目前的研究空白，提出一種針對(duì)繼電保護(hù)配合關(guān)系的實(shí)用性校核方法，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，是針對(duì)前述背景技術(shù)中的缺陷和不足，提供一種繼電保護(hù)配合關(guān)系仿真校核方法，其可模擬電網(wǎng)故障情形，通過(guò)考察各相關(guān)保護(hù)的動(dòng)作行為， 實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)定值的正確性及合理性進(jìn)行校驗(yàn)。本發(fā)明為解決以上技術(shù)問(wèn)題，所采用的技術(shù)方案是 一種繼電保護(hù)配合關(guān)系仿真校核方法，包括如下步驟
(1)數(shù)據(jù)獲取
從EMS獲取電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)和運(yùn)行方式數(shù)據(jù)，從定值單整定系統(tǒng)或保護(hù)信息遠(yuǎn)傳系統(tǒng)獲取保護(hù)裝置中的定值，將保護(hù)裝置模型數(shù)據(jù)匹配至電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)；
(2)故障確定
包括確定本次研究的故障點(diǎn)和故障類型故障點(diǎn)自動(dòng)掃描模式下由程序自動(dòng)確認(rèn)，離線分析模式下用戶指定母線、變壓器或者線路上任意位置的故障；
故障類型自動(dòng)掃描模式下計(jì)算線路三相、單相、兩相相間、兩相接地短路故障，離線分析模式下由用戶指定故障類型；
(3)確定受影響元件集
根據(jù)故障信息，運(yùn)用啟發(fā)式搜索，以故障點(diǎn)為圓心，進(jìn)行同心圓式的搜索，找出最大可能切除元件集中的所有元件；
(4)確定受影響保護(hù)單元
將受影響元件集里所有元件的保護(hù)經(jīng)過(guò)處理后，得到可能動(dòng)作的保護(hù)集合；
(5)仿真短路故障
對(duì)上述故障進(jìn)行時(shí)域仿真，計(jì)算故障過(guò)程中和故障消除后電網(wǎng)各處的電氣量變化情
況；
(6)計(jì)算流過(guò)受影響元件的電氣量
計(jì)算故障發(fā)生后每個(gè)受影響元件的故障電流、電壓、阻抗和功率，或讀入錄波數(shù)據(jù)中流過(guò)受影響元件的電氣量，進(jìn)行仿真校核；
(7)計(jì)算受影響保護(hù)單元的相關(guān)信息
根據(jù)受影響元件的電氣量計(jì)算受影響保護(hù)單元中的相關(guān)數(shù)值；
(8)保護(hù)動(dòng)作仿真
分析運(yùn)行受影響保護(hù)單元的模型，判斷保護(hù)是否動(dòng)作，若有保護(hù)動(dòng)作，則轉(zhuǎn)入步驟(9)， 若無(wú)保護(hù)動(dòng)作，再判斷時(shí)間是否已到達(dá)仿真時(shí)長(zhǎng)，未到達(dá)仿真時(shí)長(zhǎng)則返回步驟(5)，已到達(dá)仿真時(shí)長(zhǎng)則進(jìn)入步驟(10);
(9)重復(fù)到故障完全清除
重新求取受影響元件集和受影響保護(hù)單元，確認(rèn)保護(hù)動(dòng)作信息，修改網(wǎng)絡(luò)矩陣，判斷故障是否完全被清除，如果完全被清除，進(jìn)入步驟(10)，否則返回步驟(3)；
(10)生成完整的仿真報(bào)告
當(dāng)仿真完成后，生成完整的仿真報(bào)告。上述步驟(2)中所述的指定故障類型是經(jīng)過(guò)渡電阻短路、跨線故障或多重復(fù)雜故障。上述步驟(2)中，在離線分析模式下可以進(jìn)行運(yùn)行方式調(diào)整。上述步驟(3)中，根據(jù)用戶的設(shè)置搜索全網(wǎng)，或搜索故障元件及其下兩級(jí)、上兩級(jí)元件，生成受影響元件集。上述步驟(8)中，保護(hù)動(dòng)作仿真包含模擬保護(hù)拒動(dòng)的情況。采用上述方案后，本發(fā)明可模擬電網(wǎng)故障發(fā)生后，各相關(guān)保護(hù)裝置的動(dòng)作情況，仿真繼電保護(hù)之間的配合關(guān)系，生成完整的仿真報(bào)告，校驗(yàn)保護(hù)定值的正確性及合理性。本發(fā)明物理過(guò)程清晰，保護(hù)原理、動(dòng)作邏輯可自定義編程，可適用于傳統(tǒng)原理和各種新原理保護(hù)功能的在線、離線校核。


圖1是本發(fā)明的流程圖；圖2是本發(fā)明中包含保護(hù)模型的電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)層次結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明提供一種繼電保護(hù)配合關(guān)系仿真校核方法，包括如下步驟 (1)數(shù)據(jù)獲取
