本發(fā)明涉及電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及自適應(yīng)閉鎖域的區(qū)域距離保護系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前電力系統(tǒng)的區(qū)域保護在各個地區(qū)均有少量實施。由于區(qū)域保護能結(jié)合整個片網(wǎng)內(nèi)的信息做出更優(yōu)化的決策，前景非常光明。

在區(qū)域保護中，有一種快速區(qū)域距離保護，可以大大提高保護的動作速度，并且已經(jīng)投入應(yīng)用。有關(guān)快速區(qū)域距離保護的方法可參考“201310180944.7一種基于區(qū)域電網(wǎng)信息的快速區(qū)域距離繼電器”。快速區(qū)域距離保護的基本思想是線路區(qū)域距離阻抗元件判斷出故障，并且沒有收到線路對側(cè)變電站的區(qū)域閉鎖信號，則可以快速跳閘。其實施的工程難點在于，如何獲取線路對側(cè)所連接的所有元件的區(qū)域閉鎖信號。在實施快速區(qū)域距離保護的過程中，由于每個變電站的結(jié)構(gòu)大都不一樣，導(dǎo)致區(qū)域閉鎖信號的配置非常復(fù)雜，且易受系統(tǒng)運行方式的影響，導(dǎo)致工程效率低下，且不易推廣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出自適應(yīng)閉鎖域的區(qū)域距離保護系統(tǒng)，通過拓撲識別模塊自適應(yīng)識別變電站網(wǎng)絡(luò)拓撲，在線生成按線路間隔的閉鎖域，自動匯總按線路間隔的區(qū)域閉鎖信號，簡化工程配置，不受系統(tǒng)運行方式影響，大大提高了工程效率。

為達到上述目的，本發(fā)明的實施方案是：自適應(yīng)閉鎖域的區(qū)域距離保護系統(tǒng)，其特征在于:包括故障識別模塊、拓撲識別模塊、通信 模塊和區(qū)域距離模塊：

故障識別模塊：識別變電站內(nèi)各電氣元件的故障，并將識別出的故障信息輸出到拓撲識別模塊的輸入；

拓撲識別模塊：自適應(yīng)識別各線路間隔區(qū)域距離保護對應(yīng)的閉鎖域，形成各線路間隔區(qū)域距離對應(yīng)的區(qū)域閉鎖信號；所述拓撲識別模塊的自適應(yīng)識別的具體步驟是：

(1)將變電站內(nèi)各電氣元件相關(guān)的支路隔離刀閘位置和開關(guān)位置接入拓撲識別模塊，拓撲識別模塊根據(jù)所述支路隔離刀閘位置和開關(guān)位置的在線狀態(tài)以及整定的主接線方式，自適應(yīng)識別變電站網(wǎng)絡(luò)拓撲；

(2)根據(jù)識別出的變電站網(wǎng)絡(luò)拓撲，形成各線路間隔區(qū)域距離保護對應(yīng)的閉鎖域；

(3)將故障識別模塊輸出的故障信息，按照各線路間隔閉鎖域進行匯總，形成各線路間隔區(qū)域距離對應(yīng)的區(qū)域閉鎖信號；

(4)將所述區(qū)域閉鎖信號輸出給通信模塊；

通信模塊：將本站拓撲識別模塊輸出的各線路間隔區(qū)域閉鎖信號發(fā)送到各線路間隔對側(cè)的變電站；并接收各線路間隔對側(cè)變電站發(fā)來的區(qū)域閉鎖信號，輸出給本側(cè)各線路間隔區(qū)域距離模塊；

區(qū)域距離模塊：用于識別線路故障；所述識別線路故障的具體方法是：區(qū)域距離模塊按線路間隔配置，區(qū)域距離阻抗元件判斷出故障，并且沒有收到線路對側(cè)變電站的區(qū)域閉鎖信號，經(jīng)延時輸出跳閘命令。

進一步的，所述故障識別模塊用于識別變電站的電氣元件故障，所述故障識別模塊主要由線路保護、主變保護、母差保護模塊構(gòu)成。

進一步的，所述拓撲識別模塊根據(jù)各個支路的隔離刀閘位置、開關(guān)位置狀態(tài)和整定的主接線方式識別變電站網(wǎng)絡(luò)拓撲，并將識別后的 拓撲關(guān)系輸入本拓撲識別模塊。

