一種繼電保護(hù)在線斷點(diǎn)求取方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種繼電保護(hù)在線斷點(diǎn)求取方法。該方法采用連通性分析方法確定了全網(wǎng)分區(qū)和最小斷點(diǎn)集的維數(shù)，在加快斷點(diǎn)集的求取速度的同時，保證了最終斷點(diǎn)集的正確性；綜合考慮了分區(qū)內(nèi)部和分區(qū)間的支路變化，根據(jù)拓?fù)渥兓愋偷牟煌?，?shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)分區(qū)的自動更正和拓?fù)渥兓瘯r斷點(diǎn)集維數(shù)的更新；基于追蹤技術(shù)求取在線最小斷點(diǎn)集，無需重新計算拓?fù)涓淖兒蟮娜W(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減少了大量的重復(fù)工作，提高了計算速度。該方法能有效克服傳統(tǒng)算法在電網(wǎng)拓?fù)鋭討B(tài)變化時求取最小斷點(diǎn)集計算量大、耗時長的缺點(diǎn)，獲得滿足在線校核實(shí)時性要求的在線最小斷點(diǎn)集。
【專利說明】一種繼電保護(hù)在線斷點(diǎn)求取方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于交流輸電系統(tǒng)的繼電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種繼電保護(hù)在 線斷點(diǎn)求取方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在整定計算過程中，對于處于同一環(huán)路、同段配合的保護(hù)，會出現(xiàn)相互等待、無法 繼續(xù)整定的情況。為了解決這一問題，必須在整定之前確定一組能斷開所有回路的保護(hù)作 為整定起始點(diǎn)，這些整定起始點(diǎn)就是整定計算中的斷點(diǎn)集。在線校核計算是整定計算的逆 過程，同樣存在斷點(diǎn)集求取的問題。而且，與傳統(tǒng)整定計算相比，在線校核計算最大的特點(diǎn) 之一就是其實(shí)時性，因此，在線校核對斷點(diǎn)的計算速度提出了更高的要求。
[0003] 目前，國內(nèi)外對最小斷點(diǎn)集求取的研究主要可以分為三類：基于圖論的斷點(diǎn)求取 方法、基于配合關(guān)系的斷點(diǎn)求取方法和基于人工智能的斷點(diǎn)求取方法。這些方法逐步完善 了最小斷點(diǎn)集的求取體系，在計算速度上也有了大幅度提高。但是，將這些方法應(yīng)用于在 線校核計算仍存在以下兩方面的不足：一是大部分算法在提高斷點(diǎn)求取速度時，犧牲了最 小斷點(diǎn)集的準(zhǔn)確度，得到的都不是最優(yōu)斷點(diǎn)集，而是近似最小斷點(diǎn)集；二是其考慮靜態(tài)電網(wǎng) 拓?fù)湎聰帱c(diǎn)的求取方法，當(dāng)電網(wǎng)拓?fù)浒l(fā)生變化時，需要對全網(wǎng)的斷點(diǎn)進(jìn)行重新計算，計算量 大，重復(fù)操作多，無法滿足在線校核實(shí)時性的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種繼電保護(hù)在線斷點(diǎn)求取 方法，其目的在于克服傳統(tǒng)算法在電網(wǎng)拓?fù)鋭討B(tài)變化時求取最小斷點(diǎn)集計算量大、耗時長 的缺點(diǎn)，獲得滿足在線校核實(shí)時性要求的在線最小斷點(diǎn)集。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種繼電保護(hù)在線斷點(diǎn)求取方法，其特征在于，包 括如下步驟：
[0006] (1)初始化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，形成全網(wǎng)主后備保護(hù)配合矩陣p和節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣V ;
[0007] (2)搜尋全網(wǎng)割節(jié)點(diǎn)，對全網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)；
[000S] (3)確定全網(wǎng)最小斷點(diǎn)集的維數(shù)；
[0009] (4)求取各分區(qū)的離線斷點(diǎn)，合并各分區(qū)的斷點(diǎn)得到原始全網(wǎng)最小斷點(diǎn)集BPS^d;
