一種地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)協(xié)調(diào)與安全的分析方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)協(xié)調(diào)與安全的分析方法，從EMS/SCADA系統(tǒng)中獲取實(shí)時(shí)遙測(cè)、遙信量的信息，并將獲取的實(shí)時(shí)電網(wǎng)數(shù)據(jù)與建立的電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖進(jìn)行匹配，改變相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式，生成精確的初始電網(wǎng)模型；根據(jù)研究分析的故障情況，建立預(yù)想故障集，存入數(shù)據(jù)庫(kù)中；將故障計(jì)算算法文件與校核計(jì)算規(guī)則文件導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)；將生成的實(shí)時(shí)電網(wǎng)模型與數(shù)據(jù)庫(kù)中的初始電網(wǎng)模型進(jìn)行比較，存在差異，則載入存儲(chǔ)的預(yù)想故障集與故障計(jì)算算法，對(duì)生成的精確實(shí)時(shí)電網(wǎng)模型進(jìn)行故障計(jì)算，輸出校核結(jié)果。為調(diào)度運(yùn)行人員的實(shí)時(shí)決策提供輔助信息。能夠在線校核評(píng)估當(dāng)前地區(qū)電網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)定值，實(shí)時(shí)判別系統(tǒng)所有保護(hù)的性能和穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】—種地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)協(xié)調(diào)與安全的分析方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種設(shè)備維護(hù)技術(shù)，特別涉及一種利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)協(xié)調(diào)與安全的分析方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，我國(guó)的電力網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐步形成為跨區(qū)域、大規(guī)模的現(xiàn)代化互聯(lián)電網(wǎng)。繼電保護(hù)裝置作為保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的第一道屏障，是保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定的最基本也是最重要的技術(shù)手段。但同時(shí)，其也是一柄雙刃劍。國(guó)內(nèi)外無(wú)數(shù)實(shí)例證明，涉及停電范圍較廣的大型系統(tǒng)事故，大都與繼電保護(hù)裝置的不正確動(dòng)作有著直接或者間接的關(guān)系。
[0003]一直以來(lái)，在電網(wǎng)的實(shí)際工作中，繼電保護(hù)裝置的定值都是在離線狀態(tài)計(jì)算獲得的。為了適應(yīng)電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中各種難以預(yù)料的情況，離線計(jì)算時(shí)通常是以系統(tǒng)的最大和最小運(yùn)行方式為基礎(chǔ)，進(jìn)行大量的方式組合，取最保守的結(jié)果作為保護(hù)定值，并且在系統(tǒng)運(yùn)行中保持不變。這種離線整定模式不可避免地存在無(wú)法跟蹤網(wǎng)絡(luò)變化，保護(hù)定值不是最優(yōu)等方面的問(wèn)題。甚至當(dāng)電力系統(tǒng)處于某些特殊的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)中部分保護(hù)的定值可能不能滿足靈敏度與選擇性的要求，存在保護(hù)誤動(dòng)或者拒動(dòng)的事故隱患，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行調(diào)整，很可能造成大范圍的停電事故。
