基于自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子的區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了電力系統(tǒng)故障識別【技術(shù)領(lǐng)域】中的一種基于自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子的區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)及其方法。區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、保護(hù)效用度整定模塊、保護(hù)協(xié)同度函數(shù)生成模塊、保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)生成模塊和故障識別模塊；方法包括：采集保護(hù)區(qū)域中各自適應(yīng)電流保護(hù)的整定值和保護(hù)動(dòng)作實(shí)際狀態(tài)；計(jì)算各自適應(yīng)電流保護(hù)的效用度；計(jì)算各條線路的保護(hù)協(xié)同度函數(shù)值；計(jì)算各條線路的保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)值；計(jì)算各條線路的自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子；根據(jù)各條線路的自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子識別故障線路。發(fā)明能自適應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行方式的變化且自適應(yīng)電流保護(hù)判據(jù)的形成與保護(hù)動(dòng)作值的獲取不依賴于通信系統(tǒng)的同步性，可對故障進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。
【專利說明】基于自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子的區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)故障識別【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子的區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的繼電保護(hù)通常將離線整定的固定值帶入保護(hù)判據(jù)進(jìn)行判斷，在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行方式多變的電網(wǎng)中，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)已經(jīng)難以滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定的要求。近年來，自適應(yīng)繼電保護(hù)研究的日趨成熟，以及區(qū)域通信技術(shù)研究的不斷深入，為構(gòu)建能夠適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的區(qū)域后備保護(hù)系統(tǒng)提供了契機(jī)。
[0003]目前，基于區(qū)域信息改善和提高繼電保護(hù)性能的研究大致分為三類:(I)通過對潮流轉(zhuǎn)移的研究，在區(qū)域電網(wǎng)安穩(wěn)控制系統(tǒng)的配合下，有效切除過負(fù)荷元件，達(dá)到防止后備保護(hù)連鎖跳閘的目的；(2)通過對區(qū)域多源信息的有效利用形成新的區(qū)域后備保護(hù)算法，在識別故障區(qū)域的基礎(chǔ)上快速切除故障元件，從而提高繼電保護(hù)性能；(3)電網(wǎng)在線自適應(yīng)整定計(jì)算，即在當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行方式下對繼電保護(hù)特別是后備保護(hù)進(jìn)行在線整定，使繼電保護(hù)保持較高的靈敏性和選擇性，處于最佳工作狀態(tài)。
[0004]在微機(jī)保護(hù)發(fā)展初期，對自適應(yīng)電流保護(hù)的研究主要基于本地信息進(jìn)行整定計(jì)算，隨著廣域通信技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)基于廣域信息的自適應(yīng)電流保護(hù)的條件日臻成熟。然而，通信技術(shù)的可靠性仍是制約區(qū)域后備保護(hù)工程實(shí)現(xiàn)的瓶頸，如何在通信異常的情況下利用多源信息可靠識別故障是區(qū)域后備保護(hù)研究的一大難點(diǎn)。再者，基于PMU的廣域信息延時(shí)問題難以避免，信息的同步性仍不能得到有效保障，在構(gòu)建區(qū)域后備保護(hù)方案時(shí)還需考慮通信系統(tǒng)非同步的問題。
[0005]針對上述問題，本發(fā)明提出了一種基于自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子的區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)及其方法。首先，將自適應(yīng)電流保護(hù)動(dòng)作情況在故障識別中的作用定義為自適應(yīng)電流保護(hù)的效用度，并將其作為信息融合的權(quán)重，構(gòu)建自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同度函數(shù)以及自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)；然后，將自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同度函數(shù)與協(xié)同度期望函數(shù)的比值定義為自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子；最后，通過判斷自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子的大小定位故障。該發(fā)明引入了自適應(yīng)電流保護(hù)判據(jù)，可在線完成保護(hù)的整定計(jì)算以及故障判斷，并能自適應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行方式的變化；同時(shí)，該算法中自適應(yīng)電流保護(hù)判據(jù)的形成與保護(hù)動(dòng)作值的獲取不依賴于通信系統(tǒng)的同步性。在自適應(yīng)電流保護(hù)動(dòng)作信息高位數(shù)缺失或錯(cuò)誤的情況下，利用本發(fā)明仍能對故障進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種基于自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子的區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)及其方法，用于解決現(xiàn)有區(qū)域后備保護(hù)保護(hù)功能容錯(cuò)性較低并依賴數(shù)據(jù)同步性的問題。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是，一種基于自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子的區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)，其特征是所述區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、保護(hù)效用度整定模塊、保護(hù)協(xié)同度函數(shù)生成模塊、保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)生成模塊和故障識別模塊；
[0008]所述數(shù)據(jù)采集模塊分別與保護(hù)效用度整定模塊和保護(hù)協(xié)同度函數(shù)生成模塊相連；
[0009]所述保護(hù)效用度整定模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、保護(hù)協(xié)同度函數(shù)生成模塊和保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)生成模塊相連；