[0010] (5)判斷網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫欠癜l(fā)生變化，是則跳至步驟⑵；否則順序執(zhí)行步驟（6);
[0011] ⑶等待一個時間周期，返回步驟（5);
[0012] ⑵在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓l(fā)生在分區(qū)內(nèi)部時，不更新全網(wǎng)分區(qū)，對全網(wǎng)最小斷點(diǎn)集的維 數(shù)進(jìn)行修正；在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓l(fā)生在兩個分區(qū)之間時，將這兩個分區(qū)合并后，對合并后的區(qū) 域進(jìn)行割節(jié)點(diǎn)搜索和重新分區(qū)，計算新分區(qū)的最小斷點(diǎn)集的維數(shù)，再根據(jù)分區(qū)數(shù)目的改變 對全網(wǎng)最小斷點(diǎn)集的維數(shù)進(jìn)行修正；
[0013] (8)更新全網(wǎng)主后備保護(hù)配合矩陣P，得到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓蟮闹骱髠浔Ｗo(hù)配合矩 陣P'，求取最終斷點(diǎn)集。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟⑴中，主后備保護(hù)配合矩陣P的矩陣規(guī)模為ηΧη，η為網(wǎng)絡(luò)中 的保護(hù)總數(shù)，Ρ中的第i行第j列元素 P(i，j)為：
[0015]

【權(quán)利要求】
1. 一種繼電保護(hù)在線斷點(diǎn)求取方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 初始化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，形成全網(wǎng)主后備保護(hù)配合矩陣P和節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣V; (2) 搜尋全網(wǎng)割節(jié)點(diǎn)，對全網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)； (3) 確定全網(wǎng)最小斷點(diǎn)集的維數(shù)； (4) 求取各分區(qū)的離線斷點(diǎn)，合并各分區(qū)的斷點(diǎn)得到原始全網(wǎng)最小斷點(diǎn)集BPS^ ; (5) 判斷網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫欠癜l(fā)生變化，是貝U跳至步驟（7);否則順序執(zhí)行步驟（6); (6) 等待一個時間周期，返回步驟（5); (7) 在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓l(fā)生在分區(qū)內(nèi)部時，不更新全網(wǎng)分區(qū)，對全網(wǎng)最小斷點(diǎn)集的維數(shù)進(jìn) 行修正；在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓l(fā)生在兩個分區(qū)之間時，將這兩個分區(qū)合并后，對合并后的區(qū)域進(jìn) 行割節(jié)點(diǎn)搜索和重新分區(qū)，計算新分區(qū)的最小斷點(diǎn)集的維數(shù)，再根據(jù)分區(qū)數(shù)目的改變對全 網(wǎng)最小斷點(diǎn)集的維數(shù)進(jìn)行修正； (8) 更新全網(wǎng)主后備保護(hù)配合矩陣P，得到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓蟮闹骱髠浔Ｗo(hù)配合矩陣P'， 求取最終斷點(diǎn)集。
2. 如權(quán)利要求1所述的繼電保護(hù)在線斷點(diǎn)求取方法，其特征在于，所述步驟（1)中，主 后備保護(hù)配合矩陣P的矩陣規(guī)模為ηΧη，η為網(wǎng)絡(luò)中的保護(hù)總數(shù)，P中的第i行第j列元素 P(i，j)為：
其中，i = 1，2, ...，n，j = 1，2,…，η ; 節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣V的矩陣規(guī)模為mXm，m為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)總數(shù)，V中的第i'行第j'列元 素 V(i'，j'）為：