[0004]目前國(guó)內(nèi)外對(duì)繼電保護(hù)定值的研究主要集中于如何在離線狀態(tài)下利用電網(wǎng)的狀態(tài)信息進(jìn)行計(jì)算，且目的是提高計(jì)算速度與計(jì)算精度。而利用電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)對(duì)離線確定的保護(hù)定值進(jìn)行校核和評(píng)估預(yù)警等方面的應(yīng)用則很少，多是理論研究。同樣，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)保護(hù)在電網(wǎng)故障動(dòng)態(tài)過(guò)程中的研究也主要是在離線狀態(tài)下的分析研究，并沒(méi)有結(jié)合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)特別是狀態(tài)估計(jì)后的熟數(shù)據(jù)對(duì)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的分析。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有的地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)分析系統(tǒng)不能對(duì)保護(hù)定值進(jìn)行在線校核的問(wèn)題，提出了一種地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)協(xié)調(diào)與安全的分析方法，該方法不僅能夠利用電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)地區(qū)繼電保護(hù)的保護(hù)定值進(jìn)行在線校核以及評(píng)估預(yù)警，而且還可以考慮多重故障和運(yùn)行方式變化等因素，利用故障預(yù)想的方法在動(dòng)態(tài)過(guò)程中對(duì)繼電保護(hù)的協(xié)調(diào)與安全穩(wěn)定進(jìn)行分析研究。從而提高地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)定值與保護(hù)配置的安全性和可靠性，并為運(yùn)行人員提供一定的參考。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)協(xié)調(diào)與安全的分析方法，具體包括如下步驟:
O首次使用時(shí)，在電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ徒Ｆ脚_(tái)上建立電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
2)從EMS/SCADA系統(tǒng)中獲取實(shí)時(shí)遙測(cè)、遙信量的信息，并將獲取的實(shí)時(shí)電網(wǎng)數(shù)據(jù)與建立的電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖進(jìn)行匹配，改變相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式，生成精確的初始電網(wǎng)模型；
3)考慮多重故障和運(yùn)行方式變化因素，根據(jù)研究分析的故障情況，建立預(yù)想故障集，存入數(shù)據(jù)庫(kù)中；
4)將故障計(jì)算算法文件與校核計(jì)算規(guī)則文件導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)；
5)設(shè)置校核啟動(dòng)模式，包括手動(dòng)校核、自動(dòng)校核、定時(shí)校核；
6)將生成的實(shí)時(shí)電網(wǎng)模型與數(shù)據(jù)庫(kù)中的初始電網(wǎng)模型進(jìn)行比較，檢查是否存在差異，若無(wú)差異，則停止校核，重新從EMS/SCADA系統(tǒng)中獲取實(shí)時(shí)遙測(cè)、遙信量的信息；若存在差異，則進(jìn)入步驟7)進(jìn)行故障計(jì)算；
7)載入存儲(chǔ)的預(yù)想故障集與故障計(jì)算算法，對(duì)生成的精確實(shí)時(shí)電網(wǎng)模型進(jìn)行故障計(jì)算；
8)根據(jù)校核規(guī)則，對(duì)建立的實(shí)時(shí)電網(wǎng)模型保護(hù)的定值進(jìn)行在線校核，主要包括:過(guò)流保護(hù)的靈敏性、距離保護(hù)的靈敏性、零序電流保護(hù)的靈敏性、差動(dòng)保護(hù)的靈敏性、變壓器差動(dòng)保護(hù)的靈敏性；
9)輸出校核結(jié)果。
[0007]所述步驟5)中設(shè)置自動(dòng)校核時(shí)，自動(dòng)校核的啟動(dòng)條件為重要輸電線路故障被切除、系統(tǒng)負(fù)荷急劇增大、大型發(fā)電機(jī)組退出運(yùn)行三種中的任意一種。
[0008]所述輸出校核結(jié)果指按照用戶各種查詢的要求對(duì)校核計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的輸出，其輸出形式包括文件、報(bào)表、圖形、特殊顏色或狀態(tài)標(biāo)志，為調(diào)度運(yùn)行人員的實(shí)時(shí)決策提供輔助信息。
[0009]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)協(xié)調(diào)與安全的分析方法，能夠在線校核評(píng)估當(dāng)前地區(qū)電網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)定值，實(shí)時(shí)判別系統(tǒng)所有保護(hù)的性能，分析在電網(wǎng)發(fā)生多重故障或運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)繼電保護(hù)的協(xié)調(diào)性與安全性，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)協(xié)調(diào)與安全分析方法的流程圖；
