專利名稱：一種基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)繼電保護(hù)定值整定、校核時(shí)所需分支系數(shù)的計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
繼電保護(hù)的選擇性是指保護(hù)裝置動(dòng)作 時(shí)，在可能最小的區(qū)間內(nèi)將故障從電力系統(tǒng)中斷開(kāi)，最大限度地保證系統(tǒng)中無(wú)故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行，選擇性包含兩層含義一是只應(yīng)由裝在故障元件上的保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障，二是要力爭(zhēng)相鄰元件的保護(hù)裝置對(duì)故障元件起后備保護(hù)的作用。因此，上下級(jí)保護(hù)之間存在配合關(guān)系。分支系數(shù)概念的引入是為了方便繼電保護(hù)定值整定計(jì)算時(shí)上下級(jí)欲配合的兩個(gè)保護(hù)之間有分支電路的情況。根據(jù)分支電路上所連接元件、接線方式對(duì)短路電流的影響，將分支電路分為助增分支電路和外汲分支電路兩種。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中可能同時(shí)存在助增分支電路和外汲分支電路，此時(shí)分支系數(shù)的求取較為困難。影響分支系數(shù)計(jì)算的主要因素有故障點(diǎn)、故障類型和運(yùn)行方式。分支系數(shù)的正確計(jì)算，直接影響到保護(hù)定值及保護(hù)范圍的大小，也就影響了保護(hù)各段的靈敏度及相互配合。正確計(jì)算分支系數(shù)，是距離保護(hù)和零序電流保護(hù)整定配合的重要工作之一。保護(hù)裝置在投入運(yùn)行前，保護(hù)原理的作用范圍、保護(hù)算法的合理性和實(shí)用性、保護(hù)在特定故障下動(dòng)作是否正確，保護(hù)的動(dòng)作區(qū)能否滿足要求等，都需要對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)并能給出合理的、正確的評(píng)價(jià)。保護(hù)裝置之間存在配合關(guān)系，如線路保護(hù)延時(shí)段的保護(hù)范圍通常超越了保護(hù)所在線路，與其相鄰保護(hù)各段動(dòng)作區(qū)域存在重疊部分。繼電保護(hù)配合關(guān)系是保護(hù)校驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。中國(guó)專利《電網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護(hù)在線校核方法》(申請(qǐng)?zhí)?00810147821. 2)提出了通過(guò) EMS (Energy Management System,能量管理系統(tǒng))和 DTS(Dispatcher Training System,調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng))從電網(wǎng)中獲取電力設(shè)備參數(shù)、繼電保護(hù)定值以及電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，然后按照保護(hù)整定規(guī)程進(jìn)行故障計(jì)算，最后根據(jù)校核規(guī)則對(duì)保護(hù)定值進(jìn)行校核。文獻(xiàn)《基于整定逆過(guò)程的保護(hù)定值在線校核原則》(《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》第35卷第12期)提出了基于整定逆過(guò)程的保護(hù)定值在線校核思想。但是目前公開(kāi)的文獻(xiàn)都沒(méi)有涉及基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計(jì)算方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提供一種基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計(jì)算方法，其計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單，適用于保護(hù)定值整定和校核。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計(jì)算方法，包括如下步驟
(I)獲取電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)
從EMS獲取電網(wǎng)在線模型和實(shí)時(shí)量測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)狀態(tài)估計(jì)得到電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行方式，或者直接從EMS獲取狀態(tài)估計(jì)后的數(shù)據(jù)；
(2 )獲取電網(wǎng)元件零序參數(shù)
從繼電保護(hù)定值整定軟件獲取包括線路、變壓器零序阻抗和線路零序互感的電網(wǎng)元件零序參數(shù)，通過(guò)名稱匹配表將電網(wǎng)元件零序參數(shù)關(guān)聯(lián)于電網(wǎng)在線模型數(shù)據(jù)；
(3)設(shè)置模擬下級(jí)支路短路故障
設(shè)置故障地點(diǎn)和故障類型，其中，故障地點(diǎn)是指繼電保護(hù)中存在配合關(guān)系的下級(jí)保護(hù)所在電網(wǎng)元件上任意位置的故障，所述故障類型包括三相、單相、兩相相間、兩相接地短路故障； (4)計(jì)算短路電流
