本發(fā)明涉及電網技術領域，特別是涉及自適應閉鎖域的區(qū)域距離保護系統(tǒng)。

背景技術：

目前電力系統(tǒng)的區(qū)域保護在各個地區(qū)均有少量實施。由于區(qū)域保護能結合整個片網內的信息做出更優(yōu)化的決策，前景非常光明。

在區(qū)域保護中，有一種快速區(qū)域距離保護，可以大大提高保護的動作速度，并且已經投入應用。有關快速區(qū)域距離保護的方法可參考“201310180944.7一種基于區(qū)域電網信息的快速區(qū)域距離繼電器”?？焖賲^(qū)域距離保護的基本思想是線路區(qū)域距離阻抗元件判斷出故障，并且沒有收到線路對側變電站的區(qū)域閉鎖信號，則可以快速跳閘。其實施的工程難點在于，如何獲取線路對側所連接的所有元件的區(qū)域閉鎖信號。在實施快速區(qū)域距離保護的過程中，由于每個變電站的結構大都不一樣，導致區(qū)域閉鎖信號的配置非常復雜，且易受系統(tǒng)運行方式的影響，導致工程效率低下，且不易推廣。

技術實現要素：

本發(fā)明提出自適應閉鎖域的區(qū)域距離保護系統(tǒng)，通過拓撲識別模塊自適應識別變電站網絡拓撲，在線生成按線路間隔的閉鎖域，自動匯總按線路間隔的區(qū)域閉鎖信號，簡化工程配置，不受系統(tǒng)運行方式影響，大大提高了工程效率。

為達到上述目的，本發(fā)明的實施方案是：自適應閉鎖域的區(qū)域距離保護系統(tǒng)，其特征在于:包括故障識別模塊、拓撲識別模塊、通信 模塊和區(qū)域距離模塊：

故障識別模塊：識別變電站內各電氣元件的故障，并將識別出的故障信息輸出到拓撲識別模塊的輸入；

拓撲識別模塊：自適應識別各線路間隔區(qū)域距離保護對應的閉鎖域，形成各線路間隔區(qū)域距離對應的區(qū)域閉鎖信號；所述拓撲識別模塊的自適應識別的具體步驟是：

(1)將變電站內各電氣元件相關的支路隔離刀閘位置和開關位置接入拓撲識別模塊，拓撲識別模塊根據所述支路隔離刀閘位置和開關位置的在線狀態(tài)以及整定的主接線方式，自適應識別變電站網絡拓撲；

(2)根據識別出的變電站網絡拓撲，形成各線路間隔區(qū)域距離保護對應的閉鎖域；

(3)將故障識別模塊輸出的故障信息，按照各線路間隔閉鎖域進行匯總，形成各線路間隔區(qū)域距離對應的區(qū)域閉鎖信號；

(4)將所述區(qū)域閉鎖信號輸出給通信模塊；

通信模塊：將本站拓撲識別模塊輸出的各線路間隔區(qū)域閉鎖信號發(fā)送到各線路間隔對側的變電站；并接收各線路間隔對側變電站發(fā)來的區(qū)域閉鎖信號，輸出給本側各線路間隔區(qū)域距離模塊；

區(qū)域距離模塊：用于識別線路故障；所述識別線路故障的具體方法是：區(qū)域距離模塊按線路間隔配置，區(qū)域距離阻抗元件判斷出故障，并且沒有收到線路對側變電站的區(qū)域閉鎖信號，經延時輸出跳閘命令。