從EMS (Energy Management System，能量管理系統(tǒng))獲取電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)和運(yùn)行方式數(shù)據(jù)，從定值單整定系統(tǒng)或保護(hù)信息遠(yuǎn)傳系統(tǒng)獲取保護(hù)裝置中的定值，將保護(hù)裝置模型數(shù)據(jù)匹配至電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)，匹配完成后的電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)層次結(jié)構(gòu)可參見圖2所示。(2)故障確定
包括確定本次研究的故障點(diǎn)和故障類型
故障點(diǎn)自動(dòng)掃描模式下由程序自動(dòng)確認(rèn)(線路兩側(cè)、中間點(diǎn)可選)，離線分析模式下用戶可指定母線、變壓器或者線路上任意位置的故障，在離線分析模式下可以進(jìn)行運(yùn)行方式調(diào)整，包括設(shè)置元件檢修或投運(yùn)、調(diào)整機(jī)組出力等；
故障類型自動(dòng)掃描模式下計(jì)算線路三相、單相、兩相相間、兩相接地短路故障，離線分析模式下由用戶指定故障類型，支持的故障類型可以是經(jīng)過(guò)渡電阻短路、跨線故障、多重復(fù)雜故障等。(3)確定受影響元件集
根據(jù)故障信息，運(yùn)用啟發(fā)式搜索，以故障點(diǎn)為圓心，進(jìn)行同心圓式的搜索，可以找出最大可能切除元件集中的所有元件?？梢愿鶕?jù)用戶的設(shè)置搜索全網(wǎng)，也可搜索故障元件及其下兩級(jí)、上兩級(jí)元件，生成受影響元件集。(4)確定受影響保護(hù)單元
將受影響元件集里所有元件的保護(hù)經(jīng)過(guò)處理后，得到可能動(dòng)作的保護(hù)集合。(5)仿真短路故障
對(duì)上述故障進(jìn)行時(shí)域仿真，計(jì)算故障過(guò)程中和故障消除后電網(wǎng)各處的電氣量變化情況。(6)計(jì)算流過(guò)受影響元件的電氣量
計(jì)算故障發(fā)生后每個(gè)受影響元件的故障電流(包括大小和方向)、電壓、阻抗、功率等信息，也可讀入錄波數(shù)據(jù)中流過(guò)受影響元件的電氣量，進(jìn)行仿真校核。(7)計(jì)算受影響保護(hù)單元的相關(guān)信息
根據(jù)受影響元件的電氣量計(jì)算受影響保護(hù)單元中的相關(guān)數(shù)值，例如靈敏度等信息。(8)保護(hù)動(dòng)作仿真
分析運(yùn)行受影響保護(hù)單元的模型，判斷保護(hù)是否動(dòng)作，若有保護(hù)動(dòng)作，則轉(zhuǎn)入步驟(9)， 修改網(wǎng)絡(luò)矩陣，若無(wú)保護(hù)動(dòng)作，再判斷時(shí)間是否已到達(dá)仿真時(shí)長(zhǎng)，未到達(dá)仿真時(shí)長(zhǎng)則返回步驟(5)繼續(xù)進(jìn)行故障時(shí)域仿真計(jì)算，已到達(dá)仿真時(shí)長(zhǎng)則結(jié)束故障時(shí)域仿真計(jì)算，進(jìn)入步驟 (10)；保護(hù)動(dòng)作仿真可模擬保護(hù)拒動(dòng)的情況，由用戶指定某應(yīng)該動(dòng)作的保護(hù)拒絕動(dòng)作。(9)重復(fù)到故障完全清除
重新求取受影響元件集和受影響保護(hù)單元，確認(rèn)保護(hù)動(dòng)作信息，修改網(wǎng)絡(luò)矩陣，判斷故障是否完全被清除，如果完全被清除，進(jìn)入步驟(10)，否則返回步驟(3)。
( 10)生成完整的仿真報(bào)告
當(dāng)仿真完成后，生成完整的仿真報(bào)告。仿真報(bào)告內(nèi)容包括哪些保護(hù)動(dòng)作、哪些保護(hù)啟動(dòng)，以及所有考察之列保護(hù)的定值、測(cè)量值、延時(shí)等記錄。通過(guò)考察保護(hù)的動(dòng)作行為，實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)定值的正確性及合理性進(jìn)行校驗(yàn)。