圖3為本發(fā)明數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)圖；
圖4為本發(fā)明校核啟動(dòng)模式圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1、2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程圖，一種基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)協(xié)調(diào)與安全的分析方法步驟如下:
(I)首次使用時(shí)，需要在電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ徒Ｆ脚_(tái)上建立電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
[0012](2)從EMS/SCADA系統(tǒng)中獲取實(shí)時(shí)遙測(cè)、遙信量的信息，并將獲取的實(shí)時(shí)電網(wǎng)數(shù)據(jù)與建立的電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖進(jìn)行匹配，改變相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式，生成精確的初始電網(wǎng)模型。
[0013](3)考慮多重故障和運(yùn)行方式變化等因素，用戶可按照所需要研究分析的故障情況，設(shè)置某條線路或設(shè)備的單一故障，也可設(shè)置兩重甚至多重故障；另外還可以設(shè)置運(yùn)行方式發(fā)生變化，如電網(wǎng)分區(qū)發(fā)生變化。從而建立預(yù)想故障集，存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0014](4)將故障計(jì)算算法文件與校核計(jì)算規(guī)則文件導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)。由于算法文件和規(guī)則文件各自獨(dú)立，故可隨時(shí)對(duì)算法與規(guī)則進(jìn)行更改與完善，大大提高分析的靈活性與便捷性。
[0015](5)設(shè)置校核啟動(dòng)模式,包括手動(dòng)校核、自動(dòng)校核、定時(shí)校核。其中自動(dòng)校核的啟動(dòng)條件為重要輸電線路故障被切除、系統(tǒng)負(fù)荷急劇增大、大型發(fā)電機(jī)組退出運(yùn)行三種中任意一種。下面以自動(dòng)校核為例。
[0016]再次使用時(shí)，則無(wú)需重復(fù)步驟(I )、(3-5)，只需進(jìn)行步驟(2)，即從EMS/SCADA系統(tǒng)中獲取實(shí)時(shí)遙測(cè)、遙信量的信息，將獲取的實(shí)時(shí)電網(wǎng)數(shù)據(jù)與建立的電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖進(jìn)行匹配，改變相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式，生成精確的實(shí)時(shí)電網(wǎng)模型。
[0017](6)如圖3所示數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)圖，將生成的實(shí)時(shí)電網(wǎng)模型與數(shù)據(jù)庫(kù)中的初始電網(wǎng)模型進(jìn)行比較，檢查是否存在差異，即檢查重要輸電線路故障是否被切除、系統(tǒng)負(fù)荷是否急劇增大、大型發(fā)電機(jī)組是否有退出運(yùn)行。若無(wú)差異，則停止校核；若存在差異，則繼續(xù)進(jìn)行校核。下面以存在差異為例。
[0018](7)載入存儲(chǔ)的預(yù)想故障集與故障計(jì)算算法，對(duì)生成的精確實(shí)時(shí)電網(wǎng)模型進(jìn)行故障計(jì)算。
[0019](8)根據(jù)校核規(guī)則，對(duì)建立的實(shí)時(shí)電網(wǎng)模型保護(hù)的定值進(jìn)行在線校核。主要包括:過(guò)流保護(hù)的靈敏性、距離保護(hù)的靈敏性、零序電流保護(hù)的靈敏性、差動(dòng)保護(hù)的靈敏性、變壓器差動(dòng)保護(hù)的靈敏性。
[0020](9)輸出校核結(jié)果，主要指按照用戶各種查詢的要求對(duì)校核計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的輸出，其輸出形式應(yīng)該多樣化，包括文件、報(bào)表、圖形、特殊顏色或狀態(tài)(如高亮、閃爍等)標(biāo)志，為調(diào)度運(yùn)行人員的實(shí)時(shí)決策提供輔助信息。
[0021]歸納來(lái)說(shuō)，共具有三大關(guān)鍵技術(shù)，即:EMS數(shù)據(jù)的讀取技術(shù)、保護(hù)定值在線校核技術(shù)以及校核結(jié)果處理技術(shù)(即利用校核結(jié)構(gòu)，對(duì)保護(hù)進(jìn)行協(xié)調(diào)和安全穩(wěn)定分析)。
