面向?qū)ο驪etri網(wǎng)的輸電網(wǎng)線路保護(hù)仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的輸電網(wǎng)繼電保護(hù)領(lǐng)域和電網(wǎng)仿真領(lǐng)域，具體是一種面向?qū)ο驪etri 網(wǎng)的輸電網(wǎng)線路保護(hù)仿真方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)(DTS)建設(shè)和定值在線校核系統(tǒng)研發(fā)的一部分，研究繼 電保護(hù)仿真模塊的建模方法，對評估全網(wǎng)定值性能，校驗保護(hù)動作邏輯具有重要的實際意 義。
[0003]離線整定的保護(hù)定值，在系統(tǒng)某些特殊運(yùn)行方式下，可能會出現(xiàn)選擇性或靈敏度 不滿足要求的情形。需要有效的仿真手段來模擬故障后保護(hù)的動作行為。Petri網(wǎng)(PN)具有 直觀清晰的圖形化表示方法和形式化的數(shù)學(xué)定義，已被廣泛用于保護(hù)仿真的研究中。現(xiàn)有 的研究豐富了基于PN的繼電保護(hù)仿真方法，但仍有下述問題仍需解決：1)保護(hù)裝置與重合 閘裝置，斷路器裝置間的配合關(guān)系較為復(fù)雜。若通過傳統(tǒng)PN模型進(jìn)行建模，則導(dǎo)致模型變得 復(fù)雜；2)現(xiàn)有PN模型多專注于描述單個繼電保護(hù)裝置的動態(tài)性能，未體現(xiàn)不同保護(hù)裝置之 間的配合關(guān)系。簡單的PN模型作為無輸入/無輸出的封閉系統(tǒng)，難以描述保護(hù)之間的相互影 響行為;3)保護(hù)定值仿真系統(tǒng)中，存在著大量不同原理不同類型的保護(hù)，對模型的可擴(kuò)展性 有一定要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種面向?qū)ο驪etri網(wǎng)的輸電網(wǎng)線路保護(hù)仿真 方法，針對于該方法的具體
【發(fā)明內(nèi)容】
如下:一種面向?qū)ο驪etri網(wǎng)的輸電網(wǎng)線路保護(hù)仿真方 法，其特征在于，包括以下步驟：
[0005] (1)利用Petri網(wǎng)建模方法及面向?qū)ο蠹夹g(shù)的封裝特性，將斷路器裝置及其上裝設(shè) 的保護(hù)元件、重合閘裝置封裝為一個保護(hù)仿真單元；
[0006] (2)構(gòu)建時間決策單元用于解決保護(hù)裝置延時變迀的局部時鐘，在仿真過程中會 不停更改狀態(tài)的問題，統(tǒng)一處理各種事件的時間配合關(guān)系。
[0007] (3)利用時間決策單元與故障計算單元的消息傳遞，控制保護(hù)仿真過程的前進(jìn)。
[0008] 其中，所述步驟（1)中的每個保護(hù)仿真單元由斷路器、斷路器上配置的繼電保護(hù)及 重合閘構(gòu)成。
[0009] 其中，所述Petri網(wǎng)模型定義為一個四元組：
[0010] S=(Pu，Td，F(xiàn)c，R) 1)
[0011]其中，Pu=(Pui，Pu2......Pun)是保護(hù)仿真單元的有限集合，n>0為保護(hù)仿真單元的 個數(shù)，Pm為第i個保護(hù)仿真單元的PN模型；
[0012] Td是時間決策單元，負(fù)責(zé)處理仿真過程中的時間配合關(guān)系并推動仿真進(jìn)程的前 進(jìn)；
[0013] Fc是故障計算單元，負(fù)責(zé)進(jìn)行系統(tǒng)的故障計算并傳遞計算結(jié)果；
[0014] R=(Rij，i，jeN)為對象間的消息傳遞。Rij表示對象i和對象j間的消息傳遞關(guān) 系。
[0015] 保護(hù)仿真單元的PN模型為一個十一元組：
[0016] Pm= (IM,0M,P,T,Pre,Post,C,Mo,E, ST, *p) 2)
[0017] 其中，頂、OM是保護(hù)仿真單元PN的輸入輸出庫所集合，實現(xiàn)仿真單元與外界的信息 交互。；
[0018] P是對象內(nèi)部庫所的集合；
[0019] T是對象內(nèi)部變迀的集合；
[0020] C是與變迀和庫所關(guān)聯(lián)的色彩集合；
[0021] Pre與Post是與觸發(fā)顏色相關(guān)的函數(shù)，建立了變迀顏色與庫所顏色間的對應(yīng)關(guān)系。 顏色和色彩指的是對PN網(wǎng)中的每類Token進(jìn)行賦值，用來區(qū)分同一系統(tǒng)中的不同個體； [0022] Mo為保護(hù)仿真單元的初始標(biāo)識；
[0023] E= (ei,e2......en)T為受控變迀對應(yīng)的外部事件向量，如果事件i為真，則ei為1，反 之為〇。用于描述仿真時用戶預(yù)設(shè)的保護(hù)拒動行為以及斷路器的拒動、誤動行為；
[0024] ST= (St1, St2……Stn)T為約束變迀的約束條件集合。約束變迀對輸入信息進(jìn)行計 算處理，如果約束條件一"滿足條件，則變迀可激發(fā)。ST用于描述保護(hù)的動作判據(jù)；
