智能變電站的自適應后備保護區(qū)域融合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能變電站的自適應后備保護區(qū)域 融合方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國堅強智能電網(wǎng)的飛速建設與發(fā)展，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提出了新的挑戰(zhàn)。 智能變電站作為電網(wǎng)運行中的關(guān)鍵銜接點，對電網(wǎng)運行的安全性、供電的可靠性起著至關(guān) 重要的作用，其研究也受到了廣大學者的重視。
[0003] 基于智能變電站的基礎(chǔ)，衍生出了站域保護的概念。站域保護是一種"基于變電站 統(tǒng)一采集的實時信息，以集中分析或分布協(xié)同方式判定故障，自動調(diào)整動作決策"的繼電保 護。繼電保護的任務是反映被保護元件的故障或不正常運行狀態(tài)，作為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行 的防線，必須適應甚至超前于電網(wǎng)發(fā)展的需求。
[0004] 智能變電站的內(nèi)部通過以太網(wǎng)通信來傳輸IEC61850標準化數(shù)字信息，除了可以大 幅度簡化設備的連接方式和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)運行的可靠性之外，還可以集成原先面向 某個特定應用或功能而設置的專用信息系統(tǒng)，形成一個統(tǒng)一的資源傳輸支撐平臺，達成站 內(nèi)多源信息的應用共享機制。借此特性，智能變電站可促進站內(nèi)各設備的充分聯(lián)系，使站內(nèi) 的站域保護收集全站所有間隔的電壓、電流及斷路器、刀閘位置實時信息，這些冗余信息經(jīng) 融合后用以執(zhí)行故障綜合判斷處理，為變電站內(nèi)所有一次頂點設備提供集中的近后備保護 和新型保護系統(tǒng)的構(gòu)建及應用創(chuàng)造了必要的前提條件。但目前智能變電站仍沿用傳統(tǒng)變電 站后備保護中復雜的保護裝置，并未有效地利用起智能變電站中充足的冗余信息對后備保 護布局進行優(yōu)化處理。
[0005] 目前，現(xiàn)有技術(shù)中的一種智能變電站的后備保護最短路徑的搜素算法主要包括： 基于拓撲理論的網(wǎng)絡保護模塊作為全站系統(tǒng)級保護，該方法提出了基于數(shù)字化變電站的集 中式保護，在傳統(tǒng)的保護裝置的基礎(chǔ)之上，又增加了一種基于拓撲理論的網(wǎng)絡保護模塊，從 而提供全站系統(tǒng)級保護，利用信息共享，提高了保護性能。
[0006] 上述智能變電站的后備保護最短路徑的搜素算法的缺點為:該方法適用于智能變 電站的建設最開始起步的時候，集中式保護的通信基礎(chǔ)非常簡單，沒有考慮變電站的接線 方式、拓撲結(jié)構(gòu)變化，自適應性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的實施例提供了一種智能變電站的自適應后備保護區(qū)域融合方法，以實現(xiàn) 有效對智能變電站中的斷路器故障進行后備保護。
[0008] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。
[0009] -種智能變電站的自適應后備保護區(qū)域融合方法，包括：
[0010] 根據(jù)智能變電站的拓撲結(jié)構(gòu)，構(gòu)建智能變電站中的頂點設備與支路設備之間的拓 撲結(jié)構(gòu)關(guān)系，構(gòu)建不同頂點設備之間的拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)系；
[0011] 檢測到智能變電站中的支路設備故障后，根據(jù)所述頂點設備與支路設備之間的拓 撲結(jié)構(gòu)關(guān)系、不同頂點設備之間的拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)系，獲取故障的支路設備對應的自適應后備 保護區(qū)域。
[0012] 進一步地，所述的根據(jù)智能變電站的拓撲結(jié)構(gòu)，構(gòu)建智能變電站中的頂點設備與 支路設備之間的拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)系，包括：
[0013] 將智能變電站的拓撲結(jié)構(gòu)中的頂點上設置的設備作為頂點設備，拓撲結(jié)構(gòu)中的支 路上設置的斷路器作為支路設備，根據(jù)智能變電站的拓撲結(jié)構(gòu)構(gòu)建頂點-支路鄰接矩陣M， 用所述頂點-支路鄰接矩陣Μ表示智能變電站的頂點設備與支路設備之間的拓撲結(jié)構(gòu)，Μ中 的元素表示為：
[0014]
[0015] 進一步地，所述的構(gòu)建不同頂點設備之間的拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)系包括：
[0016]根據(jù)智能變電站的拓撲結(jié)構(gòu)構(gòu)建頂點-頂點相鄰矩陣C，用所述頂點-頂點相鄰矩 陣C表示智能變電站中不同頂點設備之間通過支路上設置的斷路器相連的關(guān)系，C中的元素 表示為：
[0017]
[0018] 進一步地，所述的檢測到智能變電站中的支路設備故障后，根據(jù)所述頂點設備與 支路設備之間的拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)系、不同頂點設備之間的拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)系，獲取故障的支路設備 對應的自適應后備保護區(qū)域，包括：
[0019] 檢測到某一個支路發(fā)生故障后，通過查詢所述頂點-頂點相鄰矩陣C，查詢到故障 支路直接相連的頂點設備，將故障支路直接相連的所有頂點設備進行融合得到融合區(qū)域；
[0020] 通過查詢所述頂點-支路鄰接矩陣Μ，獲取在所述頂點-支路鄰接矩陣Μ中所述融合 區(qū)域中頂點設備所在的行，并查找到所述頂點設備所在的行中所有元素值為Τ1的列，該列 對應所述頂點設備相關(guān)聯(lián)的所有支路，從所有支路中排除掉故障支路，通過所有支路中排 除掉故障支路后的剩余支路對所述融合區(qū)域進行保護。
