專利名稱：大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種電力系統(tǒng)的模擬與計算，具體涉及一種大規(guī) 模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)的數(shù)字仿真已成為電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計、調(diào)度運行和分析研究的主要工 具，電力系統(tǒng)各元件的數(shù)學(xué)模型以及由其構(gòu)成的全系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型是電力系統(tǒng)數(shù)字仿真的基 礎(chǔ)。模型和參數(shù)是仿真結(jié)果準確性的重要決定因素，直接影響著以此為基礎(chǔ)的決策方案。隨著特高壓國家骨干電網(wǎng)建設(shè)和全國聯(lián)網(wǎng)工程的推進，我國將形成規(guī)模巨大的全 國性交直流互聯(lián)電網(wǎng)。這使得電力系統(tǒng)特性發(fā)生很多變化，系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)行為變得更 加復(fù)雜。近些年國內(nèi)外發(fā)生的大停電事故多數(shù)起源于嚴重故障或連鎖反應(yīng)故障的沖擊，引 起潮流、電壓和頻率等電氣量和原動機系統(tǒng)變量的長期變化過程，最終導(dǎo)致系統(tǒng)失去穩(wěn)定， 經(jīng)濟損失慘重。連鎖反應(yīng)事故中，繼電保護裝置的動作行為極為關(guān)鍵，是防止系統(tǒng)崩潰的重 要防線。目前，國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的電力系統(tǒng)分析工具對繼電保護模型的研究和應(yīng)用較少， 尚不夠深入，無法真實地反映繼電保護元件的控制規(guī)律。特別是對保護誤動或拒動引發(fā)的 級聯(lián)故障，缺乏有效的仿真處理方法。為滿足我國大電網(wǎng)安全運行仿真的需要，準確模擬電 力系統(tǒng)受到擾動之后整個連續(xù)的動態(tài)過程，研究適用于大規(guī)模電力系統(tǒng)機電暫態(tài)和中長期 動態(tài)過程的繼電保護建模方法是非常必要的。在國內(nèi)外常用的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真程序中，PSASP穩(wěn)定程序沒有提供繼電保 護模型，僅靠預(yù)定時間后斷路器的開斷來實現(xiàn)保護功能；其他仿真軟件如PSD-BPA、PSS/E、 EUR0STAG、NET0MAC等等，雖然提供了一些簡單的繼電保護模型，但種類不夠豐富，且都是以 國外的繼電保護裝置為原型，與我國電力系統(tǒng)中實際廣泛應(yīng)用的繼電保護裝置有著較大區(qū) 別，不能反映我國電力系統(tǒng)中繼電保護裝置的動作特性，特別是不能滿足由于電力系統(tǒng)中 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的差異、運行習(xí)慣的不同和系統(tǒng)需求的變化，實際系統(tǒng)中存在著大量的繼電保護 非標產(chǎn)品的現(xiàn)實狀態(tài)。作為電力系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛的暫態(tài)仿真程序EMTP和EMTDC，雖然提供了可供保護 建模的通用工具，但由于其主要用途是電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)分析，對電力系統(tǒng)各部分均采用 微分方程建模，因此精度最高，但運算量大，計算速度慢，并不適合大規(guī)模電力系統(tǒng)機電暫 態(tài)和中長期動態(tài)過程。在調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)(DTS)中，通常采用邏輯法或定值法對繼電保護裝置建模，但 由于實時性的限制，這些模型往往比較粗略，仿真結(jié)果與實際情況出入較大。近年來，有國內(nèi)外學(xué)者相繼提出將柔性仿真技術(shù)、混雜Petri網(wǎng)等理論引入繼電 保護建模研究，但目前多處于理論研究階段，尚不能在廣泛使用的仿真軟件中得到實際應(yīng)用。在電力系統(tǒng)動態(tài)仿真程序中建立與實際應(yīng)用的繼電保護裝置動作特性相一致的模型，可以克服往仿真軟件不能真實反映因保護拒動或誤動而產(chǎn)生的連鎖故障的缺點，能 夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)全動態(tài)過程進行有效仿真，準確模擬電力系統(tǒng)受到擾動之后整個連續(xù)的動態(tài) 過程，為分析電力系統(tǒng)的中長期過程動態(tài)穩(wěn)定性問題和研究防止事故擴大的有效措施(例 如，第3道防線等等)提供強大的仿真功能。