進一步的，所述故障識別模塊用于識別變電站的電氣元件故障，所述故障識別模塊主要由線路保護、主變保護、母差保護模塊構成。

進一步的，所述拓撲識別模塊根據各個支路的隔離刀閘位置、開關位置狀態(tài)和整定的主接線方式識別變電站網絡拓撲，并將識別后的 拓撲關系輸入本拓撲識別模塊。

進一步的，所述拓撲識別模塊的識別邏輯由本模塊實現，或者由外模塊實現。

進一步的，所述外模塊包括母差保護模塊。

進一步的，所述區(qū)域距離模塊中的區(qū)域距離阻抗元件按照超范圍整定；

當本側線路的區(qū)域距離阻抗元件判斷出故障，并且沒有收到線路對側變電站的區(qū)域閉鎖信號時，則經延時動作；

當本側線路的區(qū)域距離模塊一旦收到線路對側變電站的發(fā)來的區(qū)域閉鎖信號時，則立即閉鎖本側的區(qū)域距離保護。

本發(fā)明包括故障識別模塊、拓撲識別模塊、通信模塊和區(qū)域距離模塊：故障識別模塊：識別變電站內各電氣元件的故障，并將識別出的故障信息輸出到拓撲識別模塊的輸入。拓撲識別模塊：自適應識別各線路間隔區(qū)域距離保護對應的閉鎖域，形成各線路間隔區(qū)域距離對應的區(qū)域閉鎖信號。具體步驟是：(1)將變電站內各電氣元件相關的支路隔離刀閘位置和開關位置接入拓撲識別模塊，拓撲識別模塊根據所述輸入位置的在線狀態(tài)以及整定的主接線方式，自適應識別變電站網絡拓撲。(2)根據識別出的變電站網絡拓撲關系，形成各線路間隔區(qū)域距離保護對應的閉鎖域。(3)將故障識別模塊輸出的故障信息，按照各線路間隔閉鎖域進行匯總，形成各線路間隔區(qū)域距離對應的區(qū)域閉鎖信號。(4)將所述區(qū)域閉鎖信號輸出通信模塊。通信模塊：將本站拓撲識別模塊輸入的各線路間隔區(qū)域閉鎖信號發(fā)送到各線路間隔對側的變電站；并接收各線路間隔對側變電站發(fā)來的區(qū)域閉鎖信號，輸出給本側各線路間隔區(qū)域距離模塊。區(qū)域距離模塊：識別線路 故障。具體方法是：區(qū)域距離模塊按線路間隔配置，區(qū)域距離阻抗元件判斷出故障，并且沒有收到線路對側變電站的區(qū)域閉鎖信號，經延時輸出跳閘命令。故障識別模塊識別變電站的電氣元件故障，可采用線路保護、主變保護、母差保護等子模塊構成，但不限于此。

拓撲識別模塊根據各個支路的隔離刀閘位置、開關位置狀態(tài)和整定的主接線方式識別變電站網絡拓撲，所述識別邏輯可由本模塊實現，也可在模塊外其他功能模塊(如母差保護)中實現，將識別后的拓撲關系輸入本拓撲識別模塊，視為本發(fā)明權力范疇。

區(qū)域距離模塊中的區(qū)域距離阻抗元件按照超范圍整定。區(qū)域距離保護判斷邏輯如下：

本側線路的區(qū)域距離阻抗元件判斷出故障，并且沒有收到線路對側變電站的區(qū)域閉鎖信號，則經延時動作。

本側線路的區(qū)域距離模塊一旦收到線路對側變電站的發(fā)來的區(qū)域閉鎖信號，則立即閉鎖本側的區(qū)域距離保護。

本發(fā)明簡化了各線路間隔的區(qū)域閉鎖信號的配置，其拓撲關系通過拓撲識別模塊進行；本發(fā)明可以大大簡化工程配置，適應各種運行方式，對區(qū)域距離的推廣有重大的推進作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的自適應區(qū)域距離保護范圍示意圖；

圖2為本發(fā)明的自適應區(qū)域距離保護的構成示意圖；

圖3為本發(fā)明的自適應區(qū)域距離保護的實現方法；

圖4為本發(fā)明的自適應區(qū)域距離保護的配置方法；

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下根據 附圖及實施，是對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。

實施例1

本自適應閉鎖域的區(qū)域距離保護系統(tǒng)，包括故障識別模塊、拓撲識別模塊、通信模塊和區(qū)域距離模塊：

故障識別模塊：識別變電站內各電氣元件的故障，并將識別出的故障信息輸出到拓撲識別模塊的輸入；

拓撲識別模塊：自適應識別各線路間隔區(qū)域距離保護對應的閉鎖域，形成各線路間隔區(qū)域距離對應的區(qū)域閉鎖信號；所述拓撲識別模塊的自適應識別的具體步驟是：

(1)將變電站內各電氣元件相關的支路隔離刀閘位置和開關位置接入拓撲識別模塊，拓撲識別模塊根據所述支路隔離刀閘位置和開關位置的在線狀態(tài)以及整定的主接線方式，自適應識別變電站網絡拓撲；

(2)根據識別出的變電站網絡拓撲，形成各線路間隔區(qū)域距離保護對應的閉鎖域；

(3)將故障識別模塊輸出的故障信息，按照各線路間隔閉鎖域進行匯總，形成各線路間隔區(qū)域距離對應的區(qū)域閉鎖信號；

(4)將所述區(qū)域閉鎖信號輸出給通信模塊；

通信模塊：將本站拓撲識別模塊輸出的各線路間隔區(qū)域閉鎖信號發(fā)送到各線路間隔對側的變電站；并接收各線路間隔對側變電站發(fā)來的區(qū)域閉鎖信號，輸出給本側各線路間隔區(qū)域距離模塊；

區(qū)域距離模塊：用于識別線路故障；所述識別線路故障的具體方法是：區(qū)域距離模塊按線路間隔配置，區(qū)域距離阻抗元件判斷出故障，并且沒有收到線路對側變電站的區(qū)域閉鎖信號，經延時輸出跳閘命令。

作為優(yōu)選方案，所述故障識別模塊用于識別變電站的電氣元件故障，所述故障識別模塊主要由線路保護、主變保護、母差保護模塊構成。所述拓撲識別模塊根據各個支路的隔離刀閘位置、開關位置狀態(tài)和整定的主接線方式識別變電站網絡拓撲，并將識別后的拓撲關系輸入本拓撲識別模塊。所述拓撲識別模塊的識別邏輯由本模塊實現，或者由外模塊實現。所述外模塊包括母差保護模塊。所述區(qū)域距離模塊中的區(qū)域距離阻抗元件按照超范圍整定；當本側線路的區(qū)域距離阻抗元件判斷出故障，并且沒有收到線路對側變電站的區(qū)域閉鎖信號時，則經延時動作；當本側線路的區(qū)域距離模塊一旦收到線路對側變電站的發(fā)來的區(qū)域閉鎖信號時，則立即閉鎖本側的區(qū)域距離保護。