進一步的，所述拓撲識別模塊的識別邏輯由本模塊實現(xiàn)，或者由外模塊實現(xiàn)。

進一步的，所述外模塊包括母差保護模塊。

進一步的，所述區(qū)域距離模塊中的區(qū)域距離阻抗元件按照超范圍整定；

當本側(cè)線路的區(qū)域距離阻抗元件判斷出故障，并且沒有收到線路對側(cè)變電站的區(qū)域閉鎖信號時，則經(jīng)延時動作；

當本側(cè)線路的區(qū)域距離模塊一旦收到線路對側(cè)變電站的發(fā)來的區(qū)域閉鎖信號時，則立即閉鎖本側(cè)的區(qū)域距離保護。

本發(fā)明包括故障識別模塊、拓撲識別模塊、通信模塊和區(qū)域距離模塊：故障識別模塊：識別變電站內(nèi)各電氣元件的故障，并將識別出的故障信息輸出到拓撲識別模塊的輸入。拓撲識別模塊：自適應(yīng)識別各線路間隔區(qū)域距離保護對應(yīng)的閉鎖域，形成各線路間隔區(qū)域距離對應(yīng)的區(qū)域閉鎖信號。具體步驟是：(1)將變電站內(nèi)各電氣元件相關(guān)的支路隔離刀閘位置和開關(guān)位置接入拓撲識別模塊，拓撲識別模塊根據(jù)所述輸入位置的在線狀態(tài)以及整定的主接線方式，自適應(yīng)識別變電站網(wǎng)絡(luò)拓撲。(2)根據(jù)識別出的變電站網(wǎng)絡(luò)拓撲關(guān)系，形成各線路間隔區(qū)域距離保護對應(yīng)的閉鎖域。(3)將故障識別模塊輸出的故障信息，按照各線路間隔閉鎖域進行匯總，形成各線路間隔區(qū)域距離對應(yīng)的區(qū)域閉鎖信號。(4)將所述區(qū)域閉鎖信號輸出通信模塊。通信模塊：將本站拓撲識別模塊輸入的各線路間隔區(qū)域閉鎖信號發(fā)送到各線路間隔對側(cè)的變電站；并接收各線路間隔對側(cè)變電站發(fā)來的區(qū)域閉鎖信號，輸出給本側(cè)各線路間隔區(qū)域距離模塊。區(qū)域距離模塊：識別線路 故障。具體方法是：區(qū)域距離模塊按線路間隔配置，區(qū)域距離阻抗元件判斷出故障，并且沒有收到線路對側(cè)變電站的區(qū)域閉鎖信號，經(jīng)延時輸出跳閘命令。故障識別模塊識別變電站的電氣元件故障，可采用線路保護、主變保護、母差保護等子模塊構(gòu)成，但不限于此。

拓撲識別模塊根據(jù)各個支路的隔離刀閘位置、開關(guān)位置狀態(tài)和整定的主接線方式識別變電站網(wǎng)絡(luò)拓撲，所述識別邏輯可由本模塊實現(xiàn)，也可在模塊外其他功能模塊(如母差保護)中實現(xiàn)，將識別后的拓撲關(guān)系輸入本拓撲識別模塊，視為本發(fā)明權(quán)力范疇。

區(qū)域距離模塊中的區(qū)域距離阻抗元件按照超范圍整定。區(qū)域距離保護判斷邏輯如下：

本側(cè)線路的區(qū)域距離阻抗元件判斷出故障，并且沒有收到線路對側(cè)變電站的區(qū)域閉鎖信號，則經(jīng)延時動作。

本側(cè)線路的區(qū)域距離模塊一旦收到線路對側(cè)變電站的發(fā)來的區(qū)域閉鎖信號，則立即閉鎖本側(cè)的區(qū)域距離保護。

本發(fā)明簡化了各線路間隔的區(qū)域閉鎖信號的配置，其拓撲關(guān)系通過拓撲識別模塊進行；本發(fā)明可以大大簡化工程配置，適應(yīng)各種運行方式，對區(qū)域距離的推廣有重大的推進作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的自適應(yīng)區(qū)域距離保護范圍示意圖；

圖2為本發(fā)明的自適應(yīng)區(qū)域距離保護的構(gòu)成示意圖；

圖3為本發(fā)明的自適應(yīng)區(qū)域距離保護的實現(xiàn)方法；

圖4為本發(fā)明的自適應(yīng)區(qū)域距離保護的配置方法；

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下根據(jù) 附圖及實施，是對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。