此外，還可以進行復(fù)雜和嚴重事故的事后分析， 研究擾動后較長時間的事故重演，以了解事故發(fā)生的本質(zhì)原因，研究正確的反事故措施等。 準確的繼電保護模型將大大提高仿真的真實性和準確性，無論對于研究非線性超大規(guī)模電 力系統(tǒng)動態(tài)特性機理，還是對于準確分析電力系統(tǒng)動態(tài)過程的穩(wěn)定性問題，都具有重要的眉、ο發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿 真中繼電保護模型的構(gòu)建方法。
本發(fā)明在大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法中，采用虛擬繼電 器、配置表、邏輯梯形圖對繼電保護的動作行為進行模擬，并與一次系統(tǒng)模型進行接口，實 現(xiàn)閉環(huán)式的電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定仿真。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對大規(guī)模電力系統(tǒng)中各種不同保護的 保護裝置的不同保護功能的準確模擬，最大程度地滿足全系統(tǒng)不同地區(qū)、不同用戶的需求， 真實地反映繼電保護元件控制規(guī)律。
本發(fā)明的方法具體包括下列步驟
步驟102 預(yù)先將輸入的潮流基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值參數(shù)、動態(tài)元件參數(shù)、繼電 保護定值進行初始化；
步驟103 動態(tài)仿真程序迭代計算得到本步長全系統(tǒng)模擬量和狀態(tài)量，繼電保護 模型從保護安裝地點獲取相關(guān)量；
步驟104 由繼電保護元件得到相應(yīng)配置表，并計算得到各虛擬繼電器狀態(tài)；
步驟105 由邏輯圖中讀出一行控制邏輯，并對該行控制邏輯進行操作；
步驟106 判別是否有繼電保護動作，如果有則執(zhí)行步驟107，否則，執(zhí)行步驟 108 ；
步驟107 將繼電保護動作信息插入到動態(tài)仿真程序的事件隊列中；
步驟108 判別該繼電保護元件邏輯圖是否掃描完畢，若掃描完畢，則執(zhí)行步驟 109，否則，重復(fù)執(zhí)行步驟105-108 ；
步驟109 判別是否所有保護元件邏輯掃描完畢，若掃描完畢，則執(zhí)行步驟110，否 則重復(fù)執(zhí)行步驟104-109 ；
步驟110 判別有無繼電保護動作事件發(fā)生，若有則執(zhí)行步驟111，否則執(zhí)行步驟 113 ；
步驟111 改變相應(yīng)斷路器狀態(tài)，修改網(wǎng)絡(luò)方程的雅可比矩陣元素；
步驟112 聯(lián)立求解事件觸發(fā)時刻的系統(tǒng)狀態(tài)；
步驟113 判別計算時間是否已經(jīng)到了，若時間到了則結(jié)束，否則重復(fù)執(zhí)行步驟 103至步驟112。
依據(jù)本發(fā)明的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法，還具有在所 述步驟102中的預(yù)先將輸入的潮流基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值參數(shù)、動態(tài)元件參數(shù)、繼電保護定值進行初始化，包括繼電保護模型的對象實例化，并從潮流數(shù)據(jù)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值參數(shù)、動 態(tài)元件參數(shù)獲取保護對象的初始狀態(tài)，通過繼電保護功能元件基本信息模型實現(xiàn)繼電保護 模型和保護對象之間的動態(tài)關(guān)聯(lián)，并通過功能元件配置表建立繼電保護定值和實際輸入之 間的映射關(guān)系。
依據(jù)本發(fā)明的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法，還具有在所 述步驟103、107、111、112中動態(tài)仿真程序迭代計算得到本步長全系統(tǒng)模擬量和狀態(tài)量，并 由各繼電保護模型從保護安裝地點獲取相關(guān)量，判斷保護動作行為，繼電保護動作后將信 息插入到動態(tài)仿真程序的事件隊列中，改變相應(yīng)斷路器狀態(tài)，修改網(wǎng)絡(luò)方程的雅可比矩陣 元素聯(lián)立求解事件觸發(fā)時刻的系統(tǒng)狀態(tài)，從而實現(xiàn)閉環(huán)的大規(guī)模電力系統(tǒng)全系統(tǒng)繼電保護 動態(tài)仿真。