[0021 ]進一步地，所述的方法還包括：
[0022] 根據(jù)所述頂點-頂點相鄰矩陣C，找到通過正常支路與所述故障支路對應的頂點設 備相連的正常頂點設備，根據(jù)所述頂點-支路鄰接矩陣Μ找到所述正常頂點設備與所述融合 區(qū)域相連的支路，根據(jù)所述頂點-支路鄰接矩陣Μ找到所述融合區(qū)域中的頂點設備相連的所 有支路，將所述融合區(qū)域中的頂點設備相連的所有支路中除去故障支路后的剩余支路，作 為所述正常頂點設備與所述融合區(qū)域相連的支路的后備保護支路。
[0023] 由上述本發(fā)明的實施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例的智能變電站的 自適應后備保護區(qū)域融合方法，基于變電站統(tǒng)一采集的實時拓撲信息，構(gòu)建智能變電站中 的頂點設備與支路設備之間的拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)系，構(gòu)建不同頂點設備之間的拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)系，清 晰地表現(xiàn)數(shù)字化變電站后備保護的拓撲結(jié)構(gòu)。在智能變電站或其鄰近區(qū)域發(fā)生支路的斷路 器故障時，基于上述兩個拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)系可以準確地確定故障支路對應的融合區(qū)域，并有效 地獲取融合區(qū)域的自適應后備保護方案。
[0024] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0025] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用 的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。
[0026] 圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種智能變電站的自適應后備保護區(qū)域融合方法的 處理流程圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明實施例二提供的一種智能變電站的拓撲結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面詳細描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。 [0029]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式"一"、"一 個"、"所述"和"該"也可包括復數(shù)形式。應該進一步理解的是，本發(fā)明的說明書中使用的措 辭"包括"是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加 一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應該理解，當我們稱元 件被"連接"或"耦接"到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在 中間元件。此外，這里使用的"連接"或"耦接"可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭 "和/或"包括一個或更多個相關(guān)聯(lián)的列出項的任一單元和全部組合。
[0030] 本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù) 語和科學術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應該 理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意 義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0031] 為便于對本發(fā)明實施例的理解，下面將結(jié)合附圖以幾個具體實施例為例做進一步 的解釋說明，且各個實施例并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。
[0032] 實施例一
[0033] 在智能變電站或其鄰近區(qū)域發(fā)生支路的斷路器故障時，由于站內(nèi)的網(wǎng)絡通信容量 大或者線路的互感器發(fā)生故障等等不同的情況，都可能導致站域集中式保護采集的信息發(fā) 生丟失或其他各種狀況。
[0034] 本發(fā)明實施例旨在克服現(xiàn)有后備保護方法的不足，既可以防止保護在開關(guān)不同情 況下有可能的拒動和誤動，也能對利用電流差動保護方法的站域后備保護區(qū)域進行布局優(yōu) 化，節(jié)省斷路器裝置的動作設置，節(jié)約資源。為達到上述目的，本發(fā)明實施例提供的一種智 能電站的自適應后備保護區(qū)域融合方法的處理流程如圖1所示，包括如下步驟：
[0035] 步驟1:將智能變電站的拓撲結(jié)構(gòu)中的頂點上設置的設備作為頂點設備，拓撲結(jié)構(gòu) 中的支路上設置的斷路器作為支路設備，頂點設備可以為變壓器、母線等，每個頂點為數(shù)字 化變電站最小的保護單元，支路設備可以為斷路器，表示頂點之間的拓撲結(jié)構(gòu)的連接關(guān)系。
[0036]下面將頂點上設置的設備簡稱為頂點，將支路上設置的設備簡稱為支路。
[0037]根據(jù)變電站的拓撲結(jié)構(gòu)，構(gòu)建頂點-支路鄰接矩陣M，來表示變電站的頂點設備與 支路設備之間的拓撲結(jié)構(gòu)，Μ中的元素可以表示為：
[0038]
[0039] 在實際應用中，上述Τ1可以為1，上述Τ2可以為0。
[0040]構(gòu)建頂點-頂點相鄰矩陣C，來表示變電站中不同頂點設備之間通過斷路器相連的 關(guān)系，C中的元素可以表示為：
[0041]
[0042] 在實際應用中，上述Τ4可以為0。
[0043] 步驟2:建立站域設備信息采集模塊，通過采集智能變電站光纖以太網(wǎng)中傳輸?shù)?GOOSE報文，得到實時斷路器信息，來獲得各個支路的斷路器狀態(tài)。
[0044] -旦檢測到某一個支路發(fā)生了斷路器故障，或者某支路電流信息缺失等故障，則 立即進入步驟3。