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)滿足四個基本要求可靠性、選擇性、速動性、靈敏性。繼電保護(hù)的可靠性包括不發(fā)生誤動作和不發(fā)生拒絕動作兩層含義；繼電保護(hù)的選擇性是指保護(hù)裝置動作時，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)裝置動作切除故障，二是要力爭相鄰元件的保護(hù)裝置對故障元件起后備保護(hù)的作用；繼電保護(hù)的速動性是指盡可能快地切除故障；繼電保護(hù)的靈敏性是指對于其保護(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)算法的合理性和實用性、保護(hù)在特定故障下動作是否正確，保護(hù)的動作區(qū)能否滿足要求等，都需要對其進(jìn)行校驗并能給出合理的、正確的評價。保護(hù)裝置之間存在配合關(guān)系，如線路保護(hù)延時段的保護(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)校驗的重點和難點。中國專利《電網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護(hù)在線校核方法》(申請?zhí)?200810147821. 2 )提出了通過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)的實時運(yùn)行數(shù)據(jù)，然后按照保護(hù)整定規(guī)程進(jìn)行故障計算，最后根據(jù)校核規(guī)則對保護(hù)定值進(jìn)行校核。文獻(xiàn)《基于整定逆過程的保護(hù)定值在線校核原則》(《電力系統(tǒng)自動化》第35卷第12期)提出了基于整定逆過程的保護(hù)定值在線校核思想。但是目前公開的文獻(xiàn)都沒有對繼電保護(hù)的配合關(guān)系提供一種實用的校核方案。因此，本發(fā)明人針對目前的研究空白，提出一種針對繼電保護(hù)配合關(guān)系的實用性校核方法，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)問題，是針對前述背景技術(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，通過考察各相關(guān)保護(hù)的動作行為， 實現(xiàn)對保護(hù)定值的正確性及合理性進(jìn)行校驗。本發(fā)明為解決以上技術(shù)問題，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和故障類型故障點自動掃描模式下由程序自動確認(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；
故障類型自動掃描模式下計算線路三相、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)過處理后，得到可能動作的保護(hù)集合；
(5)仿真短路故障
對上述故障進(jìn)行時域仿真，計算故障過程中和故障消除后電網(wǎng)各處的電氣量變化情
況；
(6)計算流過受影響元件的電氣量
計算故障發(fā)生后每個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)中流過受影響元件的電氣量，進(jìn)行仿真校核；
(7)計算受影響保護(hù)單元的相關(guān)信息
根據(jù)受影響元件的電氣量計算受影響保護(hù)單元中的相關(guān)數(shù)值；
(8)保護(hù)動作仿真
分析運(yùn)行受影響保護(hù)單元的模型，判斷保護(hù)是否動作，若有保護(hù)動作，則轉(zhuǎn)入步驟(9)， 若無保護(hù)動作，再判斷時間是否已到達(dá)仿真時長，未到達(dá)仿真時長則返回步驟(5)，已到達(dá)仿真時長則進(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)生成完整的仿真報告
當(dāng)仿真完成后，生成完整的仿真報告。上述步驟(2)中所述的指定故障類型是經(jīng)過渡電阻短路、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、上兩級元件，生成受影響元件集。上述步驟(8)中，保護(hù)動作仿真包含模擬保護(hù)拒動的情況。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，生成完整的仿真報告，校驗保護(hù)定值的正確性及合理性。本發(fā)明物理過程清晰，保護(hù)原理、動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。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。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和故障類型
故障點自動掃描模式下由程序自動確認(rèn)(線路兩側(cè)、中間點可選)，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；
故障類型自動掃描模式下計算線路三相、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、上兩級元件，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)過處理后，得到可能動作的保護(hù)集合。(5)仿真短路故障
對上述故障進(jìn)行時域仿真，計算故障過程中和故障消除后電網(wǎng)各處的電氣量變化情況。(6)計算流過受影響元件的電氣量
計算故障發(fā)生后每個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)中流過受影響元件的電氣量，進(jìn)行仿真校核。(7)計算受影響保護(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)是否動作，若有保護(hù)動作，則轉(zhuǎn)入步驟(9)， 修改網(wǎng)絡(luò)矩陣，若無保護(hù)動作，再判斷時間是否已到達(dá)仿真時長，未到達(dá)仿真時長則返回步驟(5)繼續(xù)進(jìn)行故障時域仿真計算，已到達(dá)仿真時長則結(jié)束故障時域仿真計算，進(jìn)入步驟 (10)；保護(hù)動作仿真可模擬保護(hù)拒動的情況，由用戶指定某應(yīng)該動作的保護(hù)拒絕動作。(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)生成完整的仿真報告
當(dāng)仿真完成后，生成完整的仿真報告。仿真報告內(nèi)容包括哪些保護(hù)動作、哪些保護(hù)啟動，以及所有考察之列保護(hù)的定值、測量值、延時等記錄。通過考察保護(hù)的動作行為，實現(xiàn)對保護(hù)定值的正確性及合理性進(jìn)行校驗。以上實施例僅為說明本發(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，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和故障類型故障點自動掃描模式下由程序自動確認(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；故障類型自動掃描模式下計算線路三相、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)過處理后，得到可能動作的保護(hù)集合；(5)仿真短路故障對上述故障進(jìn)行時域仿真，計算故障過程中和故障消除后電網(wǎng)各處的電氣量變化情況；(6)計算流過受影響元件的電氣量計算故障發(fā)生后每個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)中流過受影響元件的電氣量，進(jìn)行仿真校核；(7)計算受影響保護(hù)單元的相關(guān)信息根據(jù)受影響元件的電氣量計算受影響保護(hù)單元中的相關(guān)數(shù)值；(8)保護(hù)動作仿真分析運(yùn)行受影響保護(hù)單元的模型，判斷保護(hù)是否動作，若有保護(hù)動作，則轉(zhuǎn)入步驟(9)， 若無保護(hù)動作，再判斷時間是否已到達(dá)仿真時長，未到達(dá)仿真時長則返回步驟(5)，已到達(dá)仿真時長則進(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)生成完整的仿真報告當(dāng)仿真完成后，生成完整的仿真報告。
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、上兩級元件，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)動作仿真包含模擬保護(hù)拒動的情況。
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，仿真計算故障過程中和故障消除后的電氣量變化情況，確定每個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)是否動作；若保護(hù)動作，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，生成完整的仿真報告。此方法可模擬電網(wǎng)故障情形，通過考察各相關(guān)保護(hù)的動作行為，實現(xiàn)對保護(hù)定值的正確性及合理性進(jìn)行校驗。
文檔編號H02H7/26GK102386616SQ20111038348
公開日2012年3月21日 申請日期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, 夏彥輝, 張玉瓊, 畢兆東 申請人: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