依據(jù)本發(fā)明的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法，還具有在所 述虛擬繼電器是對真實繼電器的一種模擬，并可進行特定邏輯操作。本發(fā)明還定義了輸入 繼電器、時間繼電器、脈沖繼電器、輸出繼電器和中間繼電器五類虛擬繼電器。
依據(jù)本發(fā)明的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法，還具有在所 述配置表是虛擬繼電器和其參考源之間映射關(guān)系的一種集合，繼電保護模型根據(jù)配置表找 到虛擬繼電器及其參考源(定值)，并根據(jù)相應(yīng)輸入計算得到虛擬繼電器的輸出狀態(tài)。
依據(jù)本發(fā)明的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法，還具有在所 述邏輯操作是對虛擬繼電器的動作行為規(guī)范，包含輸出、自保持、復(fù)位和跳轉(zhuǎn)四種操作。
依據(jù)本發(fā)明的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法，還具有在所 述邏輯圖是描述虛擬繼電器之間的邏輯關(guān)系的工具，并根據(jù)配置表所建立的映射關(guān)系，轉(zhuǎn) 換為一系列可以執(zhí)行的判別表達式的集合，實現(xiàn)對保護功能的邏輯描述。
本發(fā)明的有益效果是依照大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方 法，能夠?qū)崿F(xiàn)對實際電力系統(tǒng)中各種不同繼電保護裝置進行準確模擬，并與一次系統(tǒng)模型 進行接口，實現(xiàn)閉環(huán)式的電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定仿真。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對大規(guī)模電力系統(tǒng)中各 種不同保護的保護裝置的不同保護功能的模擬，最大程度地滿足全系統(tǒng)不同地區(qū)、不同用 戶的需求，解決了現(xiàn)有仿真程序中缺乏準確的繼電保護模型，無法真實地反映繼電保護元 件控制規(guī)律的問題。


圖1為依據(jù)本發(fā)明的電力系統(tǒng)繼電保護結(jié)構(gòu)層次示意圖。
圖2為依據(jù)本發(fā)明的繼電保護模型基本信息定義。
圖3為依據(jù)本發(fā)明的繼電保護模型配置表格式。
圖4和圖5為依據(jù)本發(fā)明的邏輯圖示意。
圖6為本發(fā)明的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法的流程圖。
具體實施方式
以下，參考附圖2-6詳細描述本發(fā)明的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型 的構(gòu)建方法。
實際電力系統(tǒng)中保護裝置的種類繁多，每一種保護裝置通常都會配置多種保護功能，而同一種保護功能又可能存在于不同的保護裝置，并且各種保護之間配合情況十分復(fù) 雜，沒有固定的模式。此外，由于電力系統(tǒng)中網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的差異、運行習(xí)慣的不同和系統(tǒng)需求 的變化，實際系統(tǒng)中存在著大量的繼電保護非標產(chǎn)品。直接對具體的保護裝置建模，進行大 規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真是不可能的。從圖1電力系統(tǒng)繼電保護結(jié)構(gòu)層次圖可以清楚地看 到，整個繼電保護系統(tǒng)可以逐層分解為有限的若干種基本保護功能元件。因此，本發(fā)明采用 面向?qū)ο蟮慕Ｋ枷?，分層次地對保護設(shè)備進行建模，提出一種基于虛擬繼電器的繼電保 護建模方法。1.虛擬繼電器是對真實繼電器的一種模擬，按其類型可以分為輸入繼電器，輸入 繼電器、中間繼電器、時間繼電器、脈沖繼電器和輸出繼電器。本發(fā)明引入虛擬繼電器，把每 個邏輯環(huán)節(jié)當成一個獨立的對象來處理，從而實現(xiàn)保護的靈活配置。為了規(guī)范虛擬繼電器 的動作行為，定義虛擬繼電器時必須指定觸點性質(zhì)。若為常開觸點，則當輸入大于參考源 時，觸點閉合，否則，觸點斷開。常閉則正好相反。1)輸入繼電器是一種基于輸入量激勵的虛擬繼電器，用于描述輸入量在保護實現(xiàn) 中的動作行為特性。其中，輸入量可以是電流、電壓等直接從仿真程序獲得的輸入量，也可 以是阻抗、方向和差流等間接輸入量或者其他狀態(tài)量。