其中，i' =l，2，...，m，j' =l，2，...，m。
3. 如權(quán)利要求2所述的繼電保護(hù)在線斷點(diǎn)求取方法，其特征在于，所述步驟（2)進(jìn)一步 包括如下步驟： (2-1)搜尋終端割節(jié)點(diǎn)，進(jìn)一步包括如下步驟： (2-1-1)分別計算節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣V的各行之和RSUffl(i'）； (2-1-2)獲取Rsum(i'）= 1時對應(yīng)的i'值， (2-1-3)搜索第i'行，得到V(i'，j'）= 1時對應(yīng)的j'的值，刪除節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣V的第 i'行和第i'列； (2-1-4)判斷節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣V的第j'行之和RSUffl(j'）是否為1，是則將j'的值賦給 i'，返回步驟（2-1-3);否則判斷節(jié)點(diǎn)j'是割節(jié)點(diǎn)，將節(jié)點(diǎn)j'加入割節(jié)點(diǎn)集G，順序執(zhí)行步 驟（2-1-5); (2-1-5)判斷節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣V是否存在和為1的行，是則返回步驟（2-1-2);否則過程 結(jié)束； (2-2)搜尋非終端割節(jié)點(diǎn)，進(jìn)一步包括如下步驟： (2-2-1)選擇節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣V中的第一個節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)； (2-2-2)將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)所在行中所有不為1的元素存入臨時起始鏈表； (2-2-3)遍歷臨時起始鏈表，判斷剔除當(dāng)前節(jié)點(diǎn)后，臨時起始鏈表中元素的連通性，若 該鏈表中的所有元素都連通，則當(dāng)前節(jié)點(diǎn)不是割節(jié)點(diǎn)，跳至步驟（2-2-5);若不連通，則當(dāng) 前節(jié)點(diǎn)是割節(jié)點(diǎn)，順序執(zhí)行步驟（2-2-4); (2-2-4)將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)存入割節(jié)點(diǎn)集G; (2-2-5)判斷是否遍歷節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣V中的所有節(jié)點(diǎn)，是則過程結(jié)束；否則選擇下一節(jié) 點(diǎn)作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，返回步驟（2-2-2); (2-3)斷開割節(jié)點(diǎn)集G中的割節(jié)點(diǎn)，得到電網(wǎng)的自動分區(qū)。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的繼電保護(hù)在線斷點(diǎn)求取方法，其特征在于，所述 步驟⑶中，對于不可分連通網(wǎng)絡(luò)，全網(wǎng)最小斷點(diǎn)集的維數(shù)N BPS = Nz-Nv+2 ;對于可分連通網(wǎng) 絡(luò)，全網(wǎng)最小斷點(diǎn)集的維數(shù)NBPS = Nz-Nv+k+l ;其中，Nz為網(wǎng)絡(luò)支路數(shù)，Nv為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)，k為 可分連通網(wǎng)絡(luò)能分為獨(dú)立分離的連通子圖的個數(shù)。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的繼電保護(hù)在線斷點(diǎn)求取方法，其特征在于，所述步 驟（8)進(jìn)一步包括如下步驟： (8-1)判斷拓?fù)渥兓欠駷樾略鲋罚莿t順序執(zhí)行步驟（8-2);否則為刪除支路，跳 至步驟（8-3); (8-2)新增支路兩端保護(hù)構(gòu)成集合BPSi，基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓蟮闹骱髠浔Ｗo(hù)配合矩陣 P'，追蹤被BPSi覆蓋但未被原始全網(wǎng)最小斷點(diǎn)集BPS。