以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種繼電保護(hù)配合關(guān)系仿真校核方法，其特征在于包括如下步驟(1)數(shù)據(jù)獲取從EMS獲取電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)和運(yùn)行方式數(shù)據(jù)，從定值單整定系統(tǒng)或保護(hù)信息遠(yuǎn)傳系統(tǒng)獲取保護(hù)裝置中的定值，將保護(hù)裝置模型數(shù)據(jù)匹配至電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)；(2)故障確定包括確定故障點(diǎn)和故障類型故障點(diǎn)自動(dòng)掃描模式下由程序自動(dòng)確認(rèn)，離線分析模式下用戶指定母線、變壓器或者線路上任意位置的故障；故障類型自動(dòng)掃描模式下計(jì)算線路三相、單相、兩相相間、兩相接地短路故障，離線分析模式下由用戶指定故障類型；(3)確定受影響元件集根據(jù)故障信息，運(yùn)用啟發(fā)式搜索，以故障點(diǎn)為圓心，進(jìn)行同心圓式的搜索，找出最大可能切除元件集中的所有元件；(4)確定受影響保護(hù)單元將受影響元件集里所有元件的保護(hù)經(jīng)過(guò)處理后，得到可能動(dòng)作的保護(hù)集合；(5)仿真短路故障對(duì)上述故障進(jìn)行時(shí)域仿真，計(jì)算故障過(guò)程中和故障消除后電網(wǎng)各處的電氣量變化情況；(6)計(jì)算流過(guò)受影響元件的電氣量計(jì)算故障發(fā)生后每個(gè)受影響元件的故障電流、電壓、阻抗和功率，或讀入錄波數(shù)據(jù)中流過(guò)受影響元件的電氣量，進(jìn)行仿真校核；(7)計(jì)算受影響保護(hù)單元的相關(guān)信息根據(jù)受影響元件的電氣量計(jì)算受影響保護(hù)單元中的相關(guān)數(shù)值；(8)保護(hù)動(dòng)作仿真分析運(yùn)行受影響保護(hù)單元的模型，判斷保護(hù)是否動(dòng)作，若有保護(hù)動(dòng)作，則轉(zhuǎn)入步驟(9)， 若無(wú)保護(hù)動(dòng)作，再判斷時(shí)間是否已到達(dá)仿真時(shí)長(zhǎng)，未到達(dá)仿真時(shí)長(zhǎng)則返回步驟(5)，已到達(dá)仿真時(shí)長(zhǎng)則進(jìn)入步驟(10);(9)重復(fù)到故障完全清除重新求取受影響元件集和受影響保護(hù)單元，確認(rèn)保護(hù)動(dòng)作信息，修改網(wǎng)絡(luò)矩陣，判斷故障是否完全被清除，如果完全被清除，進(jìn)入步驟(10)，否則返回步驟(3)；(10)生成完整的仿真報(bào)告當(dāng)仿真完成后，生成完整的仿真報(bào)告。
2.如權(quán)利要求1所述的一種繼電保護(hù)配合關(guān)系仿真校核方法，其特征在于所述步驟 (2)中，指定故障類型是經(jīng)過(guò)渡電阻短路、跨線故障或多重復(fù)雜故障。
3.如權(quán)利要求1所述的一種繼電保護(hù)配合關(guān)系仿真校核方法，其特征在于所述步驟(2)中，在離線分析模式下可以進(jìn)行運(yùn)行方式調(diào)整。
4.如權(quán)利要求1所述的一種繼電保護(hù)配合關(guān)系仿真校核方法，其特征在于所述步驟(3)中，根據(jù)用戶的設(shè)置搜索全網(wǎng)，或搜索故障元件及其下兩級(jí)、上兩級(jí)元件，生成受影響元件集。
5.如權(quán)利要求1所述的一種繼電保護(hù)配合關(guān)系仿真校核方法，其特征在于所述步驟 (8)中，保護(hù)動(dòng)作仿真包含模擬保護(hù)拒動(dòng)的情況。
全文摘要
本發(fā)明公開一種繼電保護(hù)配合關(guān)系仿真校核方法，步驟為獲取電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)和保護(hù)裝置中的定值，模擬電網(wǎng)任意位置、任意類型的故障，確定受影響的元件集和保護(hù)單元，仿真計(jì)算故障過(guò)程中和故障消除后的電氣量變化情況，確定每個(gè)受影響元件的故障電流、電壓、阻抗、功率等信息，根據(jù)受影響元件的電氣量計(jì)算受影響保護(hù)單元中相關(guān)數(shù)值，分析運(yùn)行受影響保護(hù)單元的模型，決定保護(hù)是否動(dòng)作；若保護(hù)動(dòng)作，則修改網(wǎng)絡(luò)矩陣，然后繼續(xù)仿真，重新求取受影響元件集和受影響保護(hù)單元，這樣反復(fù)進(jìn)行，直至將故障徹底隔離；當(dāng)仿真完成后，生成完整的仿真報(bào)告。此方法可模擬電網(wǎng)故障情形，通過(guò)考察各相關(guān)保護(hù)的動(dòng)作行為，實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)定值的正確性及合理性進(jìn)行校驗(yàn)。
文檔編號(hào)H02H7/26GK102386616SQ20111038348
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者俞秋陽(yáng), 夏彥輝, 張玉瓊, 畢兆東 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司, 南京南瑞繼保電氣有限公司