[0010]所述保護(hù)協(xié)同度函數(shù)生成模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、保護(hù)效用度整定模塊和故障識別模塊相連；
[0011]所述保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)生成模塊分別與保護(hù)效用度整定模塊和故障識別模塊相連；
[0012]所述故障識別模塊分別與保護(hù)協(xié)同度函數(shù)生成模塊和保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)生成模塊相連；
[0013]所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集保護(hù)區(qū)域中各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的整定值和保護(hù)動(dòng)作實(shí)際狀態(tài)，并將采集到的各個(gè)自適應(yīng)保護(hù)的電流整定值發(fā)送至保護(hù)效用度整定模塊，將采集到的各個(gè)保護(hù)動(dòng)作實(shí)際狀態(tài)發(fā)送至保護(hù)協(xié)同度函數(shù)生成模塊；
[0014]其中，自適應(yīng)電流保護(hù)的整定值包括自適應(yīng)電流保護(hù)的I段整定值、自適應(yīng)電流保護(hù)的II段整定值和自適應(yīng)電流保護(hù)的III段整定值；
[0015]自適應(yīng)電流保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)包括自適應(yīng)電流保護(hù)的I段實(shí)際狀態(tài)、自適應(yīng)電流保護(hù)的II段實(shí)際狀態(tài)和自適應(yīng)電流保護(hù)的III段實(shí)際狀態(tài)；
[0016]實(shí)際狀態(tài)包括動(dòng)作狀態(tài)和不動(dòng)作狀態(tài)；
[0017]所述保護(hù)效用度整定模塊用于根據(jù)各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的整定值，計(jì)算各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的效用度，再將各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的效用度發(fā)送至保護(hù)協(xié)同度函數(shù)生成模塊和保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)生成模塊；其中，所述各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的效用度包括各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的I段效用度、各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的II段效用度和各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的III段效用度；
[0018]所述保護(hù)協(xié)同度函數(shù)生成模塊用于根據(jù)各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)和各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的效用度，計(jì)算各條線路的保護(hù)協(xié)同度函數(shù)值，再將各條線路的保護(hù)協(xié)同度函數(shù)值發(fā)送至故障識別模塊；
[0019]所述保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)生成模塊用于根據(jù)各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的效用度計(jì)算各條線路的保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)值，再將各條線路的保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)值發(fā)送至故障識別豐旲塊;
[0020]所述故障識別模塊用于根據(jù)各條線路的保護(hù)協(xié)同度函數(shù)值和各條線路的保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)值，計(jì)算各條線路的自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子，再根據(jù)各條線路的自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子識別故障線路。
[0021]一種基于自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子的區(qū)域保護(hù)方法，其特征是所述區(qū)域保護(hù)方法包括:
[0022]步驟1:采集保護(hù)區(qū)域中各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的整定值和保護(hù)動(dòng)作實(shí)際狀態(tài)；
[0023]其中，自適應(yīng)電流保護(hù)的整定值包括自適應(yīng)電流保護(hù)的I段整定值、自適應(yīng)電流保護(hù)的II段整定值和自適應(yīng)電流保護(hù)的III段整定值；
[0024]自適應(yīng)電流保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)包括自適應(yīng)電流保護(hù)的I段實(shí)際狀態(tài)、自適應(yīng)電流保護(hù)的II段實(shí)際狀態(tài)和自適應(yīng)電流保護(hù)的III段實(shí)際狀態(tài)；
[0025]實(shí)際狀態(tài)包括動(dòng)作狀態(tài)和不動(dòng)作狀態(tài)；
[0026]步驟2 :計(jì)算各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的效用度；
[0027]步驟3 :計(jì)算各條線路的保護(hù)協(xié)同度函數(shù)值；
[0028]步驟4 :計(jì)算各條線路的保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)值；
[0029]步驟5 :計(jì)算各條線路的自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子；
[0030]步驟6 :根據(jù)各條線路的自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子識別故障線路。
[0031]所述計(jì)算各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的效用度具體為：
[0032]
【權(quán)利要求】