實施例1

本自適應(yīng)閉鎖域的區(qū)域距離保護系統(tǒng)，包括故障識別模塊、拓撲識別模塊、通信模塊和區(qū)域距離模塊：

故障識別模塊：識別變電站內(nèi)各電氣元件的故障，并將識別出的故障信息輸出到拓撲識別模塊的輸入；

拓撲識別模塊：自適應(yīng)識別各線路間隔區(qū)域距離保護對應(yīng)的閉鎖域，形成各線路間隔區(qū)域距離對應(yīng)的區(qū)域閉鎖信號；所述拓撲識別模塊的自適應(yīng)識別的具體步驟是：

(1)將變電站內(nèi)各電氣元件相關(guān)的支路隔離刀閘位置和開關(guān)位置接入拓撲識別模塊，拓撲識別模塊根據(jù)所述支路隔離刀閘位置和開關(guān)位置的在線狀態(tài)以及整定的主接線方式，自適應(yīng)識別變電站網(wǎng)絡(luò)拓撲；

(2)根據(jù)識別出的變電站網(wǎng)絡(luò)拓撲，形成各線路間隔區(qū)域距離保護對應(yīng)的閉鎖域；

(3)將故障識別模塊輸出的故障信息，按照各線路間隔閉鎖域進行匯總，形成各線路間隔區(qū)域距離對應(yīng)的區(qū)域閉鎖信號；

(4)將所述區(qū)域閉鎖信號輸出給通信模塊；

通信模塊：將本站拓撲識別模塊輸出的各線路間隔區(qū)域閉鎖信號發(fā)送到各線路間隔對側(cè)的變電站；并接收各線路間隔對側(cè)變電站發(fā)來的區(qū)域閉鎖信號，輸出給本側(cè)各線路間隔區(qū)域距離模塊；

區(qū)域距離模塊：用于識別線路故障；所述識別線路故障的具體方法是：區(qū)域距離模塊按線路間隔配置，區(qū)域距離阻抗元件判斷出故障，并且沒有收到線路對側(cè)變電站的區(qū)域閉鎖信號，經(jīng)延時輸出跳閘命令。

作為優(yōu)選方案，所述故障識別模塊用于識別變電站的電氣元件故障，所述故障識別模塊主要由線路保護、主變保護、母差保護模塊構(gòu)成。所述拓撲識別模塊根據(jù)各個支路的隔離刀閘位置、開關(guān)位置狀態(tài)和整定的主接線方式識別變電站網(wǎng)絡(luò)拓撲，并將識別后的拓撲關(guān)系輸入本拓撲識別模塊。所述拓撲識別模塊的識別邏輯由本模塊實現(xiàn)，或者由外模塊實現(xiàn)。所述外模塊包括母差保護模塊。所述區(qū)域距離模塊中的區(qū)域距離阻抗元件按照超范圍整定；當本側(cè)線路的區(qū)域距離阻抗元件判斷出故障，并且沒有收到線路對側(cè)變電站的區(qū)域閉鎖信號時，則經(jīng)延時動作；當本側(cè)線路的區(qū)域距離模塊一旦收到線路對側(cè)變電站的發(fā)來的區(qū)域閉鎖信號時，則立即閉鎖本側(cè)的區(qū)域距離保護。

如圖1所示，區(qū)域距離保護通過線路下一級保護的閉鎖信號來決定其動作行為，如果下一級所連接元件的保護均未動作，且本側(cè)的超范圍距離保護動作，則可以快速出口。但是下一級所有保護的動作信息，以及下一級變電站的拓撲結(jié)構(gòu)變化很大，使得區(qū)域距離的實施比較困難。所以本發(fā)明提出自適應(yīng)閉鎖域的區(qū)域距離保護系統(tǒng)，并提供其工程配置方法。

如圖2所示，圖2為自適應(yīng)閉鎖域的區(qū)域距離保護系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖，其包含故障識別模塊、拓撲識別模塊、通信模塊和區(qū)域距離模塊。

