專(zhuān)利名稱(chēng)：一種配電網(wǎng)一次及二次系統(tǒng)在線混合測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)故障及事故模擬技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種配電網(wǎng)一次及二次系統(tǒng)在線混合測(cè)定方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的配網(wǎng)故障仿真很少將一、二次系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。部分計(jì)算方法僅考慮一次系統(tǒng)，目的在于校驗(yàn)一次設(shè)備是否過(guò)載，部分計(jì)算方法僅考慮繼電保護(hù)設(shè)備之間的配合，目的在于校驗(yàn)保護(hù)定值的正確與否，上述兩類(lèi)計(jì)算方法在實(shí)際配電網(wǎng)故障情況之下的實(shí)用性較差，并不能如實(shí)反映配網(wǎng)故障情況下設(shè)備實(shí)際的運(yùn)行情況和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，難以滿足日益強(qiáng)大的配電網(wǎng)發(fā)展需求。另外傳統(tǒng)的時(shí)域仿真由于考慮各類(lèi)設(shè)備機(jī)電和電磁暫態(tài)過(guò)程，其問(wèn)題本質(zhì)是求解一個(gè)大規(guī)模的微分代數(shù)方程組，算法復(fù)雜，計(jì)算量很大，并不適用于配網(wǎng)仿真。對(duì)于負(fù)荷側(cè)的受端城市配網(wǎng)，其特點(diǎn)是并網(wǎng)機(jī)組少且容量小，網(wǎng)絡(luò)呈放射狀，線路保護(hù)主要為帶延時(shí)的距離和電流保護(hù)，變壓器為差動(dòng)保護(hù)，所以從調(diào)度指揮角度而言，故障仿真關(guān)心的是故障前后系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及故障期間保護(hù)及安全自動(dòng)裝置(主要為備自投)動(dòng)作情況，機(jī)電暫態(tài)和電磁暫態(tài)過(guò)程對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響可以忽略，這樣就可以節(jié)省大量的計(jì)笪配電網(wǎng)互聯(lián)格局的形成以及電力市場(chǎng)的逐步發(fā)展，使得系統(tǒng)運(yùn)行方式變得越來(lái)越復(fù)雜且快速多變，并且二次設(shè)備在電網(wǎng)安全運(yùn)行中所起到的作用越來(lái)越大，尤其是故障情況下繼電保護(hù)設(shè)備動(dòng)作準(zhǔn)確與否將對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用，單純的依靠一次設(shè)備穩(wěn)定計(jì)算或者二次設(shè)備動(dòng)作校驗(yàn)已經(jīng)不能滿足配電網(wǎng)互聯(lián)發(fā)展的需求。且目前大部分計(jì)算工具還同時(shí)考慮暫態(tài)過(guò)程，所以計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜，對(duì)于暫態(tài)過(guò)程可以忽略的配電網(wǎng)而言，傳統(tǒng)計(jì)算方法耗時(shí)多，計(jì)算復(fù)雜，無(wú)法滿足電網(wǎng)實(shí)時(shí)計(jì)算的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種配電網(wǎng)一次及二次系統(tǒng)在線混合測(cè)定方法，旨在解決隨著配電網(wǎng)互聯(lián)格局的形成以及電力市場(chǎng)的逐步發(fā)展，使得系統(tǒng)運(yùn)行方式變得越來(lái)越復(fù)雜且快速多變，并且二次設(shè)備在電網(wǎng)安全運(yùn)行中所起到的作用越來(lái)越大，尤其是故障情況下繼電保護(hù)設(shè)備動(dòng)作準(zhǔn)確與否將對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用，單純的依靠一次設(shè)備穩(wěn)定計(jì)算或者二次設(shè)備動(dòng)作校驗(yàn)已經(jīng)不能滿足配電網(wǎng)互聯(lián)發(fā)展的需求，且目前大部分計(jì)算工具還同時(shí)考慮暫態(tài)過(guò)程，計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜，對(duì)于暫態(tài)過(guò)程可忽略的配電網(wǎng)而言，傳統(tǒng)計(jì)算方法耗時(shí)多，計(jì)算復(fù)雜，無(wú)法滿足電網(wǎng)實(shí)時(shí)計(jì)算需求的問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于提供一種配電網(wǎng)一次及二次系統(tǒng)在線混合測(cè)定方法，該方法包括讀取預(yù)置事故序列之前記錄的初始電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值，自動(dòng)判斷預(yù)置故障序列并告警；自動(dòng)判斷繼電保護(hù)啟動(dòng)條件，并自動(dòng)啟停相應(yīng)開(kāi)關(guān)，計(jì)算動(dòng)作后電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值。進(jìn)一步，該方法可讀取預(yù)置故障序列并計(jì)算、讀取預(yù)置保護(hù)動(dòng)作序列并計(jì)算，還可混合讀取預(yù)置故障序列與保護(hù)動(dòng)作序列并計(jì)算。