[0025] *P為一個指針類，用于控制對象之間的信息傳遞及各Pu的同步推進(jìn)。*P是一個三 元組(t_next，bConnTd，bNeedFc)，其中t_next記錄Pu的后續(xù)將要觸發(fā)的變迀集，當(dāng)t_next 為True時，對象內(nèi)部沒有變迀可激發(fā)，此時本Pu處于暫時"穩(wěn)定"狀態(tài)，bConnTd置為True。本 Pu可接收來自時間決策單元Td的消息。當(dāng)本Pu接收到Td傳來的消息后，bConnTd重置為 False; bNeedFc表示本Pu是否發(fā)生了引起系統(tǒng)拓?fù)渥兏氖录绻l(fā)生則bNeedFc為 True，當(dāng)本Pu接收到外界傳來的消息后，bNeedFc重置為False。
[0026] 其中，所述步驟(2)中時間決策單元中定義一個時序控制器TC來負(fù)責(zé)處理時序邏 輯關(guān)系，TC為一個三元組TC = (cltTs ,cltEvents ,TGlobal)。其中，cltTs為動態(tài)時間序列， 保存從各Pu和Fc接收到的時序邏輯信息；cltEvents為時間序列中時間節(jié)點的事件集； TGlobal為當(dāng)前仿真時間。
[0027] 其中，所述的時間決策單元Td接收保護(hù)的啟動信息后，通過變迀t來實現(xiàn)對保護(hù) 的啟動信息的更新，所有的信息存儲在c I tTs和c I tEvents中。其更新規(guī)則如下：
[0028] 1)如果頂TPl中不含某保護(hù)的啟動信息，Pl含有該保護(hù)的啟動信息，則該保護(hù)處于 返回狀態(tài)，庫所P2中刪除該保護(hù)的應(yīng)動作信息；
[0029] 2)如果頂TPl中含有某保護(hù)的啟動信息，Pl中不含有該保護(hù)的啟動信息，則該保護(hù) 啟動，庫所P2中新增保護(hù)的應(yīng)動作信息，其應(yīng)動作時間為當(dāng)前仿真時間+動作時延。
[0030] 3)如果頂TPl中含有某保護(hù)的啟動信息，Pl中也含有該保護(hù)的啟動信息，則該保護(hù) 處于時延等待狀態(tài)，庫所P2中有保護(hù)的應(yīng)動作信息，其應(yīng)動作時間保持與Pl中記錄的一致。
[0031] 其中所述步驟(3)中通過將重合閘啟動信息、后加速保護(hù)啟動信息與庫所P2中信 息進(jìn)行綜合，更新cltTs及cltEvents，來控制仿真過程的前進(jìn)。
[0032] 通過將重合閘啟動信息、后加速保護(hù)啟動信息與庫所P2中信息進(jìn)行綜合，更新 cltTs及cl tEvents。如果IMTF中有Token，則變迀t4激發(fā)，進(jìn)行故障計算，所有保護(hù)重新進(jìn)行 動作判斷；如果IMTF中無 Token，則變迀t3激發(fā)，t3的作用是選擇出離當(dāng)前仿真時間TGlobal 最近的時間節(jié)點，觸發(fā)其對應(yīng)的事件，并發(fā)送消息至各保護(hù)仿真單元或故障計算單元，同時 推進(jìn)TGI oba 1至對應(yīng)時間節(jié)點。
[0033]本發(fā)明將斷路器及其上裝設(shè)的保護(hù)、重合閘封裝為一個保護(hù)仿真單元，大大的減 少了整體模型的復(fù)雜程度，同時利用時間決策單元和保護(hù)仿真單元的消息傳遞來模擬保護(hù) 的延時動作過程，并統(tǒng)一處理各種事件的時間配合關(guān)系，使得整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更清晰明了。另 外本發(fā)明利用對象間的消息傳遞關(guān)系來模擬各種保護(hù)之間的相互配合關(guān)系，解決了傳統(tǒng) Petri網(wǎng)難以描述保護(hù)之間的相互影響行為的缺點。該模型具有一定的可擴(kuò)展性，對于新原 理的線路保護(hù)，只需要給出其動作判據(jù)，就可以很方便的加入到保護(hù)仿真單元中。
【附圖說明】
[0034]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明專利內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0035]圖1為簡單輸電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖2為保護(hù)仿真單元PN模型；
[0037]圖3為保護(hù)仿真單元的可達(dá)圖；
[0038]圖4為時間決策單元的PN模型；
[0039]圖5為故障計算單元的PN模型；
[0040] 圖6為保護(hù)仿真PN模型對象間的消息傳遞。
【具體實施方式】
[0041] 根據(jù)下述實施例，可以更好的理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實 施例所描述的內(nèi)容僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會限制權(quán)利要求書中所詳