[0022]如圖4所示校核啟動(dòng)模式圖,對(duì)于校核啟動(dòng)模式,可以分為三類:手動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)啟動(dòng)和定時(shí)啟動(dòng)。其中自動(dòng)啟動(dòng)的啟動(dòng)條件為重要輸電線路故障被切除、系統(tǒng)負(fù)荷急劇增大、大型發(fā)電機(jī)組退出運(yùn)行三種。在處于自動(dòng)啟動(dòng)模式下，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，由EMS/SCADA系統(tǒng)獲取的實(shí)時(shí)遙信、遙測(cè)信息，與在電網(wǎng)拓?fù)鋱D形建模平臺(tái)建立的電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖進(jìn)行匹配后，將實(shí)時(shí)電網(wǎng)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的原初始電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，看是否有差異，若存在差異，則自動(dòng)進(jìn)行在線校核，若沒(méi)有差異，則不進(jìn)行在線校核。
【權(quán)利要求】
1.一種地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)協(xié)調(diào)與安全的分析方法，其特征在于，具體包括如下步驟: 1)首次使用時(shí)，在電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ徒Ｆ脚_(tái)上建立電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖； 2)從EMS/SCADA系統(tǒng)中獲取實(shí)時(shí)遙測(cè)、遙信量的信息，并將獲取的實(shí)時(shí)電網(wǎng)數(shù)據(jù)與建立的電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖進(jìn)行匹配，改變相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式，生成精確的初始電網(wǎng)模型； 3)考慮多重故障和運(yùn)行方式變化因素，根據(jù)研究分析的故障情況，建立預(yù)想故障集，存入數(shù)據(jù)庫(kù)中； 4)將故障計(jì)算算法文件與校核計(jì)算規(guī)則文件導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)； 5)設(shè)置校核啟動(dòng)模式，包括手動(dòng)校核、自動(dòng)校核、定時(shí)校核； 6)將生成的實(shí)時(shí)電網(wǎng)模型與數(shù)據(jù)庫(kù)中的初始電網(wǎng)模型進(jìn)行比較，檢查是否存在差異，若無(wú)差異，則停止校核，重新從EMS/SCADA系統(tǒng)中獲取實(shí)時(shí)遙測(cè)、遙信量的信息；若存在差異，則進(jìn)入步驟7)進(jìn)行故障計(jì)算； 7)載入存儲(chǔ)的預(yù)想故障集與故障計(jì)算算法，對(duì)生成的精確實(shí)時(shí)電網(wǎng)模型進(jìn)行故障計(jì)算； 8)根據(jù)校核規(guī)則，對(duì)建立的實(shí)時(shí)電網(wǎng)模型保護(hù)的定值進(jìn)行在線校核，主要包括:過(guò)流保護(hù)的靈敏性、距離保護(hù)的靈敏性、零序電流保護(hù)的靈敏性、差動(dòng)保護(hù)的靈敏性、變壓器差動(dòng)保護(hù)的靈敏性； 9)輸出校核結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)協(xié)調(diào)與安全的分析方法，其特征在于，所述步驟5)中設(shè)置自動(dòng)校核時(shí)，自動(dòng)校核的啟動(dòng)條件為重要輸電線路故障被切除、系統(tǒng)負(fù)荷急劇增大、大型發(fā)電機(jī)組退出運(yùn)行三種中的任意一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)協(xié)調(diào)與安全的分析方法，其特征在于， 所述輸出校核結(jié)果指按照用戶各種查詢的要求對(duì)校核計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的輸出，其輸出形式包括文件、報(bào)表、圖形、特殊顏色或狀態(tài)標(biāo)志，為調(diào)度運(yùn)行人員的實(shí)時(shí)決策提供輔助信息。
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK104240045SQ201410538802
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】高亮, 高博, 路昱, 丁津津, 田洪磊, 汪玉, 俞斌, 李遠(yuǎn)松, 鄭國(guó)強(qiáng), 羅亞橋 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司電力科學(xué)研究院, 上海電力學(xué)院