進(jìn)一步，該方法能在模擬開(kāi)關(guān)拒動(dòng)情況下進(jìn)行電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)算，并通過(guò)預(yù)置的故障序列和保護(hù)動(dòng)作序列設(shè)定開(kāi)關(guān)的拒動(dòng)，以此檢驗(yàn)后備保護(hù)。進(jìn)一步，該方法忽略暫態(tài)過(guò)程，只進(jìn)行穩(wěn)態(tài)計(jì)算。進(jìn)一步，該方法通過(guò)分別計(jì)算故障前后以及故障期間一次設(shè)備的潮流數(shù)值，確定繼電保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作情況，還原真實(shí)的配電網(wǎng)故障過(guò)程，分析一、二次設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及繼電保護(hù)動(dòng)作次序。本發(fā)明提供配電網(wǎng)一次及二次系統(tǒng)在線混合測(cè)定方法，讀取預(yù)置事故序列之前記錄的初始電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值，自動(dòng)判斷預(yù)置故障序列并告警；自動(dòng)判斷繼電保護(hù)啟動(dòng)條件，并自動(dòng)啟停相應(yīng)開(kāi)關(guān)，計(jì)算動(dòng)作后電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值；該方法計(jì)算時(shí)間短，響應(yīng)速度快，同時(shí)考慮一、二次設(shè)備的動(dòng)作情況，不僅能夠模擬已發(fā)生配電故障的發(fā)生過(guò)程，還可根據(jù)需要自行設(shè)定配電網(wǎng)故障時(shí)間及類(lèi)型，特別是能夠模擬故障時(shí)開(kāi)關(guān)拒動(dòng)時(shí)配電網(wǎng)潮流的變化及后備保護(hù)的配合，以達(dá)到學(xué)習(xí)研究的目的，該方法可真實(shí)模擬配電網(wǎng)故障發(fā)生過(guò)程，全面正確地了解配電網(wǎng)單一和多重故障情況下繼電保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作次序以及各階段一次設(shè)備的潮流數(shù)值，指導(dǎo)調(diào)度員的故障處理和模擬訓(xùn)練，檢驗(yàn)多重故障情況下配電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平，具有較強(qiáng)的推廣與應(yīng)用價(jià)值。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的配電網(wǎng)一次及二次系統(tǒng)在線混合測(cè)定方法的實(shí)現(xiàn)流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定發(fā)明。圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的配電網(wǎng)一次及二次系統(tǒng)在線混合測(cè)定方法的實(shí)現(xiàn)流程。本發(fā)明的目的在于提供一種配電網(wǎng)一次及二次系統(tǒng)在線混合測(cè)定方法，該方法包括讀取預(yù)置事故序列之前記錄的初始電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值，自動(dòng)判斷預(yù)置故障序列并告警；自動(dòng)判斷繼電保護(hù)啟動(dòng)條件，并自動(dòng)啟停相應(yīng)開(kāi)關(guān)，計(jì)算動(dòng)作后電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值。在本發(fā)明實(shí)施例中，該方法可讀取預(yù)置故障序列并計(jì)算、讀取預(yù)置保護(hù)動(dòng)作序列并計(jì)算，還可混合讀取預(yù)置故障序列與保護(hù)動(dòng)作序列并計(jì)算。在本發(fā)明實(shí)施例中，該方法能在模擬開(kāi)關(guān)拒動(dòng)情況下進(jìn)行電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)算，并通過(guò)預(yù)置的故障序列和保護(hù)動(dòng)作序列設(shè)定開(kāi)關(guān)的拒動(dòng)，以此檢驗(yàn)后備保護(hù)。在本發(fā)明實(shí)施例中，該方法忽略暫態(tài)過(guò)程，只進(jìn)行穩(wěn)態(tài)計(jì)算。在本發(fā)明實(shí)施例中，該方法通過(guò)分別計(jì)算故障前后以及故障期間一次設(shè)備的潮流數(shù)值，確定繼電保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作情況，還原真實(shí)的配電網(wǎng)故障過(guò)程，分析一、二次設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及繼電保護(hù)動(dòng)作次序。下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。