本發(fā)明涉及一種基于同步相量數(shù)據(jù)的智能配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及計(jì)算設(shè)備，屬于配電保護(hù)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)代配電網(wǎng)有大量的分布式發(fā)電(dg)機(jī)組，它們?cè)谀撤N意義上也是高度集成的。集中式故障檢測(cè)器利用電壓相量和頻率數(shù)據(jù)在有限時(shí)間內(nèi)識(shí)別和隔離故障，為智能配電網(wǎng)提供了可靠的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和改進(jìn)的態(tài)勢(shì)感知能力。

2、在dg系統(tǒng)的高滲透下，配電網(wǎng)絡(luò)在控制和防止不可預(yù)測(cè)故障方面遇到了一些挑戰(zhàn)。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，多個(gè)dg系統(tǒng)的存在可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的問(wèn)題，如短路電流變異性，故障隔離時(shí)本地繼電器失效，以及隨后的孤島問(wèn)題。如果網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆S著時(shí)間的推移而變化，比如dg和負(fù)荷的連接/斷開(kāi)，那么常規(guī)方案可能無(wú)法在關(guān)鍵隔離時(shí)間內(nèi)清除故障。在這種情況下，無(wú)法達(dá)到故障后電壓/頻率的穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于同步相量數(shù)據(jù)的智能配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及計(jì)算設(shè)備，能夠根據(jù)量測(cè)值自動(dòng)區(qū)別孤島還是故障，給出正確的保護(hù)方案。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種基于同步相量數(shù)據(jù)的智能配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)方法，包括：

4、收集同步相量數(shù)據(jù)幀；

5、基于當(dāng)前時(shí)刻的同步相量數(shù)據(jù)幀計(jì)算平均幅度偏差和頻率偏差，以及基于所述平均幅度偏差和頻率偏差計(jì)算干擾計(jì)數(shù)器如下：

6、；

7、；

8、；

9、其中，、和為定義的當(dāng)前時(shí)刻的三個(gè)干擾計(jì)數(shù)器，、和表示上一時(shí)刻的干擾計(jì)數(shù)器，是集中故障檢測(cè)的幅度偏差閾值，和分別是孤島驗(yàn)證的幅度偏差和頻率偏差閾值，為當(dāng)前時(shí)刻的平均幅度偏差，為當(dāng)前時(shí)刻的頻率偏差，是符號(hào)函數(shù)；

10、基于所述干擾計(jì)數(shù)器識(shí)別孤島和故障；若為孤島，則進(jìn)行孤島報(bào)警；若為故障，則識(shí)別故障邊緣，向保護(hù)所述故障邊緣的繼電器發(fā)送跳閘命令。

11、優(yōu)選的，所述、和初始化值為0。

12、優(yōu)選的，所述計(jì)算平均幅度偏差和頻率偏差如下：

13、；

14、；

15、其中，表示觀測(cè)節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前時(shí)刻處的相位的電壓幅值，表示觀測(cè)節(jié)點(diǎn)的相位的標(biāo)稱電壓幅值，表示在當(dāng)前時(shí)刻處從觀測(cè)節(jié)點(diǎn)報(bào)告的頻率，是標(biāo)稱系統(tǒng)頻率，觀測(cè)節(jié)點(diǎn)表示同步相量測(cè)量單元，表示同步相量測(cè)量單元的個(gè)數(shù)。

16、優(yōu)選的，基于所述干擾計(jì)數(shù)器識(shí)別孤島和故障，包括：

17、若滿足持續(xù)過(guò)電壓擾動(dòng)或持續(xù)頻率擾動(dòng)，則為孤島；

18、所述持續(xù)過(guò)電壓擾動(dòng)表示為：；

19、所述持續(xù)頻率擾動(dòng)表示為：；

20、其中，為同步相量測(cè)量單元每秒傳輸幀數(shù)，表示檢測(cè)延遲，表示孤島容忍時(shí)間，表示孤島失效時(shí)間/故障清除時(shí)間，表示當(dāng)前時(shí)刻頻率的偏差范圍，表示孤島模式下的頻率偏差范圍的閾值。