通過(guò)短路電流計(jì)算獲得下級(jí)支路和上級(jí)支路上的電流向量；
(5)計(jì)算分支系數(shù)
通過(guò)對(duì)下級(jí)支路電流向量與上級(jí)支路電流向量的比值取模值，或者對(duì)下級(jí)支路電流向量的幅值與上級(jí)支路電流向量的幅值取比值，獲得基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)。上述步驟(2 )中，所述名稱匹配表根據(jù)電網(wǎng)中廠站名稱、線路名稱和變壓器名稱進(jìn)行模糊識(shí)別自動(dòng)生成，或進(jìn)行手工維護(hù)。上述步驟(3)中，所述故障類型還包括經(jīng)過(guò)渡電阻接地。上述步驟(4)中，所述短路電流計(jì)算方法是基于網(wǎng)絡(luò)等值阻抗的靜態(tài)方法或基于暫態(tài)仿真的動(dòng)態(tài)方法。上述步驟(4)中，所述電流向量包括各序分量和各相分量。上述步驟(5)中，所述分支系數(shù)是當(dāng)前運(yùn)行方式下的分支系數(shù)，或進(jìn)行元件輪斷計(jì)算出最大、最小分支系數(shù)。上述步驟(5 )中，所述分支系數(shù)是距離保護(hù)分支系數(shù)或零序電流保護(hù)分支系數(shù)。采用上述方案后，本發(fā)明利用電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可準(zhǔn)備模擬發(fā)電機(jī)的開(kāi)機(jī)方式、支路的檢修狀態(tài)等因素對(duì)分支系數(shù)的影響而獲得基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)。利用當(dāng)前方式下的分支系數(shù)可對(duì)保護(hù)配合關(guān)系進(jìn)行在線校核。通過(guò)元件輪斷計(jì)算出最大、最小分支系數(shù)可為保護(hù)定值整定提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本發(fā)明原理清晰，數(shù)學(xué)計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單，便于編程實(shí)現(xiàn)，適用于保護(hù)定值整定和校核。


圖I是本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，
如圖I所示，本發(fā)明提供一種基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計(jì)算方法，包括如下步驟
(I)獲取電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)
從EMS獲取電網(wǎng)在線模型和實(shí)時(shí)量測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)狀態(tài)估計(jì)得到電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行方式，或者直接從EMS獲取狀態(tài)估計(jì)后的數(shù)據(jù)。EMS通過(guò)輸出符合IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)的CM(CommonInformation Model,公共信息模型)/XML (Extensible Markup Language,可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言)文件導(dǎo)出電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)，按照易語(yǔ)言規(guī)范輸出量測(cè)數(shù)據(jù)以及狀態(tài)估計(jì)結(jié)果數(shù)據(jù)。
(2)獲取電網(wǎng)元件零序參數(shù)
從繼電保護(hù)定值整定軟件獲取包括線路、變壓器零序阻抗和線路零序互感的電網(wǎng)元件零序參數(shù)，通過(guò)名稱匹配表將電網(wǎng)元件零序參數(shù)關(guān)聯(lián)于電網(wǎng)在線模型數(shù)據(jù)；程序可以根據(jù)電網(wǎng)中廠站名稱、線路名稱、變壓器名稱進(jìn)行模糊識(shí)別自動(dòng)生成名稱匹配表，也可以手工維護(hù)名稱匹配表。發(fā)電機(jī)及其控制器的參數(shù)可以從運(yùn)行方式專業(yè)使用的穩(wěn)定分析軟件數(shù)據(jù)中獲取。保護(hù)定值整定軟件是針對(duì)包含線路、變壓器、母線分段，電容器，電動(dòng)機(jī)的常規(guī)保護(hù)定值的計(jì)算軟件(程序)。(3)設(shè)置模擬下級(jí)支路短路故障
設(shè)置故障地點(diǎn)和故障類型，其中，故障地點(diǎn)是指繼電保護(hù)中存在配合關(guān)系的下級(jí)保護(hù)所在電網(wǎng)元件(線路或變壓器)上任意位置的故障，由于變壓器建模限制，變 壓器故障只能設(shè)置在高、中、低壓側(cè)各側(cè)端點(diǎn)；所述故障類型包括三相、單相、兩相相間、兩相接地短路故障，可以考慮經(jīng)過(guò)渡電阻接地。(4)計(jì)算短路電流
通過(guò)短路電流計(jì)算獲得下級(jí)支路和上級(jí)支路上的電流向量，采用的短路電流計(jì)算方法可以是基于網(wǎng)絡(luò)等值阻抗的靜態(tài)方法，也可以是基于暫態(tài)仿真的動(dòng)態(tài)方法。電流向量包括各序(正、負(fù)、零序)分量和各相(A、B、C相)分量。(5)計(jì)算分支系數(shù)