^覆蓋的回路集Lnew，并求取回路集Lnew 的斷點(diǎn)集作為新增斷點(diǎn)集BPSnew，合并新增斷點(diǎn)集BPSnew和原始全網(wǎng)最小斷點(diǎn)集BPS^，得到 臨時最小斷點(diǎn)集BPS temp，跳至步驟（8-4); (8-3)在刪除支路為原始斷點(diǎn)所在支路時，直接在原始全網(wǎng)最小斷點(diǎn)集BPS^中刪除 該斷點(diǎn)，得到臨時最小斷點(diǎn)集BPStMP;在刪除支路為非斷點(diǎn)支路時，將原始全網(wǎng)最小斷點(diǎn)集 BPS^作為臨時最小斷點(diǎn)集BPStemp，同時，選取BPStemp中的任一斷點(diǎn)作為新增斷點(diǎn)集BPS new， BPStemp中其他斷點(diǎn)構(gòu)成集合BPS2，追蹤被BPSnew覆蓋但未被BPS 2覆蓋的回路集Lnew ; (8-4)將原始全網(wǎng)最小斷點(diǎn)集BPS^中受拓?fù)渥兓绊懙臄帱c(diǎn)存入集合BPSdelete中； (8-5)判斷臨時最小斷點(diǎn)集BPStemp的維數(shù)是否等于修正后的全網(wǎng)最小斷點(diǎn)集的維 數(shù)，是則將臨時最小斷點(diǎn)集BPStemp作為最終斷點(diǎn)集BPSfinal，過程結(jié)束；否則順序執(zhí)行步驟 (8-6)； (8-6)剔除BPSdelete中的部分?jǐn)帱c(diǎn)，得到新的集合BPS' delete，剔除的斷點(diǎn)構(gòu)成集合BPS3， 追蹤被BPS3覆蓋但未被BPS' delete中斷點(diǎn)覆蓋的回路集Ldelete，將Ldelete與L new合并，形成新 的回路集L'，求取新的回路集L'的最小斷點(diǎn)集BPSnew'，合并BPS new'和BPS'delete，得到新 的臨時最小斷點(diǎn)集BPS' temp，令BPStemp = BPS' temp，返回步驟（8-5)。
6. 如權(quán)利要求5所述的繼電保護(hù)在線斷點(diǎn)求取方法，其特征在于，所述步驟（8-2)、 (8-3)和（8-6)中，按如下步驟追蹤被A #覆蓋但未被覆蓋的回路集L: (A)初始化訪問標(biāo)志位數(shù)組CF中的所有元素為0 ;其中，CF中元素的個數(shù)等于拓?fù)渥? 化后的網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)數(shù)； (B) 令 r = 1 ; (C) 以A#中的保護(hù)start (r)為起始追蹤保護(hù)，將其對應(yīng)的保護(hù)編號值賦給變量X，其 在CF中的標(biāo)志位CF(x)置1，并將其添加到臨時回路鏈表LOOP t"p ; (D) 令 y = 1 ; (E) 判斷網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓蟮闹骱髠浔Ｗo(hù)配合矩陣P'中第X行的第y個元素 P'（x，y)是 否為1，且CF(y)是否為0,是則順序執(zhí)行步驟（F);否則跳至步驟⑶； (F) 判斷保護(hù)y是否為￥中的斷點(diǎn)，是貝U跳至步驟⑶，否則順序執(zhí)行步驟（G); (G) 判斷保護(hù)y是否為起始追蹤保護(hù)start (r)，是則將臨時回路鏈表LOOPt"p添加到回 路鏈表集LOOP，順序執(zhí)行步驟⑶；否則將保護(hù)y添加到臨時回路鏈表LOOP t"p，并將其在CF 中的標(biāo)志位CF(y)置1，將y賦值給X，返回步驟（D); (H) 判斷第X行的所有元素是否遍歷完畢，未遍歷完畢則y = y+l，返回步驟（E);遍 歷完畢則判斷當(dāng)前臨時回路鏈表L00Pt"p的最后一個元素是否為start (r)，是則剔除該元 素； (I) 判斷A#中的保護(hù)是否遍歷完畢，未遍歷完畢則r = r+Ι，返回步驟（C);遍歷完畢則 過程結(jié)束，由回路鏈表集LOOP得到被A#覆蓋但未被覆蓋的回路集L ; 其中，對所述步驟（8-2)，A*為BPSi，B*為BPS^，L為Lnew ;對所述步驟（8-3)，A*為BPSnew， B* 為 BPS2, L 為 Lnew ;對所述步驟（8-6)，A* 為 BPS3, B* 為 BPS' delete，L 為 Ldelete。
【文檔編號】H02H1/00GK104300490SQ201410506081
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】張安龍, 羅深增, 李銀紅, 王秀菊, 盧正飛, 黃福全, 李艷 申請人:深圳供電局有限公司, 華中科技大學(xué)