輸入繼電器采用相關(guān)算法得到所表 征輸入量，并根據(jù)參考源判別其是否滿足動作行為特性，如阻抗元件是否落入動作區(qū)內(nèi)，選 相元件是否動作等，是保護算法在仿真中的主要體現(xiàn)方式。根據(jù)輸入對象的不同，輸入繼電器可分為狀態(tài)繼電器、電流繼電器、電壓繼電器、 阻抗繼電器，功率繼電器，方向繼電器等等。每一類繼電器又根據(jù)相、序進一步細分。2)時間繼電器時間繼電器是對保護邏輯中計時器的模擬。只有繼電器的輸入在整定延時內(nèi)一直 保持為“1”，繼電器觸點方能閉合；輸入一旦消失，繼電器立即返回，觸點也隨之斷開。時間 繼電器的參考源就是時間定值或時間常數(shù)。3)脈沖繼電器和時間繼電器不同，脈沖繼電器觸點的保持時間是可以設(shè)置的。在輸入條件消失 后，繼電器觸點在整定時間內(nèi)可以繼續(xù)保持閉合狀態(tài)。脈沖繼電器的參考源同樣也是時間 定值或時間常數(shù)。4)輸出繼電器輸出繼電器作為邏輯控制的結(jié)果，用于驅(qū)動被控對象，是對真實繼電器的反映，在 仿真中用于將執(zhí)行結(jié)果返回到仿真環(huán)境中。這類繼電器不需要參考源，也可以認為參考源 就是輸入本身。5)中間繼電器中間繼電器的作用和實際裝置中的中間繼電器相似，只要有輸入就會有相應(yīng)的輸 出，僅用于內(nèi)部邏輯的轉(zhuǎn)換，和系統(tǒng)的輸入輸出沒有直接關(guān)系。2.圖2為繼電保護模型配置表格式。為了使虛擬繼電器能夠正常工作，需要為其 定義繼電器類型、輸入和參考源，這個過程就是配置表的形成。本發(fā)明所述配置表示虛擬繼 電器和參考源之間的一種映射關(guān)系，其中，參考源可以通過定值或常數(shù)的方式確定。圖3所 示配置表的左側(cè)分別為虛擬繼電器的、名稱和觸點屬性，右側(cè)為該虛擬繼電器相應(yīng)的定值 名稱、單位、數(shù)值以及該定值在保護定值表中的排列序號。
3.邏輯操作定義輸入繼電器之間的邏輯關(guān)系必須是與和或，其他繼電器則可以進行輸出，保 持，RST復(fù)位，跳轉(zhuǎn)四種邏輯操作，具體定義如下1)輸出操作對繼電器進行輸出操作，輸出始終受輸入影響，輸入一旦消失，輸出 隨之消失。操作對象包括輸出繼電器、中間繼電器和時間繼電器。2)保持操作用于對繼電器進行保持操作。一旦觸發(fā)，不再受輸入影響，只有遇到 對該繼電器進行復(fù)位操作，方能收回，操作對象僅限于中間繼電器和輸出繼電器。3)復(fù)位操作對繼電器進行復(fù)位操作，與SET配對使用，操作對象僅限于中間繼電 器和輸出繼電器。4)跳轉(zhuǎn)操作跳轉(zhuǎn)語句，用于條件選擇。4.保護邏輯建模1-3節(jié)定義了虛擬繼電器、邏輯操作和配置表，提供了對保護元件進行邏輯描述的 基本工具。本發(fā)明所述邏輯圖是用來描述保護動作邏輯的工具，圖3和圖4分別給出了一 種距離保護模型和一種重合間模型的示意邏輯圖，圖中各虛擬繼電器右側(cè)括號標出了相應(yīng) 的虛擬繼電器序號。繼電保護模型實現(xiàn)的是虛擬繼電器之間的邏輯操作，途徑便是邏輯圖。 可見，配置表描述了虛擬繼電器和定值之間的映射關(guān)系，而邏輯圖給出了虛擬繼電器之間 的邏輯關(guān)系，兩者缺一不可，是保護模型的重要組成部分。由于配置表的存在，梯形圖的邏 輯關(guān)系轉(zhuǎn)換為一系列可以執(zhí)行的判別表達式的集合，邏輯圖和配置表共同實現(xiàn)了保護功能 的描述。5.圖5為繼電保護模型基本信息定義格式。為了便于模型辨識和信息交換，需要 對全系統(tǒng)的繼電保護模型的保護對象等基本信息進行定義。常見的電力系統(tǒng)中的保護對象 為線路、變壓器、發(fā)電機、電容器、電抗器等。其中，圖5左側(cè)為線路或變壓器等基本信息定 義，右側(cè)為發(fā)電機等基本信息定義。圖中所示信息可以唯一的確定繼電保護模型的功能以 及被保護對象。為了方便引用，本發(fā)明對上述信息進行編碼得到繼電保護系統(tǒng)的32位功能 元件唯一標識。6.附圖6為本發(fā)明實施例的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方 法的流程圖。如附圖6所示的，根據(jù)本發(fā)明的實施例的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模 型的構(gòu)建方法包括如下步驟步驟101 設(shè)置計算時間T = 0，開始仿真計算；步驟102 預(yù)先將輸入的潮流基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值參數(shù)、動態(tài)元件參數(shù)、繼電 保護定值進行初始化，包括繼電保護模型的對象實例化，并從潮流數(shù)據(jù)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值參 數(shù)、動態(tài)元件參數(shù)獲取保護對象的初始狀態(tài)，通過繼電保護功能元件基本信息模型實現(xiàn)繼 電保護模型和保護對象之間的動態(tài)關(guān)聯(lián)，并通過功能元件配置表建立繼電保護定值和實際 輸入之間的映射關(guān)系；步驟103 動態(tài)仿真程序迭代計算得到本步長全系統(tǒng)模擬量和狀態(tài)量，并由各繼 電保護模型從保護安裝地點獲取相關(guān)量，為繼電保護模型的輸入提供接口。步驟104 由繼電保護模型索引到相應(yīng)配置表，根據(jù)輸入量和相應(yīng)定值，分別計算 得到各虛擬繼電器狀態(tài)；