通過(guò)對(duì)下級(jí)支路電流向量與上級(jí)支路電流向量的比值取模值，或者對(duì)下級(jí)支路電流向量的幅值與上級(jí)支路電流向量的幅值取比值，獲得基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)?？梢杂?jì)算當(dāng)前運(yùn)行方式下的分支系數(shù)，也可以進(jìn)行元件輪斷計(jì)算出最大、最小分支系數(shù)。計(jì)算的分支系數(shù)可以是距離保護(hù)(包括接地距離和相間距離)分支系數(shù)，也可以是零序電流保護(hù)分支系數(shù)。以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計(jì)算方法，其特征在于包括如下步驟 (I)獲取電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 從EMS獲取電網(wǎng)在線模型和實(shí)時(shí)量測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)狀態(tài)估計(jì)得到電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行方式，或者直接從EMS獲取狀態(tài)估計(jì)后的數(shù)據(jù)； (2 )獲取電網(wǎng)元件零序參數(shù) 從繼電保護(hù)定值整定軟件獲取包括線路、變壓器零序阻抗和線路零序互感的電網(wǎng)元件零序參數(shù)，通過(guò)名稱匹配表將電網(wǎng)元件零序參數(shù)關(guān)聯(lián)于電網(wǎng)在線模型數(shù)據(jù)； (3)設(shè)置模擬下級(jí)支路短路故障 設(shè)置故障地點(diǎn)和故障類型，其中，故障地點(diǎn)是指繼電保護(hù)中存在配合關(guān)系的下級(jí)保護(hù)所在電網(wǎng)元件上任意位置的故障，所述故障類型包括三相、單相、兩相相間和兩相接地短路故障； (4)計(jì)算短路電流 通過(guò)短路電流計(jì)算獲得下級(jí)支路和上級(jí)支路上的電流向量； (5)計(jì)算分支系數(shù) 通過(guò)對(duì)下級(jí)支路電流向量與上級(jí)支路電流向量的比值取模值，或者對(duì)下級(jí)支路電流向量的幅值與上級(jí)支路電流向量的幅值取比值，獲得基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計(jì)算方法，其特征在于所述步驟(2)中，所述名稱匹配表根據(jù)電網(wǎng)中廠站名稱、線路名稱和變壓器名稱進(jìn)行模糊識(shí)別自動(dòng)生成，或進(jìn)行手工維護(hù)。
3.如權(quán)利要求I所述的一種基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計(jì)算方法，其特征在于所述步驟(3)中，所述故障類型還包括經(jīng)過(guò)渡電阻接地。
4.如權(quán)利要求I所述的一種基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計(jì)算方法，其特征在于所述步驟(4)中，所述短路電流計(jì)算方法是基于網(wǎng)絡(luò)等值阻抗的靜態(tài)方法或基于暫態(tài)仿真的動(dòng)態(tài)方法。
5.如權(quán)利要求I所述的一種基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計(jì)算方法，其特征在于所述步驟(4)中,所述電流向量包括各序分量和各相分量。
6.如權(quán)利要求I所述的一種基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計(jì)算方法，其特征在于所述步驟(5)中，所述分支系數(shù)是當(dāng)前運(yùn)行方式下的分支系數(shù)，或進(jìn)行元件輪斷計(jì)算出最大、最小分支系數(shù)。
7.如權(quán)利要求I所述的一種基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計(jì)算方法，其特征在于所述步驟(5)中，所述分支系數(shù)是距離保護(hù)分支系數(shù)或零序電流保護(hù)分支系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計(jì)算方法，步驟是從EMS獲取電網(wǎng)在線模型和實(shí)時(shí)量測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)狀態(tài)估計(jì)得到電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行方式，或者直接從EMS獲取狀態(tài)估計(jì)后的數(shù)據(jù)；從繼電保護(hù)定值整定軟件獲取電網(wǎng)元件零序參數(shù)，通過(guò)名稱匹配表將電網(wǎng)元件零序參數(shù)關(guān)聯(lián)于電網(wǎng)在線模型數(shù)據(jù)；設(shè)置故障地點(diǎn)和故障類型；通過(guò)短路電流計(jì)算獲得下級(jí)支路和上級(jí)支路上的電流向量；通過(guò)對(duì)下級(jí)支路電流向量與上級(jí)支路電流向量的比值取模值，或者對(duì)下級(jí)支路電流向量的幅值與上級(jí)支路電流向量的幅值取比值，獲得基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分支系數(shù)。此方法計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單，適用于保護(hù)定值整定和校核。
文檔編號(hào)H02H3/00GK102969692SQ201210531558
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者陳軍, 畢兆東, 龐曉艷, 夏彥輝, 楊向飛, 俞秋陽(yáng), 鄭中, 王新寶, 沈其瑜, 張玉瓊, 楊華 申請(qǐng)人:四川省電力公司, 南京南瑞繼保電氣有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司