如圖1所示，區(qū)域距離保護通過線路下一級保護的閉鎖信號來決定其動作行為，如果下一級所連接元件的保護均未動作，且本側的超范圍距離保護動作，則可以快速出口。但是下一級所有保護的動作信息，以及下一級變電站的拓撲結構變化很大，使得區(qū)域距離的實施比較困難。所以本發(fā)明提出自適應閉鎖域的區(qū)域距離保護系統(tǒng)，并提供其工程配置方法。

如圖2所示，圖2為自適應閉鎖域的區(qū)域距離保護系統(tǒng)的構成示意圖，其包含故障識別模塊、拓撲識別模塊、通信模塊和區(qū)域距離模塊。

如圖3所示，圖3為自適應閉鎖域的區(qū)域距離保護系統(tǒng)的實現方法：

故障識別模塊識別變電站內各電氣元件的故障，可細分為線路故障識別模塊，母線故障識別模塊，主變故障識別模塊等模塊，各模塊的數量同變電站內對應的一次元件的數量相等。例如當在線路區(qū)內發(fā)生故障時，線路故障識別模塊判斷出區(qū)內故障后，輸出線路故障信息。同時主變和母線故障識別模塊未發(fā)現故障點，則不會輸出主變或母線 故障信息。這些信息均送給拓撲識別模塊。

拓撲識別模塊自適應識別各線路間隔區(qū)域距離保護對應的閉鎖域，形成各線路間隔區(qū)域距離對應的區(qū)域閉鎖信號。具體步驟是：

(1)將變電站內各電氣元件相關的支路隔離刀閘位置和開關位置接入拓撲識別模塊，拓撲識別模塊根據所述輸入位置的在線狀態(tài)以及整定的主接線方式，自適應識別變電站網絡拓撲。以圖4所示變電站為例進行說明。變電站為單母分段接線，1母上有四條出線支路，分別是線路1，線路2，線路3，線路4，其中線路1的開關在分位。母聯開關在合位。2母上有一個主變支路，開關在合位。首先通過定值整定主接線方式為單母接線；其次，輸入各個支路開關(線路和主變)和母聯開關的位置狀態(tài)給拓撲識別模塊；再次，拓撲識別模塊根據上述信息，自動識別出變電站的當前的網絡拓撲結構。即支路1為斷開支路；線路2，線路3，線路4，主變支路連接在一起，且處于單母分段并列運行方式。

(2)根據識別出的變電站網絡拓撲關系，形成各線路間隔區(qū)域距離保護對應的閉鎖域。以圖4所示變電站為例進行說明。線路1的閉鎖域為除線路1外的其他有拓撲聯系的元件，因線路1開關為分位，故其閉鎖域為空。線路2的閉鎖域為除線路2外的其他有拓撲聯系的元件，即線路3，線路4，主變支路和母線。線路3的閉鎖域為除線路3外的其他有拓撲聯系的元件，即線路2，線路4，主變支路和母線。線路4的閉鎖域為除線路4外的其他有拓撲聯系的元件，即線路2，線路3，主變支路和母線。

(3)將故障識別模塊輸入的故障信息，按照各線路間隔閉鎖域進行匯總，形成各線路間隔區(qū)域距離對應的區(qū)域閉鎖信號。以圖4所示變電站為例進行說明。線路1的區(qū)域閉鎖信號始終為0(0表示不閉鎖)。線路2的區(qū)域閉鎖信號為線路3，線路4，主變支路和母線故 障的信號的邏輯“或”信號。線路3的區(qū)域閉鎖信號為線路2，線路4，主變支路和母線故障的信號的邏輯“或”信號。線路4的區(qū)域閉鎖信號為線路2，線路3，主變支路和母線故障的信號的邏輯“或”信號。

(4)將所述區(qū)域閉鎖信號輸出給通信模塊。

在這里區(qū)域閉鎖信號可以是模擬量也可以是數字量，要保持發(fā)送端和接收端的數據類型一致。

通訊模塊：將本站拓撲識別模塊輸入的各線路間隔區(qū)域閉鎖信號發(fā)送到各線路間隔對側的變電站；并接收各線路間隔對側變電站發(fā)來的區(qū)域閉鎖信號，輸出給本側各線路間隔區(qū)域距離模塊。

區(qū)域距離模塊：區(qū)域距離模塊按線路間隔配置，區(qū)域距離阻抗元件判斷出故障，并且沒有收到線路對側變電站的區(qū)域閉鎖信號，經延時輸出跳閘命令。

本發(fā)明的優(yōu)點是，簡化各線路間隔的區(qū)域閉鎖信號的配置，其拓撲關系通過拓撲識別模塊進行。本發(fā)明可以大大簡化工程配置，適應各種運行方式，對區(qū)域距離的推廣有重大的推進作用。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。