步驟105 由邏輯圖中讀出一行控制邏輯，并對該行控制邏輯進行操作；
步驟106 判別是否有繼電保護動作，如果有則執(zhí)行步驟107，否則，執(zhí)行步驟 108 ；
步驟107 將繼電保護動作信息插入到動態(tài)仿真程序的事件隊列中；
步驟108 判別該繼電保護元件邏輯圖是否掃描完畢，若掃描完畢，則執(zhí)行步驟 109，對下一個繼電保護模型進行邏輯掃描；否則，重復(fù)執(zhí)行步驟105-108 ；
步驟109 判別是否全系統(tǒng)所有繼電保護模型的邏輯掃描完畢，若掃描完畢，則執(zhí) 行步驟110，否則重復(fù)執(zhí)行步驟104-109 ；
步驟110 判別此刻有無繼電保護動作事件發(fā)生，若有則執(zhí)行步驟111，否則執(zhí)行 步驟113 ；
步驟111 根據(jù)發(fā)生的事件進行復(fù)故障計算，改變相應(yīng)斷路器狀態(tài)，修改網(wǎng)絡(luò)方程 的雅可比矩陣元素；
步驟112 聯(lián)立求解事件觸發(fā)時刻的系統(tǒng)狀態(tài)；
步驟113 判別計算時間是否已經(jīng)到了，若時間到擇結(jié)束，否則重復(fù)執(zhí)行步驟103 至步驟112 ；
步驟114 計算時間到，則整個模型的本次計算結(jié)束。
綜上所述，依照本發(fā)明的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法， 其中，采用虛擬繼電器、配置表、邏輯梯形圖對繼電保護的動作行為進行模擬。本發(fā)明能夠 實現(xiàn)對各種不同保護的保護裝置的不同保護功能的模擬，最大程度地滿足不同地區(qū)、不同 用戶的實際需求，建立動態(tài)仿真程序中準確的繼電保護模型，真實地反映繼電保護元件控 制規(guī)律的問題，并建立了與一次系統(tǒng)模型的接口，實現(xiàn)閉環(huán)式的穩(wěn)定仿真，能夠滿足大規(guī)模 電力系統(tǒng)動態(tài)仿真對繼電保護系統(tǒng)模擬的要求。
以上是為了使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解本發(fā)明，而對本發(fā)明進行的詳細描述，但 可以想到，在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋的范圍內(nèi)還可以做出其它的變化和修改，這 些變化和修改均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法，其特征在于采用虛擬繼 電器、配置表和邏輯梯形圖對繼電保護的動作行為進行模擬，并與一次系統(tǒng)模型進行接口， 實現(xiàn)閉環(huán)式的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定仿真。
2.如權(quán)利要求1所述的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法，其特征 在于，具體包括下列步驟步驟102 預(yù)先將輸入的潮流基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值參數(shù)、動態(tài)元件參數(shù)和繼電保護 定值進行初始化；步驟103 動態(tài)仿真程序迭代計算得到本步長全系統(tǒng)模擬量和狀態(tài)量，繼電保護模型 從保護安裝地點獲取相關(guān)量；步驟104 由繼電保護元件得到相應(yīng)配置表，并計算得到各虛擬繼電器狀態(tài)； 步驟105 由邏輯圖中讀出一行控制邏輯，并對該行控制邏輯進行操作； 步驟106 判別是否有繼電保護動作，如果有則執(zhí)行步驟107，否則，執(zhí)行步驟108 ； 步驟107 將繼電保護動作信息插入到動態(tài)仿真程序的事件隊列中； 步驟108 判別該繼電保護元件邏輯圖是否掃描完畢，若掃描完畢，則執(zhí)行步驟109，否 則，重復(fù)執(zhí)行步驟105-108 ；步驟109 判別是否所有保護元件邏輯掃描完畢，若掃描完畢，則執(zhí)行步驟110，否則重 復(fù)執(zhí)行步驟104-109 ；步驟110 判別有無繼電保護動作事件發(fā)生，若有則執(zhí)行步驟111，否則執(zhí)行步驟113 ； 步驟111 改變相應(yīng)斷路器狀態(tài)，修改網(wǎng)絡(luò)方程的雅可比矩陣元素； 步驟112 聯(lián)立求解事件觸發(fā)時刻的系統(tǒng)狀態(tài)；步驟113 判別計算時間是否已經(jīng)到了，若時間到了則結(jié)束，否則重復(fù)執(zhí)行步驟103至 步驟112。