1.一種基于自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子的區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)，其特征是所述區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、保護(hù)效用度整定模塊、保護(hù)協(xié)同度函數(shù)生成模塊、保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)生成模塊和故障識別模塊； 所述數(shù)據(jù)采集模塊分別與保護(hù)效用度整定模塊和保護(hù)協(xié)同度函數(shù)生成模塊相連； 所述保護(hù)效用度整定模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、保護(hù)協(xié)同度函數(shù)生成模塊和保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)生成模塊相連； 所述保護(hù)協(xié)同度函數(shù)生成模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、保護(hù)效用度整定模塊和故障識別模塊相連； 所述保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)生成模塊分別與保護(hù)效用度整定模塊和故障識別模塊相連； 所述故障識別模塊分別與保護(hù)協(xié)同度函數(shù)生成模塊和保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)生成模塊相連； 所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集保護(hù)區(qū)域中各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的整定值和保護(hù)動(dòng)作實(shí)際狀態(tài)，并將采集到的各個(gè)自適應(yīng)保護(hù)的電流整定值發(fā)送至保護(hù)效用度整定模塊，將采集到的各個(gè)保護(hù)動(dòng)作實(shí)際狀態(tài)發(fā)送至保護(hù)協(xié)同度函數(shù)生成模塊； 其中，自適應(yīng)電流保護(hù)的整定值包括自適應(yīng)電流保護(hù)的I段整定值、自適應(yīng)電流保護(hù)的II段整定值和自適應(yīng)電流保護(hù)的III段整定值； 自適應(yīng)電流保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)包括自適應(yīng)電流保護(hù)的I段實(shí)際狀態(tài)、自適應(yīng)電流保護(hù)的II段實(shí)際狀態(tài)和自適應(yīng)電流保護(hù)的III段實(shí)際狀態(tài)； 實(shí)際狀態(tài)包括動(dòng)作狀態(tài)和不動(dòng)作狀態(tài)； 所述保護(hù)效用度整定模塊用于根據(jù)各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的整定值，計(jì)算各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的效用度，再將各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的效用度發(fā)送至保護(hù)協(xié)同度函數(shù)生成模塊和保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)生成模塊；其中，所述各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的效用度包括各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的I段效用度、各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的II段效用度和各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的III段效用度； 所述保護(hù)協(xié)同度函數(shù)生成模塊用于根據(jù)各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)和各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的效用度，計(jì)算各條線路的保護(hù)協(xié)同度函數(shù)值，再將各條線路的保護(hù)協(xié)同度函數(shù)值發(fā)送至故障識別模塊； 所述保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)生成模塊用于根據(jù)各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的效用度計(jì)算各條線路的保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)值，再將各條線路的保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)值發(fā)送至故障識別模塊； 所述故障識別模塊用于根據(jù)各條線路的保護(hù)協(xié)同度函數(shù)值和各條線路的保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)值，計(jì)算各條線路的自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子，再根據(jù)各條線路的自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子識別故障線路。
2.一種基于自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子的區(qū)域保護(hù)方法，其特征是所述區(qū)域保護(hù)方法包括: 步驟1:采集保護(hù)區(qū)域中各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的整定值和保護(hù)動(dòng)作實(shí)際狀態(tài)； 其中，自適應(yīng)電流保護(hù)的整定值包括自適應(yīng)電流保護(hù)的I段整定值、自適應(yīng)電流保護(hù)的II段整定值和自適應(yīng)電流保護(hù)的III段整定值；自適應(yīng)電流保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)包括自適應(yīng)電流保護(hù)的I段實(shí)際狀態(tài)、自適應(yīng)電流保護(hù)的II段實(shí)際狀態(tài)和自適應(yīng)電流保護(hù)的III段實(shí)際狀態(tài)； 實(shí)際狀態(tài)包括動(dòng)作狀態(tài)和不動(dòng)作狀態(tài)； 步驟2 :計(jì)算各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的效用度； 步驟3 :計(jì)算各條線路的保護(hù)協(xié)同度函數(shù)值； 步驟4 :計(jì)算各條線路的保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)值； 步驟5 :計(jì)算各條線路的自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子； 步驟6 :根據(jù)各條線路的自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子識別故障線路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的區(qū)域保護(hù)方法，其特征是所述計(jì)算各個(gè)自適應(yīng)電流保護(hù)的效用度具體為：
采用公式
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的區(qū)域保護(hù)方法，其特征是所述計(jì)算各條線路的保護(hù)協(xié)同度函數(shù)值采用公式:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的區(qū)域保護(hù)方法，其特征是計(jì)算各條線路的保護(hù)協(xié)同度期望函數(shù)值采用公式:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的區(qū)域保護(hù)方法，其特征是所述計(jì)算各條線路的自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子采用公式
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的區(qū)域保護(hù)方法，其特征是所述根據(jù)各條線路的自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子識別故障線路具體為：確定所有線路中自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子值最大的線路，所述自適應(yīng)電流保護(hù)協(xié)同因子值最大的線路為故障線路。
【文檔編號】H02H7/26GK103779852SQ201410073988
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月1日
【發(fā)明者】馬靜, 郭雅蓉, 丁秀香, 黃天意, 王增平 申請人:華北電力大學(xué)