本發(fā)明公開(kāi)了一種基于穩(wěn)態(tài)計(jì)算的配網(wǎng)實(shí)用故障一、二次系統(tǒng)在線混合計(jì)算方法，電網(wǎng)故障時(shí)域仿真用于模擬電網(wǎng)故障前后的運(yùn)行情況，可直觀地反映出電網(wǎng)的各種性能，是研究電網(wǎng)特性的重要技術(shù)手段。本發(fā)明所介紹的配網(wǎng)實(shí)用故障一、二次系統(tǒng)在線混合計(jì)算方法，忽略了暫態(tài)過(guò)程，只進(jìn)行穩(wěn)態(tài)計(jì)算，不但能模擬仿真單一故障之下繼電保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作情況以及一次設(shè)備的負(fù)載情況，還能仿真多重故障情況下繼電保護(hù)設(shè)備之間的配合和一次設(shè)備負(fù)載情況的變化，能夠真實(shí)的再現(xiàn)配電故障的發(fā)生過(guò)程，滿足地區(qū)及配網(wǎng)調(diào)度的工程需要?？蛇M(jìn)行模擬預(yù)想故障，用于調(diào)度員培訓(xùn)、考試、保護(hù)整定校驗(yàn)等方面。本發(fā)明主要針對(duì)可以忽略暫態(tài)過(guò)程的配電網(wǎng)仿真，采用穩(wěn)態(tài)計(jì)算的方法，具有簡(jiǎn)單實(shí)用、準(zhǔn)確快速的特點(diǎn)，能夠滿足配電網(wǎng)實(shí)時(shí)計(jì)算的需求。為了能夠準(zhǔn)確模擬配電網(wǎng)真實(shí)故障情況下繼電保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作情況及一次設(shè)備的負(fù)荷變化情況，需要有更加準(zhǔn)確、全面的計(jì)算方法來(lái)作為配電網(wǎng)運(yùn)行的支撐，本發(fā)明正是為適應(yīng)配電網(wǎng)互聯(lián)格局的發(fā)展而提出的一種基于穩(wěn)態(tài)計(jì)算的配網(wǎng)實(shí)用故障一、二次系統(tǒng)在線混合計(jì)算方法。本發(fā)明分別計(jì)算故障前后以及故障期間一次設(shè)備的潮流數(shù)值，并以此確定繼電保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作情況，還原真實(shí)的配電網(wǎng)故障過(guò)程，分析一、二次設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及繼電保護(hù)動(dòng)作次序，讓調(diào)度員能夠清楚的發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行中的薄弱點(diǎn)，有利于指導(dǎo)配電網(wǎng)建設(shè)及發(fā)展，從而達(dá)到確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。同時(shí)還能日常檢修操作進(jìn)行模擬預(yù)演，確保不會(huì)發(fā)生誤操作事故，從而保障電網(wǎng)的運(yùn)行操作安全。本發(fā)明充分考慮到配電網(wǎng)互聯(lián)的特點(diǎn)，以及可能發(fā)生的配電網(wǎng)多重故障情況，通過(guò)一、二次系統(tǒng)在線混合計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)真實(shí)故障再現(xiàn)。在穩(wěn)態(tài)計(jì)算的基礎(chǔ)上，達(dá)到一、二次系統(tǒng)在線混合計(jì)算的目的，從而保證配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。1、預(yù)置故障序列讀取并計(jì)算基于本發(fā)明計(jì)算時(shí)間短、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，預(yù)置故障序列時(shí)間刻度可以精確到秒級(jí)，這樣對(duì)于發(fā)生故障的情景再現(xiàn)就更加真實(shí)。本發(fā)明的計(jì)算過(guò)程可以分為以下幾個(gè)部分讀取預(yù)置事故序列之前記錄初始電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值(有功、無(wú)功、電壓、電流等數(shù)據(jù))，進(jìn)行穩(wěn)態(tài)潮流計(jì)算(潮流計(jì)算屬于成熟算法，本專(zhuān)利直接采用)，自動(dòng)判斷預(yù)置故障序列并告警，同時(shí)根據(jù)故障類(lèi)型(三相、單相接地、相間短路、兩相接地等)計(jì)算短路電流(短路電流計(jì)算屬于成熟算法，本專(zhuān)利直接采用)，自動(dòng)判斷繼電保護(hù)啟動(dòng)條件(根據(jù)保護(hù)定值單，表示為與有功、無(wú)功、電壓、電流等數(shù)據(jù)有關(guān)的邏輯判斷式)，滿足啟動(dòng)條件后，將該保護(hù)所要?jiǎng)幼鞯拈_(kāi)關(guān)及動(dòng)作條件按照延時(shí)加入到保護(hù)動(dòng)作序列中。例如12時(shí)30分05秒00，IOkV線路Linel某處發(fā)生三相短路故障，短路電流達(dá)到12kA，經(jīng)掃描電網(wǎng)所有繼電保護(hù)定值單，以下保護(hù)達(dá)到啟動(dòng)條件
權(quán)利要求
1.一種配電網(wǎng)一次及二次系統(tǒng)在線混合測(cè)定方法，其特征在于，該方法包括讀取預(yù)置事故序列之前記錄的初始電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值，自動(dòng)判斷預(yù)置故障序列并告警；自動(dòng)判斷繼電保護(hù)啟動(dòng)條件，并自動(dòng)啟停相應(yīng)開(kāi)關(guān)，計(jì)算動(dòng)作后電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，該方法可讀取預(yù)置故障序列并計(jì)算、讀取預(yù)置保護(hù)動(dòng)作序列并計(jì)算，還可混合讀取預(yù)置故障序列與保護(hù)動(dòng)作序列并計(jì)算。