如圖3所示，圖3為自適應(yīng)閉鎖域的區(qū)域距離保護系統(tǒng)的實現(xiàn)方法：

故障識別模塊識別變電站內(nèi)各電氣元件的故障，可細分為線路故障識別模塊，母線故障識別模塊，主變故障識別模塊等模塊，各模塊的數(shù)量同變電站內(nèi)對應(yīng)的一次元件的數(shù)量相等。例如當在線路區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時，線路故障識別模塊判斷出區(qū)內(nèi)故障后，輸出線路故障信息。同時主變和母線故障識別模塊未發(fā)現(xiàn)故障點，則不會輸出主變或母線 故障信息。這些信息均送給拓撲識別模塊。

拓撲識別模塊自適應(yīng)識別各線路間隔區(qū)域距離保護對應(yīng)的閉鎖域，形成各線路間隔區(qū)域距離對應(yīng)的區(qū)域閉鎖信號。具體步驟是：

(1)將變電站內(nèi)各電氣元件相關(guān)的支路隔離刀閘位置和開關(guān)位置接入拓撲識別模塊，拓撲識別模塊根據(jù)所述輸入位置的在線狀態(tài)以及整定的主接線方式，自適應(yīng)識別變電站網(wǎng)絡(luò)拓撲。以圖4所示變電站為例進行說明。變電站為單母分段接線，1母上有四條出線支路，分別是線路1，線路2，線路3，線路4，其中線路1的開關(guān)在分位。母聯(lián)開關(guān)在合位。2母上有一個主變支路，開關(guān)在合位。首先通過定值整定主接線方式為單母接線；其次，輸入各個支路開關(guān)(線路和主變)和母聯(lián)開關(guān)的位置狀態(tài)給拓撲識別模塊；再次，拓撲識別模塊根據(jù)上述信息，自動識別出變電站的當前的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。即支路1為斷開支路；線路2，線路3，線路4，主變支路連接在一起，且處于單母分段并列運行方式。

(2)根據(jù)識別出的變電站網(wǎng)絡(luò)拓撲關(guān)系，形成各線路間隔區(qū)域距離保護對應(yīng)的閉鎖域。以圖4所示變電站為例進行說明。線路1的閉鎖域為除線路1外的其他有拓撲聯(lián)系的元件，因線路1開關(guān)為分位，故其閉鎖域為空。線路2的閉鎖域為除線路2外的其他有拓撲聯(lián)系的元件，即線路3，線路4，主變支路和母線。線路3的閉鎖域為除線路3外的其他有拓撲聯(lián)系的元件，即線路2，線路4，主變支路和母線。線路4的閉鎖域為除線路4外的其他有拓撲聯(lián)系的元件，即線路2，線路3，主變支路和母線。

(3)將故障識別模塊輸入的故障信息，按照各線路間隔閉鎖域進行匯總，形成各線路間隔區(qū)域距離對應(yīng)的區(qū)域閉鎖信號。以圖4所示變電站為例進行說明。線路1的區(qū)域閉鎖信號始終為0(0表示不閉鎖)。線路2的區(qū)域閉鎖信號為線路3，線路4，主變支路和母線故 障的信號的邏輯“或”信號。線路3的區(qū)域閉鎖信號為線路2，線路4，主變支路和母線故障的信號的邏輯“或”信號。線路4的區(qū)域閉鎖信號為線路2，線路3，主變支路和母線故障的信號的邏輯“或”信號。

(4)將所述區(qū)域閉鎖信號輸出給通信模塊。

在這里區(qū)域閉鎖信號可以是模擬量也可以是數(shù)字量，要保持發(fā)送端和接收端的數(shù)據(jù)類型一致。

通訊模塊：將本站拓撲識別模塊輸入的各線路間隔區(qū)域閉鎖信號發(fā)送到各線路間隔對側(cè)的變電站；并接收各線路間隔對側(cè)變電站發(fā)來的區(qū)域閉鎖信號，輸出給本側(cè)各線路間隔區(qū)域距離模塊。

區(qū)域距離模塊：區(qū)域距離模塊按線路間隔配置，區(qū)域距離阻抗元件判斷出故障，并且沒有收到線路對側(cè)變電站的區(qū)域閉鎖信號，經(jīng)延時輸出跳閘命令。

本發(fā)明的優(yōu)點是，簡化各線路間隔的區(qū)域閉鎖信號的配置，其拓撲關(guān)系通過拓撲識別模塊進行。本發(fā)明可以大大簡化工程配置，適應(yīng)各種運行方式，對區(qū)域距離的推廣有重大的推進作用。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。