3.如權(quán)利要求2所述的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法，其特 征在于，在所述步驟102中的預(yù)先將輸入的潮流基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值參數(shù)、動態(tài)元件參 數(shù)、繼電保護定值進行初始化，包括繼電保護模型的對象實例化，并從潮流數(shù)據(jù)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 等值參數(shù)、動態(tài)元件參數(shù)獲取保護對象的初始狀態(tài)，通過繼電保護功能元件基本信息模型 實現(xiàn)繼電保護模型和保護對象之間的動態(tài)關(guān)聯(lián)，并通過功能元件配置表建立繼電保護定值 和實際輸入之間的映射關(guān)系。
4.如權(quán)利要求3所述的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法，其特征 在于，在所述步驟103、107、111、112中動態(tài)仿真程序迭代計算得到本步長全系統(tǒng)模擬量和 狀態(tài)量，并由各繼電保護模型從保護安裝地點獲取相關(guān)量，判斷保護動作行為，繼電保護動 作后將信息插入到動態(tài)仿真程序的事件隊列中，改變相應(yīng)斷路器狀態(tài)，修改網(wǎng)絡(luò)方程的雅 可比矩陣元素聯(lián)立求解事件觸發(fā)時刻的系統(tǒng)狀態(tài)，從而實現(xiàn)閉環(huán)的大規(guī)模電力系統(tǒng)全系統(tǒng) 繼電保護動態(tài)仿真。
5.如權(quán)利要求4所述的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法，其特征 在于，所述虛擬繼電器是對真實繼電器的一種模擬，并可進行特定邏輯操作。
6.如權(quán)利要求5所述的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法，其特征 在于，所述配置表是虛擬繼電器和其參考源之間映射關(guān)系的一種集合，繼電保護模型根據(jù) 配置表找到虛擬繼電器及其參考源，所述參考源為定值，并根據(jù)相應(yīng)輸入計算得到虛擬繼電器的輸出狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求6所述的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法，其特征 在于，所述邏輯操作是對虛擬繼電器的動作行為規(guī)范，包含輸出、自保持、復(fù)位和跳轉(zhuǎn)四種 操作。
8.如權(quán)利要求7所述的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法，其特征 在于，所述邏輯圖是描述虛擬繼電器之間的邏輯關(guān)系的工具，并根據(jù)配置表所建立的映射 關(guān)系，轉(zhuǎn)換為一系列可以執(zhí)行的判別表達式的集合，實現(xiàn)對保護功能的邏輯描述。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中繼電保護模型的構(gòu)建方法，其中，采用虛擬繼電器、配置表、邏輯梯形圖對繼電保護的動作行為進行模擬，并與一次系統(tǒng)模型進行接口，實現(xiàn)閉環(huán)式的大規(guī)模電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定仿真。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對大規(guī)模電力系統(tǒng)中各種不同保護的保護裝置的不同保護功能的模擬，最大程度地滿足全系統(tǒng)不同地區(qū)、不同用戶的需求，解決了現(xiàn)有仿真程序中缺乏準確的繼電保護模型，無法真實地反映繼電保護元件控制規(guī)律的問題。
文檔編號G06F17/50GK102033993SQ20101057589
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者仲悟之, 劉濤, 吳國旸, 宋新立, 湯涌 申請人:中國電力科學(xué)研究院