21、優(yōu)選的，基于所述干擾計(jì)數(shù)器識(shí)別孤島和故障，包括：

22、若識(shí)別為單相故障、雙相故障或三相故障，則為故障；

23、所述單相故障表示為：；

24、所述雙相故障表示為：；

25、所述三相故障表示為：。

26、優(yōu)選的，所述檢測(cè)延遲表示為：

27、，

28、其中，和分別表示同步相量測(cè)量單元和相量數(shù)據(jù)集中器處理時(shí)間，表示數(shù)據(jù)通信鏈路引入的同步相量數(shù)據(jù)到達(dá)的延遲。

29、優(yōu)選的，所述頻率的偏差范圍表示為：

30、；

31、其中，表示觀測(cè)節(jié)點(diǎn)集合。

32、優(yōu)選的，按以下方式識(shí)別故障邊緣：

33、；

34、；

35、其中，表示故障邊緣，為檢測(cè)指數(shù)，表示檢測(cè)到故障發(fā)生的時(shí)刻，表示在時(shí)刻的相位中從流到的歸一化電流大小，和分別表示實(shí)際測(cè)量的電流大小和預(yù)期的電流大小。

36、第二方面，本發(fā)明提供一種基于同步相量數(shù)據(jù)的智能配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)裝置，用于實(shí)現(xiàn)上述的基于同步相量數(shù)據(jù)的智能配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)方法，所述裝置包括：

37、數(shù)據(jù)收集模塊，用于收集同步相量數(shù)據(jù)幀；

38、計(jì)算模塊，用于基于當(dāng)前時(shí)刻的同步相量數(shù)據(jù)幀計(jì)算平均幅度偏差和頻率偏差，以及基于所述平均幅度偏差和頻率偏差計(jì)算干擾計(jì)數(shù)器如下：

39、；

40、；

41、；

42、其中，、和為定義的當(dāng)前時(shí)刻的三個(gè)干擾計(jì)數(shù)器，、和表示上一時(shí)刻的干擾計(jì)數(shù)器，是集中故障檢測(cè)的幅度偏差閾值，和分別是孤島驗(yàn)證的幅度偏差和頻率偏差閾值，為當(dāng)前時(shí)刻的平均幅度偏差，為當(dāng)前時(shí)刻的頻率偏差，是符號(hào)函數(shù)；

43、識(shí)別與保護(hù)模塊，用于基于所述干擾計(jì)數(shù)器識(shí)別孤島和故障；若為孤島，則進(jìn)行孤島報(bào)警；若為故障，則識(shí)別故障邊緣，向保護(hù)所述故障邊緣的繼電器發(fā)送跳閘命令。

44、優(yōu)選的，所述識(shí)別與保護(hù)模塊具體用于，

45、按如下方式識(shí)別孤島和故障：

46、若滿足持續(xù)過(guò)電壓擾動(dòng)或持續(xù)頻率擾動(dòng)，則為孤島；

47、所述持續(xù)過(guò)電壓擾動(dòng)表示為：；

48、所述持續(xù)頻率擾動(dòng)表示為：；

49、其中，為同步相量測(cè)量單元每秒傳輸幀數(shù)，表示檢測(cè)延遲，表示孤島容忍時(shí)間，表示孤島失效時(shí)間/故障清除時(shí)間，表示當(dāng)前時(shí)刻頻率的偏差范圍，表示孤島模式下的頻率偏差范圍的閾值；

50、若識(shí)別為單相故障、雙相故障或三相故障，則為故障；

51、所述單相故障表示為：；

52、所述雙相故障表示為：；

53、所述三相故障表示為：。

54、第三方面，本發(fā)明提供一種存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述一個(gè)或多個(gè)程序包括指令，所述指令當(dāng)由計(jì)算設(shè)備執(zhí)行時(shí)，使得所述計(jì)算設(shè)備執(zhí)行根據(jù)上述的方法中的任一方法。