3.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，該方法能在模擬開(kāi)關(guān)拒動(dòng)情況下進(jìn)行電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)算，并通過(guò)預(yù)置的故障序列和保護(hù)動(dòng)作序列設(shè)定開(kāi)關(guān)的拒動(dòng)，以此檢驗(yàn)后備保護(hù)。
4.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，該方法忽略暫態(tài)過(guò)程，只進(jìn)行穩(wěn)態(tài)計(jì)算。
5.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，該方法通過(guò)分別計(jì)算故障前后以及故障期間一次設(shè)備的潮流數(shù)值，確定繼電保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作情況，還原真實(shí)的配電網(wǎng)故障過(guò)程，分析一、二次設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及繼電保護(hù)動(dòng)作次序。
6.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，預(yù)置故障序列讀取并計(jì)算的方法為 讀取預(yù)置事故序列之前記錄初始電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值，進(jìn)行穩(wěn)態(tài)潮流計(jì)算，自動(dòng)判斷預(yù)置故障序列并告警，同時(shí)根據(jù)故障類(lèi)型計(jì)算短路電流，自動(dòng)判斷繼電保護(hù)啟動(dòng)條件，滿足啟動(dòng)條件后，將該保護(hù)所要?jiǎng)幼鞯拈_(kāi)關(guān)及動(dòng)作條件按照延時(shí)加入到保護(hù)動(dòng)作序列中。
7.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，預(yù)置保護(hù)動(dòng)作序列讀取并計(jì)算方法采用的是僅需提供依據(jù)保護(hù)動(dòng)作序列而計(jì)算配電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值的方法，起到校驗(yàn)保護(hù)是否逐級(jí)配合的目的。
8.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，預(yù)置故障序列、保護(hù)動(dòng)作序列混合讀取并計(jì)算方法在于能夠模擬開(kāi)關(guān)拒動(dòng)情況下電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)算，還可以設(shè)定開(kāi)關(guān)的拒動(dòng)，以校驗(yàn)開(kāi)關(guān)拒動(dòng)后后備保護(hù)的作用，滿足實(shí)際配電故障情況的需要。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種配電網(wǎng)一次及二次系統(tǒng)在線混合測(cè)定方法，讀取預(yù)置事故序列之前記錄的初始電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值，自動(dòng)判斷預(yù)置故障序列并告警；自動(dòng)判斷繼電保護(hù)啟動(dòng)條件，并自動(dòng)啟停相應(yīng)開(kāi)關(guān)，計(jì)算動(dòng)作后電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值；該方法計(jì)算時(shí)間短，響應(yīng)速度快，同時(shí)考慮一、二次設(shè)備的動(dòng)作情況，不僅能模擬已發(fā)生配電故障的發(fā)生過(guò)程，還可根據(jù)需要自行設(shè)定配電網(wǎng)故障時(shí)間及類(lèi)型，特別是能模擬故障時(shí)開(kāi)關(guān)拒動(dòng)時(shí)配電網(wǎng)潮流的變化及后備保護(hù)的配合，該方法可真實(shí)模擬配電網(wǎng)故障發(fā)生過(guò)程，全面了解配電網(wǎng)單一和多重故障情況下，繼電保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作次序及各階段一次設(shè)備的潮流數(shù)值，指導(dǎo)調(diào)度員的故障處理和模擬訓(xùn)練，檢驗(yàn)多重故障情況下配電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平。
文檔編號(hào)G01R31/08GK103063983SQ201210537518
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者覃嶺, 卞海波, 袁世強(qiáng), 劉美靜, 任博強(qiáng), 畢宏圖, 孫寧, 張路 申請(qǐng)人:天津市電力公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司