55、第四方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算設(shè)備，包括，一個(gè)或多個(gè)處理器、存儲(chǔ)器以及一個(gè)或多個(gè)程序，其中一個(gè)或多個(gè)程序存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并被配置為由所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行，所述一個(gè)或多個(gè)程序包括用于執(zhí)行根據(jù)上述的方法中的任一方法的指令。

56、本發(fā)明的有益效果為：

57、本發(fā)明提供一種基于同步相量數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)方法，通過(guò)對(duì)電壓幅值和頻率數(shù)據(jù)的時(shí)空分析，將故障與電網(wǎng)斷開(kāi)事件區(qū)分開(kāi)來(lái)，使得檢測(cè)機(jī)制更加可靠，使線路故障的檢測(cè)時(shí)間符合故障觸發(fā)孤島條件下的穩(wěn)定性時(shí)間要求。

技術(shù)特征：

1.一種基于同步相量數(shù)據(jù)的智能配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于同步相量數(shù)據(jù)的智能配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)方法，其特征在于，所述、和初始化值為0。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于同步相量數(shù)據(jù)的智能配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)方法，其特征在于，所述計(jì)算平均幅度偏差和頻率偏差如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于同步相量數(shù)據(jù)的智能配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)方法，其特征在于，基于所述干擾計(jì)數(shù)器識(shí)別孤島和故障，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于同步相量數(shù)據(jù)的智能配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)方法，其特征在于，基于所述干擾計(jì)數(shù)器識(shí)別孤島和故障，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于同步相量數(shù)據(jù)的智能配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)方法，其特征在于，所述檢測(cè)延遲表示為：

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于同步相量數(shù)據(jù)的智能配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)方法，其特征在于，所述頻率的偏差范圍表示為：

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于同步相量數(shù)據(jù)的智能配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)方法，其特征在于，按以下方式識(shí)別故障邊緣：

9.一種基于同步相量數(shù)據(jù)的智能配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)裝置，其特征在于，用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的基于同步相量數(shù)據(jù)的智能配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)方法，所述裝置包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于同步相量數(shù)據(jù)的智能配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)裝置，其特征在于，所述識(shí)別與保護(hù)模塊具體用于，

11.一種存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)程序包括指令，所述指令當(dāng)由計(jì)算設(shè)備執(zhí)行時(shí)，使得所述計(jì)算設(shè)備執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的方法中的任一方法。

12.一種計(jì)算設(shè)備，其特征在于，包括，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于同步相量數(shù)據(jù)的智能配電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及計(jì)算設(shè)備，該方法通過(guò)本地相量數(shù)據(jù)集中器收集同步相量測(cè)量單元監(jiān)測(cè)的同步相量數(shù)據(jù)幀，基于當(dāng)前時(shí)刻的同步相量數(shù)據(jù)幀計(jì)算平均幅度偏差和頻率偏差，以及基于平均幅度偏差和頻率偏差計(jì)算干擾計(jì)數(shù)器，基于干擾計(jì)數(shù)器識(shí)別孤島和故障；若為孤島，則進(jìn)行孤島報(bào)警；若為故障，則識(shí)別故障邊緣，向保護(hù)所述故障邊緣的繼電器發(fā)送跳閘命令。本發(fā)明方法依賴于干擾計(jì)數(shù)器，以檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的持續(xù)干擾并識(shí)別故障邊緣。通過(guò)對(duì)電壓幅值和頻率數(shù)據(jù)的時(shí)空分析，將故障與電網(wǎng)斷開(kāi)事件區(qū)分開(kāi)來(lái)，使得檢測(cè)機(jī)制更加可靠。

技術(shù)研發(fā)人員：李娟,姜云龍,楊雄,史明明,張宸宇,錢(qián)仲豪,袁宇波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19